物理-热机和热值-练习题及答案

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（一）热机

1. 热机是把内能转化为机械能的装置．

2. 内燃机有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．

3. 压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能转化为机械能．

（二）热值

1. 热值：1kg 的某种燃料完全燃烧所放出的热量叫做这种燃料的热值．

2. 公式：Q=mq

3. 单位：J/kg

例1：关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ A ）

A. 燃料的热值与燃料的燃烧情况无关

B. 容易燃烧的燃料，热值一定大

C. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多

D. 为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料

解析：燃料的热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，而与燃料的质量、燃烧与否无关．

燃料燃烧时放出的热量与燃料的热值、燃料的质量、燃烧是否完全有关，选项C 中只知道煤的热值较干木柴的大，两者的质量关系、燃烧是否完全并不知道，因此不能确定谁放出的热量多。炉子的效率与燃料燃烧的完全程度和热量散失程度有关，与燃料的热值大小无关。

例2：一桶煤油用掉了一半，则剩下的煤油（ D ）

A. 密度和热值不变，比热容减为原来的一半

B. 比热容和密度不变，热值减为原来的一半

C. 热值和比热容不变，密度减为原来的一半

D. 密度、热值和比热容都不变

解析：物质的密度、燃料的热值和物质的比热容都是表现物质本质属性的物理量，因此对于给定的物质来说，这三个物理量的数值都不会发生变化．

例3：完全燃烧2kg 汽油放出多少热量？要放出6.0×106J 的热量，需完全燃烧多少克酒精？

汽油的燃烧值为4.6×107J/kg ，Q =燃烧值×质量=4.6×107J/kg ×2kg=9.2×107J ．

酒精的燃烧值是3.0×107J/kg ，m =热量/燃烧值=6.0×106J/3.0×107J/kg=0.2kg=200g ．

例4：汽油机工作过程由四个冲程组成，在这些冲程中，内能转化为机械能的是（ C ）

A. 吸气冲程

B. 压缩冲程

C. 做功冲程

D. 排气冲程

例5：关于热机的效率，以下说法中正确的是（ D ）

A. 热机做的有用功越多，效率就一定越高

B. 热机的功率大，效率就一定高

C. 热机单位时间里耗费的燃料少，热机的效率就一定高

D. 以上说法都不对

解析：热机的效率是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比．热机做的有用功多，但消耗的燃料完全燃烧所放出的能量没有确定，就无法比较热机的效率的高低．热机的功率大，只表示单位时间内做的有用功多．在热机单位时间里所消耗燃料完全燃烧所放出的能量没有确定的情况下，也无法判断热机效率高低．热机单位时间里消耗的燃料少，在热机功率没有确定的情况下，无法确定单位时间里热机所做的有用功的多少，因而无法判断热机的效率高低．

例6：汽油机的效率往往比柴油机低，这说明（ D ）

A. 汽油机的功率比柴油机小

B. 汽油机做的功比柴油机少

C. 柴油机消耗柴油多

D. 柴油机的内能转化为机械能的百分比大

解析：热机的效率与功率、做功多少没有直接关系．

例7：把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少千克的干木柴？（已知干木柴的热值为7

102.1⨯J ／kg ，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）

解析：应注意在标准大气压下，水的沸点是100℃．吸热公式)(0t t cm Q -=吸

解：630101.26C)40C 100(kg 5)C J/(kg 102.4)(⨯=︒-︒⨯⨯︒⋅⨯=-=t t cm Q 吸J ．

因为6101.26⨯==放吸Q Q J ．所以，干木柴质量105.0J/kg 102.1/J 101.26/76=⨯⨯=='q Q m kg ．

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:从网络收集整理.word 版本可编辑. 例8：已知无烟煤的热值为7

