14.2热机的效率典型例题专项训练

14.2热机的效率典型例题专项训练
人教版九年级上第十四章内能的利用第2节热机的效率课堂导练1．热值的定义：某种燃料____________放出的热量与其质量__________，叫做这种燃料的热值。

热值在数值上等于1kg某种燃料___________放出的热量。

完全燃烧之比完全燃烧【
点拨】热值采用比值定义法定义。

课堂导练2．酒精的热值为3.0×107J/kg，这表明1kg的酒精________燃烧放出的热量
是____________。

沼气的热值约为1.9×107J/m3，表示的意义是_________________________
____________________。

完全3.0×107J1m3的沼气完全燃烧放出的热量约为1.9×107J 课堂导练3
．热值通常用q来表示，则计算固体和液体燃料完全燃烧放出的热量可用公式Q放＝______________；计算气体燃料完全燃烧放出的热量的公式通常为Q放＝____________。

mqVq课堂导练4．为预防新型冠状病毒，公共场所的扶手可用75%的酒精进行擦拭。

将一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值()A．都不变B．都变为原来的三分之二C．热值不变，密度、比热容变为原来的三
分之二D．热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变A课堂导练5．(2019·常州)家用轿车常用汽油机驱动，汽油机在________ 冲程将________能转化为机械能。

汽车行驶过程中，油箱内汽油越来越少，汽油的热值________。

做功内不变课堂导练6．(2
019·海南)2019年6月5日，我国首次用固体燃料运载火箭把“文昌物联一号”卫星成功送上太空。

火箭发射时要选用热值_______ _(填“大”或“小”)的固体燃料，燃料的质量减少，热值________(填“变小”或“不变”)。

大不变【点拨】热值不随燃料质量的改
变而改变。

课堂导练7．(2019·菏泽)小明家有辆排量1.6L的汽车，行驶100km油耗约为5kg，汽油的热值为4.6×1
07J/kg，若这些汽油完全燃烧，可放出________J热量，燃油汽车产生的____________对环境会造成污染。

2.3×
108噪声(或尾气)【点拨】这些汽油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝5kg×4.6×107J/kg＝2.3×108J;燃油汽
车产生的噪声(或尾气)对环境会造成污染。

课堂导练8．人体像热机一样，也需要消耗能量。

例如一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为
6.6×106J，这些能量需要完全燃烧________kg的干木柴才能得到(干木柴的热值为1.2×107J/kg)。

0.55
课堂导练9．热机的效率：用来做__________的那部分能量，与燃料__________放出的能量之比。

热机的效率用η表示，由热
机效率的定义可知，计算热机效率的公式为__________。

有用功完全燃烧课堂导练10．内燃机的能量流向如图所示，从图中可以看出，内燃机工作时，能量损失主要有以下几个方面：________带走大部分能量，同时________和克服机械摩擦也要消耗一部分能量。

除此之外，其余能量用来做有用功。

废气散热课堂导练11．取暖用的小型锅炉，如果把煤磨成煤粉或煤粒，从而加大与________的接触面积
，再把空气吹进炉膛，就会比煤块燃烧更充分，从而提高燃料的利用率。

氧气课堂导练12．如图表示的是汽油机的能量流向，对照此图，下列说法
不正确的是()A．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．该汽油机的能量利用率为30%课堂导练【点拨】由题图知，废气带走了大部分的能量，所以减少该部分的能
量损失是提高热机效率的有效手段，可见A说法正确；冷却水带走的热量仅次于废气带走的热量，所以冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率，
可见B说法正确；该汽油机的热机效率η＝100%－33%－30%－7%＝30%，可见C说法错误，D说法正确。

【答案】C课堂导练13 ．蒸汽机的工作原理是燃烧燃料，将水加热至高温，利用高温高压水蒸气推动机器转动。

与内燃机相比，蒸汽机效率较低，除机械造成的技术因素外
，主要原因是()A．燃料燃烧不充分B．机械质量大自耗能多C．燃料的热值较低D．水蒸气带走较多能量课堂导练【点拨】与内燃机
明显不同的是，蒸汽机工作时水蒸气带走较多的能量。

【答案】D 课后训练14．(中考·随州)随州某学校物理小组设计实验，探究“酒精、煤油
、汽油”的热值(如图所示)，甲、乙、丙装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同，通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温(均未
达到沸点)t甲＜ t乙＝t丙，可以粗略知道它们的热值q大小关系为_____。

