1、燃料的热值一、单选题1.如图,甲、乙、丙三图的装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内液体的初温与质量也相同,不考虑热量损失。下列选项正确的是( ) A.加热相同时间,对比甲、乙两图,若燃料2的热值较高,可得乙图液体末温较高B.加热相同时间,对比乙、丙两图,若液体b的末温较高,可得燃料1的热值较大C.加热相同时间,对比乙、丙两图,若液体a的末温较高,可得液体a的比热容较小D.对比甲、丙两图,若两液体的末温相同,燃料1消耗较多,可得液体a的比热容较小2.对于燃料的热值,下列说法中正确的是()A.燃料的热值跟燃料的质量成反比B.燃料的热值跟燃料的质量成正比C.燃料的热值与燃料的体积有关D.燃料的热值跟
2、燃料燃烧放出的热量无关3.关于燃料的热值。下列说法中正确的是( ) A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关B.容易燃烧的然料热值一定大C.煤的热值大于干木的热值,燃烧煤放出的热量一定比燃烧木柴放出的热量多D.1kg 煤的热值是 2kg 煤的热值的一半4.关于燃料的热值,下列说法中正确的是( ) A.烧水时,用的燃料越少,燃料的热值越大B.燃料燃烧时,放出的热量越多,燃料的热值越大C.相同质量的不同燃料,完全燃烧时放出热量较多的燃料,热值较大D.不同的燃料完全燃烧,放出相同热量时,所用质量较少的燃料,热值较小5.下列关于热值的说法正确的是( ) A.2 kg煤的热值大于1 kg煤的热值B.燃料热值越
3、大,燃烧放出的热量越多C.燃料燃烧不完全时热值变小D.燃料的热值是燃料本身的特性,与其他因素无关二、填空题6.质量为50kg的水温度从20升高到50吸收的热量是_J,这些热量如果完全由煤气燃烧来提供,至少需_kg的煤气。煤气燃烧的过程中,把_能转化成内能。(水的比热容为4.2103J/(kg),煤气的热值4.2107J/kg)。7.某中学为学生供应开水,用焦炭作为燃料,已知焦炭的热值是3107J/kg,现完全燃烧了4.2kg的焦炭,放出的热量_J;设该热量有25%被水吸收,能将_kg的水从25加热到100。已知C水=4.2103J/(kg). 8.2017年5月18日,我国首次海域可燃冰(天然
4、气水合物)试采成功,实现了历史性突破可燃冰分布于深海沉积物或陆域永久冻土中,是由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质,燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水根据测算,1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气完全燃烧5立方米可燃冰产生的热量至少为 _ (天然气热值为3.2107J/m3)试写出可燃冰具备的两条优点_ 、 _ 9.“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力,同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的_很大.以10倍的关系粗略计算,1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为_J,可以使_kg的水从20 加热至60 .c水4.2103 J
5、/(kg),q煤气4.2107 J/kg 10.某同学用如图装置测酒精的热值。加热前酒精灯的质量为m1 , 加热一段时间后变为m2;烧杯中水的质量为M,水的初温tl , 末温t2 , 水的比热容用c表示。用以上符号表达该同学测酒精热值的计算式是 _ 。该同学测算发现,测量值比课本中的“标准值”小很多,请你写一条产生该误差的原因:_ 。三、实验探究题11.小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是_. (2)加热 10min,水吸收的热量_(选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。 (3)根据实验数据,小明作出了
6、水和煤油的温度随加热时间变化的图像(如图乙),由图像可知,水的沸点 是_,煤油的比热容是_J/(kg)。c 水4.2103J/(kg) (4)若本次实验共消耗酒精 20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是_J。(q 酒精=3.0107J/kg) 12.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔 记录了杯中水的温度(见下表)(1)为保证实验结论的可靠性,实验时应控制两套装置中相同的量有_,_。 (2)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是_。 (3)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及