104.3⨯J ／kg ，20g 无烟煤完全燃烧所放出的热量若全部被2kg30℃的水吸收，在1标准大气压下水温可以升高到多少摄氏度？

解：57106.80.02kg J/kg 104.3⨯=⨯⨯==qm Q 放J ． )(0t t cm Q -=吸 因为放吸Q Q =，所以

C 111C 30]kg 2)C J/(kg 102.4/J 108.6[)/(350︒≈︒+⨯︒⋅⨯⨯=+=t cm Q t 吸．

在1标准大气压下水的沸点是100℃，水在100℃沸腾后，水吸收热量只是为了完成沸腾，但水温保持不变．所以水温只能升高到100℃．

例9：质量为0.5kg 的铝壶里装着5kg20℃的水，将铝壶放在煤炉上加热，效率为20％，问：要燃烧多少无烟煤才能将水烧开？〔无烟煤的热值为J/kg 104.37⨯，铝的比热容为C)J/(kg 100.883

︒⋅⨯〕

解：630101.68C)20C (1005kg C)J/(kg 102.4)(⨯=︒-︒⨯⨯︒⋅⨯=-=t t m c Q 水水吸J 一、填空题

1. 燃料的燃烧是一种_化学___变化，在燃烧的过程中，燃料的__化学__能转化为__内___能，也就是通常所说的释放出能量。

2. 1kg 某种燃料_完全燃烧___放出的热量，叫做这种燃料的燃烧值，无烟煤的燃烧值是

3.4×107J/kg ，它的物理意义是__1kg 无烟煤在完全燃烧时放出的热量是3.4×107J____。

3. 酒精的燃烧值是3.0×107J/kg ，酒精炉里装有100g 酒精，若燃烧掉一半，放出的热量是_1.5×106J__J ，剩余部分酒精的燃烧值是__3.0×107J/kg____。

4. 内能的一个重要应用就是直接用它来_ 加热___物体，物体在获得内能以后，__物体温度_____会升高；内能的另一个重要应用就是用它来___做功_____。

5. 内燃机的工作特点是：让燃料在_气缸内___燃烧，生成__高温高压__的燃气，利用这个燃气作为_工作物质___去推动__活塞做功____。

6. 一般内燃机完成一个工作循环具有__四___个冲程，其中压缩冲程和做功冲程分别是第__二__和第_三__冲程。在压缩冲程里__机械___能转变为__内__能，在做功冲程里__内___能转化为__机械___能。

7. 内燃机工作的一个循环中，只有___做功__冲程对外做功，其它几个冲程是___辅助__冲程，要靠飞轮的__惯性__来完成，但从全局看，_吸气___冲程，__压缩__冲程和__排气__冲程都是必不可少的，它们为__做功___冲程对外做功创造了条件。

8. 汽油机是用__火花塞___使燃料燃烧的，这种点火方式叫做__点燃式__，柴油机是在__压缩__冲程末，_喷油嘴___向气缸内喷射__雾状柴油___，它在远远超过它的燃点的热空气中立即燃烧，这种点火方式叫做_压燃式_____。

9. 柴油机和汽油机在吸气冲程中的不同是：汽油机吸入气缸里的是_汽油和空气的混合物__，柴油机吸入气缸里的是__空气____。

10. 用来做_有用功___那部分能量和燃料_完全燃烧__放出的能量之比，叫做热机的效率，提高热机效率的途径是___减少各种热损失，保证良好的润滑，减少因克服摩擦而额外消耗的功_____。

二、判断题

11. 一台单缸汽油机，飞轮每分钟转600转，那么这台汽油机每分钟内完成300个工作循环。 （ √ ）

12. 热机的效率总小于或等于1。 （ × ）

13. 总的看来，内燃机实现了内能向机械能的转化，但在它的工作过程中，也有机械能转化为内能的过程。（ √ ）

14. 燃料的燃烧值要随着燃料的不断燃烧而减小。（ × ）

三、选择题

15. 热机工作的共同特点是（ B ） A. 都有燃料进入汽缸 B. 将燃料燃烧放出的内能传递给工作物质，使工作物质受热膨胀，对外作功