1、沪科版物理第十三章内能与热机第四节热机效率和环境保护精选练习考点一、燃料的热值1（2017广东深圳）汽油的热值是4.6107J/kg，它的意思是（）A1 kg的汽油完全燃烧放出4.6107J的热量B1 kg的汽油完全燃烧放出4.6107J/kg的热量C 燃烧1 kg的汽油放出4.6107J的热量D燃烧1 kg的汽油放出4.6107J/kg的热量【答案】A【解析】汽油的热值是4.6107J/kg，它的意思是1 kg的汽油完全燃烧放出4.6107J的热量。选A。2（2017山东临沂）下面是小明同学“物理学习笔记”中的摘录，其中错误的是（）A做功和热传递在改变物体的内能上是等效的B0 的冰熔化成0
2、的水的过程中，内能不变C柴油机的散热器用水做冷却剂，是因为水的比热容较大D燃料的热值与燃料的总质量没有关系【答案】B【解析】做功和热传递都可以改变物体的内能，它们达到的效果都是一样的，故A正确；0 的冰熔化成0 的水的过程中，吸收热量，温度不变，但内能增大，故B错误；柴油机的散热器用水做冷却剂，是因为水的比热容较大，升高相同的温度，水吸收的热量多，故C正确；燃料的热值是指单位质量某种燃料完全燃烧时放出的热量，与燃料的质量没有关系，故D正确。故选B。3（2017四川）如图所示，是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图，从图中可看出A燃料的热值_B燃料的热值（选填“大于”、“小于”或
3、“等于”），完全燃烧0.3 m3的天然气来加热水箱中的水，放出的热量是_J。（该天然气的热值为3.0107 J/m3）【答案】小于 9106【解析】（1）如图取相同质量m0，由图可知，QAQB根据q=可知，qAqB（2）已知V=0.3 m3，q=3.0107 J/m3天然气完全燃烧放出的热量：Q放=Vq=0.3 m33.0107 J/m3=9106 J4（201石家庄）关于热值和热机效率的描述，下列说法正确的是（）A燃料燃烧越充分，燃料的热值就越大B热机里燃料燃烧越充分，热机效率越高C燃料燃烧放出的热量越多，其热值越大D热值和热机效率都只与燃料种类有关【答案】B【解析】热值是燃料的特性，与燃烧
4、情况无关，故A错误；使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故B正确；热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故C错误；热值取决与燃料种类，与外界条件无关；而燃料的燃烧情况、能量的损失都会影响热机效率，故D错误。5（2017广西钦州）关于热机，下列说法中正确的是（）A效率越高的热机功率也越大B汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时它们点火的方式也相同C使用热值高的燃料可提高热机的效率C汽油机工作时汽油在汽缸里燃烧，汽油属于二次能源【答案】C【解析】热机的效率与热机的功率无关，二者是两个不同的概念，A说法不正确；汽油机是点燃式，柴油机是压燃式，B说法不正确；汽油机工作时汽油在汽缸里
5、燃烧，汽油属于二次能源，C说法正确；热机的效率与燃料的热值没有关系，提高燃料的利用率是提高热机效率的关键，D说法不正确。6（2017广东省深圳）汽车油箱中的柴油用去了一半，则剩下的柴油（）A比热容和热值均变为原来的一半B热值为原来的一半，比热容不变C比热容为原来的一半，热值不变D比热容和热值均不变【答案】D【解析】比热容和热值与物质种类有关，所以汽车油箱中的柴油用去了一半，则剩下的柴油比热容和热值不变。故选D。7（2018河南）下面是小明同学笔记中的摘录，其中不正确的是（）A做功和热传递在改变物体的内能上是等效的B汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能C同种物质质量相同时，温度越高的物体含有的热
6、量越多D燃料的热值与燃料的质量没有关系【答案】C【解析】做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，故A正确；汽油机在做功冲程中，将内能转化为机械能，故B正确；热量是过程量，不能说物体含有热量的多少，故C错误；热值是物质的一种特性，对于同种物质不随质量、体积的改变而改变，所以燃料的热值与燃料的质量没有关系，故D正确。8.（2017广东）氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。氢气的热值为1.4108J/kg，完全燃烧6 g的氢气可放出 _J 的热量，这些热量能使10 kg常温下的水温度升高_。若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值_（填“大于”、“等于”或“小于”）1.4108J/kg。【答案】8
7、.4105 20 等于【解析】完全燃烧6 g的氢气可放出热量：Q放 =m氢q=0.006 kg1.4108 J/kg=8.4105 J；水吸收的热量：Q吸=Q放=8.4105 J，由Q=cmt得，水升高温度：t=Q吸/（cm）=8.4105J/4.2103 J/(kg)10 kg=20 ；热值是燃料的特性，与燃料的质量无关，所以罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值不变，等于1.4108 J/kg。考点二、热机的效率9（2017四川）用燃气灶烧水时，把2.2 kg初温为20 的水加热到100 ，共燃烧了45 g天然气（假设天然气完全燃烧）。已知天然气的热值为4.4107 J/kg，水的比热容为4.