7、两油灯中燃料的质量并记录数据,利用公式 计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗?_。为什么? _ 13.小王学习燃料的热值之后,自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片热值的大小。 (1)实验装置如图甲、乙所示,你认为途中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器材的安装顺序是_(选填“由下而上”或“由上而下”)。(2)为保证实验结论的可靠,以及方便比较,小王同学在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量以及两个烧杯的质量都应保持_。 (3)实验数据记录如下表:根据表中数据,计算出碎纸片的热值是_Jkg-1。(4)通过实验得到的燃料热值与实际相比
8、是偏_(选填“大”或“小”),你认为出现这种情况的主要原因是:_。 14.如图所示,甲、乙、丙三图中装置完全相同燃料的质量都是10 g,烧杯内的液体初温相同(1)比较不同燃料的热值,应选择_两图进行实验;比较不同物质的比热容,应选择_两图进行实验 (2)若在研究不同燃料热值的实验中,记录数据如下表:根据表中数据计算:完全燃烧10 g燃料1放出的热量为_J;燃料2的热值是_J/kg. (3)通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏_(填“大”或“小”),你认为出现这种情况的主要原因是: _ 15.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两
9、套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)。 (1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定_的位置,再调整固定_的位置(选填“A”或“B”)。 (2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的_、_。 (3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是_。 (4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量,并记录的数据、利用公式Q吸=cm(tt0)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗?_,为什么?_。 四、计算题16.小明用煤炉燃烧
10、烟煤烧水时,将10kg水从20加热到100。已知煤炉的热效率为8.4%,水的比热容是4.2103J/(kg),烟煤的热值约为3107J/kg,求: (1)水吸收的热量是多少? (2)燃烧烟煤需要放出的热量是多少? (3)需要燃烧多少质量的烟煤?(结果保留1位小数) (4)请你指出无烟煤烧水效率低的一个原因。 17.某型号的小汽车,在一段平直的公路上匀速行驶了50km,用了半小时,受到的阻力为2103N,求:(1)若在这一过程中消耗燃油510-3m3 , 求这一过程中燃油燃烧放出的热量(已知燃油密度为0.8103kg/m3 , 热值为4.6107J/kg) (2)小汽车行驶这段路程,发动机做的功
11、为多少? (3)求此过程的能量利用效率 18.小星家的太阳能热水器,水箱容积是100L。小星进行了一次观察活动:某天早上,他用温度计测得自来水的温度为20,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45。请你求解下列问题: (1)水箱中水的质量; (2)水吸收的热量; (3)如果水吸收的这些热量,由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为40%,求至少需要燃烧多少m3的煤气?(q煤气=3.9107J/m3 , ) 答案解析部分一、单选题1.【答案】A 【解析】【解答】因为甲乙两图液体的初温与质量相同,且燃料的质量相同,若燃料2的热值较高,则最终燃料2放出的热量多,即乙图液体吸收的热
12、量更多,液体的末温更高,A符合题意;乙丙两图中燃料种类不同(热值不同),加热相同时间,放出的热量不相等,液体a、b吸收的热量不相等,所以不能判断燃料1、2放出的热量,也不能判断热值、比热容大小,BC不符合题意;由于甲丙燃料相同,若两液体的末温相同,即升高相同温度时,由Q=cmt知道,燃料1消耗较多的比热容大,但不能判断是液体a还是b,D不符合题意,故答案为:A。【分析】判断吸热本领的大小,有两种方法:可判断两种物质在升高相同温度的情况下,所用时间的多少,用时较多的,说明吸收的热量多,则比热较大;可判断两种物质在吸收相同热量的情况下,升高温度的多少,温度升高较多的,则比热较小.判断热值的大小:使
13、用燃料的质量相同时,烧杯中同一物质(质量相同)的末温高的热值大.2.【答案】D 【解析】【解答】燃料的热值是燃料的一种特性,只决定于燃料的种类,与质量、体积、燃烧情况以及燃料燃烧放出的热量多少等无关。故答案为:D。【分析】本题的解题关键是知道热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关。3.【答案】A 【解析】【解答】A、燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的燃烧情况无关,A符合题意;B、热值大小与燃料是否容易燃烧无关,B不符合题意;C、煤的热值比干木柴大,说明1kg的煤完全燃烧放出的热量比1kg干木柴完全燃烧放出的热量多,本选项的说法中两者质量不一定相等,C不符合题意;D、热值是燃料的一种特性