(填选项编号) A．q甲＞q乙＞q丙 B．q甲＞q乙＝q丙C．q甲＜q乙＝q丙课后训练【点拨】用质量相等的酒精、煤油和汽油充分燃烧加热三个烧杯中质量相等的水，甲杯水的温度升高得较
少，即酒精燃烧产生的热量少，所以酒精的热值小，乙和丙两杯水升高的温度相同，且高于甲杯水升高的温度，说明煤油和汽油的热值相同，且大于
酒精的热值。

【答案】C课后训练15．(中考·盐城)如图所示，小明在燃烧皿中放入10g酒精，点燃后对质量为200g的水加热，充分燃烧后，水温升高30℃，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，此过程中水吸收的热量为________J，水的内能
______(填“增大”或“减小”)，该实验计算得到的酒精热值明显偏小，其原因是_______________ ________
_________________________________。

2.52×104增大酒精没有完全燃烧(或酒精燃烧放出的热量没有
完全被水吸收)课后训练16．(2019·兰州)已知天然气的热值为3.8×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·
℃)。

求：(1)完全燃烧1.4×10－2m3天然气放出多少热量？解：(1)完全燃烧1.4×10－2m3天然气放出的热量： Q放＝
Vq＝1.4×10－2m3×3.8×107J/m3＝5.32×105J。

课后训练(2)若某天然气灶的效率为60%，则这些天然
气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到多少？(当地的大气压强为1标准大气压)课后训练17．(2019·怀化)某种国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s的速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L,汽车行驶500s，则汽车消耗的汽油是____
____L，假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495N，则汽油机的效率是________%。

(已知汽油的热值是3.3×107
J/L)课后训练【答案】0.6；25课后训练18．(2019·通辽)我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知该车在某段长1.
2km的水平路面做匀速直线运动，用时40s，汽车在行驶过程中受到的阻力为4000N，汽车在此过程中发动机热机效率为48%，汽油的热值q＝4.6×107J/kg。

在该段测试过程中：课后训练(1)汽车的功率为多少？(2)燃烧了多少汽油？(计算结果保留两位小数)?课后训练19．一辆厢式小货车在2020年新型冠状病毒疫情期间运送物资，满载后总质量是5.0×103kg，在平直的公路上匀速行驶100km，耗油10kg，货车受到的阻力是总重力的0.05倍，发动机的牵引功率是50kW(燃油的热值是5.0×107
J/kg，g取10N/kg)。

求：课后训练(1)货车受到的牵引力。

(2)货车匀速行驶的速度。

解：(1)货车受到的重力： G＝mg
＝5.0×103kg×10N/kg＝5.0×104N，货车做匀速运动，所以货车受到的牵引力： F＝f＝0.05G＝0.05
×5.0×104N＝2500N。

课后训练(3)货车发动机的效率。

【点拨】需要完全燃烧干木柴的质量：m＝＝＝0.55kg。

η＝由η＝可得，水吸收的热量：Q吸＝ηQ放＝60%×5.32×105J ＝3.192×105J；由Q吸＝cmΔt可得，水升高的温
度：Δt＝＝＝20℃，则水的末温为：t＝t0＋Δt＝25℃＋20℃＝45℃。

【点拨】由v＝得，汽车行驶距离：s＝vt＝20
m/s×500s＝10000m＝10km，因为每百公里的油耗为6L，所以行驶10km(公里)消耗汽油：V＝×6L＝
0.6L；汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.6L×3.3×107J/L ＝1.98×107J，因为汽车匀速行驶，所以汽
车牵引力：F＝f＝495N，牵引力做功：W＝Fs＝495N×10000m ＝4.95×106J，汽油机的效率：η＝＝＝25
%。

汽油完全燃烧放出的总热量：Q放＝＝＝1×107J，燃烧汽油的质量：m＝＝≈0.22kg。

解：(1)s＝1.2km＝1200m，汽车牵引力做功：W＝Fs＝fs＝4000N×1200m＝4.8×106J，汽车的功率：P＝＝＝1.2×105W。

由P＝Fv得，货车匀速行驶的速度：v＝＝＝20m/s。

牵引力做的功：W＝Fs＝2500N×1×105m＝2.5×108J，燃油完全燃烧放出的热量：Q＝m油q＝10kg×5.0×107J/kg＝5.0×108J，货车发动机的效率：η＝＝＝50%。