8、2103 J/（kg）。（1）在烧水的过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，这说明能量的转化和转移是有_的。（2）水的内能增加了_J。（3）燃气灶烧水的效率为_。【答案】（1）方向（2）7.392105（3）37.3%【解析】（1）在烧水的过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，说明在能的转化和转移的过程中，能量转化和转移是有方向性；（2）水吸收的热量：Q吸=cm（tt0）=4.2103 J/（kg）2.2 kg（100 20 ）=7.392105 J，即水的内能增加了7.392105 J；（3）天然气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=4510-3 kg4.4107 J/kg=1.
9、98106 J；燃气灶的效率：=100%=37.3%。10（2017江苏省盐城）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的_较大的性质；散热器中装有10 L的水，在温度升高20 的过程中，水吸收的热量是_J，这些热量相当于完全燃烧_kg的天然气放出的热量。水的比热容c水=4.2103 J/(kg)，天然气的热值q=8.4107J/kg【答案】比热容 8.4105 0.01【解析】汽车散热器用水作为冷却剂，是利用了水的比热容较大的性质；水吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103 J/（kg）10 kg20 =8.4105 J；由题知，Q放=Q吸=8.4105 J，Q放 =m气q，m气=Q放/q=
10、8.4105J/（8.4107J/kg）=0.01 kg。11（2018鄂州）下列关于热现象的说法中，正确的是（）A沿海地区昼夜温差比内陆地区小，是因为水的比热容小B汽油机压缩冲程把内能转化为机械能C火箭用氢作燃料主要是因为氢的热值高D冬天搓手取暖是利用热传递来改变内能【答案】C【解析】因为水的比热容大，吸收或放出相同的热量，温度变化量较小，造成沿海地区昼夜温差比内陆地区小，故A错误。汽油机压缩冲程把机械能转化为内能，故B错误。因为氢的热值高，燃烧相同质量的燃料放出热量多，所以火箭用氢做燃料，C正确。冬天搓手取暖是利用做功来改变内能，故D错误。12（2017衡阳）今年5月18日，我国首次在南海
11、成功试采海域可燃冰，可燃冰具有热值大、储值大、能直接点燃等特点，它的热值约为1.41010J/m3，则3 m3的可燃冰完全燃烧后放出的热量为J，假设这些热量全部被比热容为4.2103J/（kg）的水吸收，可以使kg的水温度升高50。【答案】4.21010 2105【解析】根据题目中已知热值为，体积为V=3 m3，则燃烧放出的热量，根据公式可得。13（2017绵阳）菜油最适宜的烹饪温度在150 至180 之间。用天然气将质量为0.02 kg的菜油从室温20 加热到170 ，天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收。则菜油吸收了_J热量，燃烧了_m-3的天然气。（取c菜油= 2.0103J(kg）
12、-1，天然气的热值为4107 J/m3）【答案】6103 2.510-4【解析】Q吸=cmt=2.0103 J(kg）-1 0.02 kg（170 20 ）=6103 J；天然气燃烧放出热量Q放=Q吸/=6103J/60%=104 J；又Q放=qV得：V=Q放/q=104 J/4107 J/m3=2.510-4 m3。14.（2017安徽）农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5 kg的秸秆煤可放出J的热量；若这些热量完全被质量为100 kg，初温为200C的水吸收，可使水温升高到已知q秸秆煤=2.1107J/kg，c水=4.2103 J/（kg )。【答案】1.05107 45【解