14、,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关,D不符合题意故答案为:A【分析】燃料的热值是燃料的特性,不同燃料热值不同,热值和质量无关。4.【答案】C 【解析】【解答】AB、燃料的热值只与燃料的种类有关,与放出热量的多少、燃料的质量和燃料的燃烧程度无关,AB不符合题意;C、相同质量的不同燃料完全燃烧时,放出热量越大的燃料,其热值越大,C符合题意;D、不同的燃料完全燃烧,放出相同热量,所用燃料的质量越少,热值越大,D不符合题意。故答案为:C。【分析】燃烧放出的热的多少和燃料的质量有关,和热值有关。5.【答案】D 【解析】【解答】A热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃烧程度、质
15、量无关,A不符合题意。B由Qmq可知,燃料燃烧放出的热量与燃料的热值和质量有关,只有在相同质量并且完全燃烧的情况下,燃料热值越大放出的热量才越多,B不符合题意。C热值与燃料是否完全燃烧无关,C不符合题意;D燃料的热值是燃料本身的特性,不同的燃料热值一般不同,与其他因素无关,D符合题意。故答案为:D.【分析】燃料的热值是燃料本身的特性,只与燃料的种类有关,与燃烧程度、质量无关,不同的燃料热值一般不同,再结合Qmq分析即可.二、填空题6.【答案】6.3106;0.15;化学【解析】【解答】水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)50kg(50-20)=6.3106 J;由题意
16、可知,Q放=Q吸=6.3106J,由Q放=mq可得完全燃烧煤气的质量:m=Q放/q=0.15kg。煤气燃烧的过程中,把化学能转化成内能。故答案为:6.3106;0.15;化学。【分析】根据吸热公式Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量;由题意可知,Q放=Q吸 , 再根据Q放=mq求出燃烧煤气的质量;燃料燃烧的过程,是将化学能转化为内能的过程。7.【答案】1.26108;100 【解析】【解答】根据Q=mq求出焦炭完全燃烧放出的热量;水吸收的热量等于燃料放出的热量的25%,据此求出水吸收的热量,根据Q=cm(t-t0)求出水的质量。焦炭完全燃烧放出的热量:Q放=mq=42kg3107J/kg=1
17、26108J;水吸收的热量:Q吸=25%Q放=25%126108J=315107J;Q=cm(t-t0)水的质量:m=Q/c(t-t0)=100kg故答案为:1.26108;100.【分析】根据燃料的质量和热值计算放出的热量,利用燃料的利用率计算吸收的热量,根据水的吸热、比热容和温度差计算质量。8.【答案】2.561010J;热值大;污染小 【解析】【解答】由题意知:1立方米可燃冰可以分解释放出160立方米以上的天然气,完全燃烧5立方米可燃冰即V=800 m3的天然气,天然气热值为q=3.2107 Jm3,产生的热量为Q=Vq=800 m33.2107 Jm3=2.561010J;由题意和通过
18、计算说明可燃冰的优点是热值大、污染小、储备丰富等。【分析】利用燃料的热值和体积可以计算燃烧放出的热量,可燃冰的热值大,污染小。9.【答案】热值;2l08;2.5 103 【解析】【解答】在同等条件下,包含质量相同,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的热值很大;1kg煤气完全燃烧放出的热量:Q放=mq=1kg4.2l07J/kg=4.2l07J,1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量,Q放=Q放10=4.2l07J10=4.2l08J;由题知,Q吸=Q放=4.2l08J,Q吸=cmt,水的质量:m=Q吸/ct=4.2108J/4.2103J/(kg)(6020)=2.5 1
19、03kg。故答案为:热值;2l08;2.5 103。【分析】利用燃料的质量和热值计算热量,根据水吸热的多少和水的温度差、比热容计算质量。10.【答案】;没有考虑热量的散失 【解析】【解答】由题,烧杯中的水吸收的热量Q吸=cM(t2-t1),忽略热损失,则酒精灯放出的热量Q放等于水吸收的热量 Q吸 , 即Q放=cM(t2-t1),燃烧酒精的质量m=m1-m2 , 因为Q放=mq,所以酒精的热值 。测量值比课本中的“标准值”小很多,原因:一是没有考虑在加热过程中热量的散失,二可能是酒精没有完全燃烧。故答案为:q=Q放m=cM(t2t1)m1m2;没有考虑热量的散失。 【分析】利用燃料放出的热的多少
20、和质量的比值可以计算燃料的热值,但要考虑热量的损失。三、实验探究题11.【答案】(1)控制不同物质的质量相同(2)等于(3)98;2.1103(4)6.0105 【解析】【解答】 (1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是:控制不同物质的质量相同;(2)加热10min,水吸收的热量等于煤油吸收的热量;(3)水沸腾时保持不变的温度叫沸点,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙),由图象可知,水的沸点是98,由图乙知,升高相同的温度,水用的时间是煤油的2倍,即吸收的热量是煤油的2倍,根据c ,在质量、升温相同的情况下,比热容与Q成正比,故煤油的比热容是: 4.2103J/(kg2.
