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1、第十四章第2节热机的效率一、选择题1.2018年7月10日4时,我国用长征三号甲运载火箭成功将第32颗北斗导航卫星发射升空。长征三号甲运载火箭使用液态氢作为燃料,主要是因为液态氢具有()A.较小的密度 B.较大的比热容C.较低的沸点 D.较高的热值2.下列关于热值的说法中正确的是 ()A.燃料燃烧,消耗的燃料越多,这种燃料的热值越大B.燃料燃烧,放出的热量越多,这种燃料的热值越大C.相同质量的不同燃料完全燃烧,放出热量较少的燃料,热值较大D.不同的燃料完全燃烧,放出相同热量时,所用燃料的质量越少,这种燃料的热值越大3.将一瓶酒精用去,则剩余酒精的密度、比热容和热值()A.都不变B.都变为原来的
2、C.热值不变,密度、比热容变为原来的D.热值变为原来的,密度、比热容不变4.下表中所列为几种常见燃料的热值。学校在室温10 时,每天向学生供100 kg开水,若使用表中所示的燃料烧这些水,则所需燃料的质量最少的是(燃料完全燃烧)()几种常见燃料的热值/(Jkg-1)汽油酒精无烟煤烟煤4.61073.0107约3.4107约2.9107A.汽油 B.酒精 C.无烟煤 D.烟煤5.关于热机的效率,以下说法中正确的是()A.热机的功率大,效率一定高B.热机做的有用功多,效率一定高C.热机单位时间里消耗的燃料少,效率就高D.热机的效率总小于16.如图1所示是汽油机的能量流向图,对照此图,下列说法中不正
3、确的是()图1A.废气的排放所占比例最大,减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段B.冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率C.该汽油机的热机效率为70%D.该汽油机的热机效率为30%7.下列关于热机和环境保护的说法中正确的是()A.热机的效率是描述热机性能的重要指标B.当前热机的效率可以达到100%C.汽车排出的尾气越浓,汽油机的效率越高D.热机是通过燃料的燃烧获取化学能并转化为机械能的装置8.提高热机效率是“节能减排”的一个重要途径,如果汽油机的效率从30%提高到36%,那么一辆轿车在汽油机效率为30%时,消耗一定质量汽油,能够在平直道路上匀速直线行驶10 km;当效率变为36%后,在相
4、同道路情况下,以相同速度匀速直线行驶,并消耗相同质量汽油的情况下,能够行驶()A.50 km B.12 km C.6 km D.65 km二、填空题9.酒精的热值是3.0107(填单位),完全燃烧400 g酒精,放出的热量是;若把一瓶酒精倒去一半,剩下酒精的热值为。10.2019无锡 用煤气灶将质量为4 kg的水从25 加热到50 ,水吸收的热量为J,若水吸收的热量等于煤气燃烧所放出的热量,则需要完全燃烧的煤气。水的比热容为4.2103 J/(kg),煤气的热值取4.2107 J/kg11.汽车的发动机是内燃机的一种。如图2所示是一个内燃机的能流图,请根据图中的数据计算这个内燃机的效率是。图2
5、12.热机的效率是描述热机性能的重要指标,热机的效率高,在做同样多的有用功时,消耗的燃料较(选填“多”或“少”),从而节省能源;或者消耗同样多的燃料时,能够做更多的,燃料有较高的利用率。汽油机与柴油机相比较,在通常情况下,机的效率较高。图313. 如图3所示,在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,棉花被点燃,此过程的能量转化方式与汽油机的冲程相同;某效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了4 kg汽油,该汽油机对外做的机械功为J。(汽油的热值为4.6107 J/kg)三、实验探究题14.如图4所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10 g,烧杯内液体的
6、质量都相同。图4(1)比较不同燃料的热值应选择两个装置,比较不同物质的比热容应选择两个装置,选择的理由是物理学中研究问题时常用到的一种方法:法。(2)在“比较不同燃料的热值”的实验中,通过观察温度计比较燃料燃烧放出热量的多少,这种研究问题的方法叫做法。(3)若图甲装置中的液体为水,燃料为酒精,已知烧杯内水的质量为500 g,10 g酒精完全燃烧使温度计的示数升高了20 ,则水吸收的热量是J,如果认为酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收,则酒精的热值是J/kg,算出的热值比标准值(选填“偏大”或“偏小”)。水的比热容是4.2103 J/(kg)四、计算题15.已知某汽油机工作一段时间,消耗2 k
7、g的汽油,放出8107 J的热量,对外做功2.5107 J,求该汽油机的效率。(汽油的热值q=4.6107 J/kg,结果保留整数)16.某家用燃气热水器将质量为100 kg、温度为20 的自来水加热到50 ,消耗的天然气体积为1 m3(假设天然气完全燃烧)。已知天然气的热值为3.2107 J/m3,水的比热容为4.2103 J/(kg),求:(1)天然气完全燃烧放出的热量。(2)水吸收的热量。(3)该热水器的效率。17.汽车是我们熟悉的交通工具,它给我们的生活提供了便利,促进了社会经济的发展。某型号四轮汽车,当它以15 m/s的速度在平直路面上匀速直线行驶时,受到的阻力为600 N,每行驶1
8、00 km消耗的汽油量为8 L。完全燃烧1 L汽油释放的能量为3.6107 J。求:(1)汽车以15 m/s的速度匀速直线行驶时牵引力的功率。(2)汽车以15 m/s的速度匀速直线行驶时汽车的效率。答案1.D2.D3.A4.A5.D6.C7.A8.B9.J/kg1.2107 J3.0107 J/kg10.4.21050.01 kg11.40%12.少有用功柴油13.压缩4.610714.(1)乙、丙甲、乙控制变量(2)示数的变化转换(3)4.21044.2106偏小15.2 kg汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=2 kg4.6107 J/kg=9.2107 J,汽油机的效率:=100%=100%=27%。16.(1)天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=1 m33.2107 J/m3=3.2107 J。(2)水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2103 J/(kg)100 kg(50 -20 )=1.26107 J。(3)该热水器的效率:=100%=100%=39.375%。17.(1)因为汽车做匀速直线运动,所以F牵=F阻=600 N,则
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