13、析】秸秆煤完全燃烧放出的热量Q=qm=2.1107 J/kg0.5 kg=1.05107J。由Q吸=cmt可得，所以水吸收热量温度升高到t1=t0+25 =45 。15.（2017连云港）2017年5月18日，中国宣布对南海可燃冰试采实现稳定产气，引发世界各国高度关注，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的近20倍，若1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可以使kg水的温度升高50 ，已知c水=4.2103J/（kg），q可燃冰=8.4108 J/kg。【答案】4 000【解析】1 kg可燃冰完全燃烧放出的热量：Q放=mq=1 kg8.4l08 J/kg=8.4l08
14、J，由Q吸=cmt可得：。16（2017苏州）电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体能将盒盖喷出很远（如图）。此过程中的能量转化方式与汽油机的冲程相类似，实验时在盒内滴入210-4 kg酒精，这些酒精完全燃烧放出的热量是J。(q酒精=3107 J/kg)【答案】做功 6103【解析】塑料盒相当于一个气缸，塑料盒的盖相当于活塞，酒精在塑料盒内燃烧，产生高温高压的燃气，推动塑料盒盖运动，把内能转化为机械能，这一过程与热机工作时的做功冲程类似；完全燃烧酒精释放的热量是：Q=mq=210-4 kg3107 J/kg=6103 J。17.（2018黄石）常见的家用热水器有太阳能热水器、电热水器、燃气热水器。
15、若使用太阳能热水器将12 L水由20 加热到45 ，则水需要吸收太阳能_J；若改用功率为“220 V，1 000 W”的电热水器正常加热，则需要加热_s；若用燃气热水器加热，则需要完全燃烧m3的燃气。（已知水的比热容为4.2103 J/(kg），燃气的热值为4.2107 J/m3；不考虑能量转换过程中的损失）【答案】1.26106 1 260 0.03【解析】水需要吸收太阳能：Q=cmt=4.2103 J/(kg)12 kg25 =1.26106 J；电热水器需加热的时间为：t=W/P=Q/P=1.26106 J/1 000 W=1 260 s；需要燃烧的燃气的体积为V=Q/q=1.26106
16、 J/4.2107 J/ m3=0.03 m3。18.（2018三明）天然气是一种热值高、污染小的清洁能源，2016年三明市迎来了天然气时代。完全燃烧0.035 m3的天然气放出多少焦的热量?若这些热量完全被水吸收，能使多少千克的水温度升高50 ?（水的比热容c=4.2103 J/（kg），天然气的热值取q=4107 J/m3）【答案】（1）1.4106 J （2）6.67 kg【解析】（1）完全燃烧0.035 m3的天然气放出的热量为：Q=Vq=0.035 m24107 J/m=1.4106 J；（2）水的质量为：m=Q/ct=1.4106 J/4.2103 J/（kg）50 =6.67 k
17、g。19（2018宿迁）某太阳能热水器中装有40 kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10 升高到60 ，已知c水=4.2103 J/（kg）。求：（1）热水器中的是所吸收的热量；（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？（天然气的热值为8.4107 J/m3，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）【答案】（1）8.4106 J （2）0.1 m3【解析】（1）热水器中水吸收的热量：Q=cm（t0）=4.2103 J/（kg）40 kg（60 10 ）=8.4106 J；（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=8.4106 J，因为Q放=Vq所以天然气的体积。20（2017扬州）今年5月18日，我国在世界上第一次对可燃冰实现安全可控开采。1 m3可燃冰分解后，可释放出约150 m3天然气，已知q天然气=2.1l07 J/m3，c水=4.2l03 J/(kg)。求：（1）1 m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是多少？（2）若上述热量全部被水吸收，可将多少kg的水从20 加热至95 ？【答案】（1）3.15109 J （2）104 kg【解析】（1）1 m3可燃冰分解后，可释放出约150 m3天然气，天然气完全燃烧放出的热量Q=Vq=150 m32.1107 J/m3=3.15109 J；（2）由Q=cmt可得，水的质量。