21、1103J/(kg).(4)若本实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是:Q放mq酒0.02kg3.0107J/kg6.0105J.【分析】探究不同物质的比热容时,加热相同质量的不同物质,利用水的比热容、质量和温度差计算水吸热的多少,根据燃料的热值和质量计算放出的热量。12.【答案】(1)水的质量;吸收的热量(2)煤油(3)不可靠;煤油和菜籽油都不可能完全燃烧,在向水传热的过程中,会有热量损失 【解析】【解答】 (1)为了保证实验的可靠性,需要控制水的质量和水的初温相同,并且酒精灯的加热时间也要相同;(2)分析表格数据可知,甲杯水的温度升高的较快,即甲煤油灯燃烧产生的热量多,所以其
22、热值大;(3)因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小,因此这样的计算结果不可靠。【分析】此类实验问题,要结合控制变量法进行分析研究,探究两种燃料的热值时,需要控制水的质量和水的初温相同,并且酒精灯的加热时间也要相同;燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小.13.【答案】(1)由下而上(2)相等(3)(4)小;有热量散失,水只吸收了一部分热量或燃料不能完全燃烧 【解析】【解答】(1)为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热,并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底,应按照由下往上的顺序组装器材;(2)为探究酒精和碎纸片
23、的热值大小,且方便比较,必须控制酒精和碎纸片的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同;(3)由表格数据可知,相同质量的酒精和碎纸片燃尽时,酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20,碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10,可见酒精的热值是碎纸片的2倍,所以碎纸片的热值为1.2106J/kg;(4)因为烧杯、空气也吸收热量(即存在热损失),并且燃料不可能完全燃烧,所以测得的热值会偏小。【分析】不同的燃料热值不同,在比较时,可以利用燃料的燃烧加热水,利用水的吸热反应热值的大小。14.【答案】(1)甲、乙;甲、丙(2)2.4104;1.2106(3)小;燃料不可能完全燃烧或燃料燃烧放出的热量不
24、可能完全被液体吸收 【解析】【解答】(1)为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲乙两图进行实验;为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断两种比热容的大小关系,应选择甲丙两图进行实验;(2)完全燃烧10g燃料1放出的热量: 燃烧燃料2和燃烧燃料1相比,液体升高的温度为2:1,液体吸收热量为2:1,即燃料完全燃烧放出热量2:1,所以热值为2:1,由此得出燃料2的热值是1.2106J/kg;(3)由于燃料燃烧释放的热量不能全部被液体
25、吸收,使得实验得到的燃料热值偏小故答案为:(1)甲乙;甲丙;(2)2.4104;1.2106;(3)燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收【分析】本题考查了学生对热值概念、比热容概念的了解与掌握,涉及到控制变量法的应用(料的热值大小不能直接测量,需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少,而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关,因此为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小;为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断两种比
26、热容的大小关系),根据Q吸=cmt、Q放=mq结合表格中的数据得出等式求出燃料2的热值.15.【答案】(1)B;A(2)质量;水的初温(3)煤油(4)不可靠;燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失 【解析】【解答】(1)为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热,安装器材时需要先固定B的位置,然后再调整A的位置,并且不要碰到烧杯壁和烧杯底;(2)为了保证实验的可靠性,需要控制水的质量和水的初温相同,并且酒精灯的加热时间也要相同;(3)分析表格数据可知,加热6min,甲杯水升高的温度是38-25=13,乙杯水升高的温度是31-25=6,在其它条件相同时,甲杯水的温度升高的较快,即甲酒精灯燃烧产生
27、的热量多,所以其热值大;(4)因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小,因此这样的计算结果不可靠。【分析】(1)根据酒精灯和温度计的合理使用,组装器材时要从下向上;(2)实验时要用不同的燃料加热质量相同的水,还要使水的初温相同;(3)水温升高较快的说明水吸热较多,若燃烧的燃料质量相同,则燃料的热值大;(4)燃料燃烧时有热损失,利用水吸收的热量和消耗的质量的比值计算燃料的热值不准确。四、计算题16.【答案】(1)解:水吸收的热量:;(2)解:煤炉的热效率为8.4%则 ,则 (3)解:根据热值公式 可知需要燃烧烟煤的质量为 (4)解:烟煤完全燃烧放出的
28、热量是远远大于水吸收的热量,原因是烟煤没有完全燃烧和热损失.(释放出来的热量有大部分散失了/炉子也吸收了热量,等等) 【解析】【分析】根据水的比热容、质量和温度差计算吸热的多少,利用热效率计算燃料放热的多少,结合燃料的热值和放出的热量的多少计算质量,17.【答案】(1)解:耗燃油的质量:m=V=0.8103kg/m3510-3m3=4kg,燃油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=4kg4.6107J/kg=1.84108J答:这一过程中燃油燃烧放出的热量是1.84108J(2)解:因为车匀速行驶,车受到牵引力和阻力是平衡力,所以牵引力F=f=2103N,小汽车行驶50km发动机做的功:W=Fs=2
29、103N50103m=1108J答:小汽车行驶这段路程,发动机做的功为1108J(3)解:此过程的效率 答:此过程的能量利用效率是54.3%【解析】【分析】利用燃料的密度和体积计算质量,结合燃料的热值计算放出的热量,根据力和距离的乘积计算功,功和总热的比值计算热机效率。18.【答案】(1)解:水的体积:V=100L=100dm3=0.1m3 , 水的质量:m=V=1.0103kg/m30.1m3=100kg(2)解:水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)100kg(45-20)=1.05107J(3)解:煤气完全燃烧释放热量: ,需要煤气的体积: 【解析】【分析】利用物体的密度和体积计算质量,根据比热容、质量和温度差求吸热的多少,根据燃料的放热和热值计算燃料的质量。
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