专题134热机效率和环境保护(解析版)

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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基础篇考点一、燃料的热值（2017广东深圳）汽油的热值是4.6X07J/kg，它的意思是（）A.1kg的汽油完全燃烧放出4.6107J的热量B.1kg的汽油完全燃烧放出4.6X07J/kg的热量C.燃烧1kg的汽油放出4.6X07J的热量D燃烧1kg的汽油放出4.6X07J/kg的热量【答案】A【解析】汽油的热值是4.6107J/kg，它的意思是1kg的汽油完全燃烧放出4.6X07J的热量。选A。（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B.0C的冰熔化成0C的水

2、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；0C的冰熔化成0C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。（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”或等于”），完

3、全燃烧0.3m3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3.007J/m3）【答案】小于9X106【解析】（1）如图n0/占込C*取相同质量m,由图可知，QaQb根据q=Q可知，qA108J/kg。【答案】8.4053=Q放=8.410J,由Q=cmt得，水升高温度：t=Q吸/(cm)=8.410J/4.210J/(kg?C)10kg=20C；热20等于85【解析】完全燃烧6g的氢气可放出热量：Q放=m氢q=0.006kg1徇0J/kg=8.4105J；水吸收的热量：Q吸燃气灶的效率：n=X100%=37.3%。Q放（2017江苏省盐城）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利

4、用了水的较大的性质；散热器中装有10L的水，在温度升高20C的过程中，水吸收的热量是J，这些热量相当于完全燃烧37kg的天然气放出的热量。水的比热容c水=4.2X0J/（kgC）,天然气的热值q=8.4X0J/kg【答案】比热容8.41050.01【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=cmt=4.203555J/（kg-C）X10kg0C=8.40J;由题知，Q放=Q吸=8.40J,vQ放=m气q,.m气=0放/q=8.40J/（8.4107J/kg）=0.01kg。提升篇（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

5、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。（2017衡阳）今年5月18日，我国首次在南海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1.4010J/m3，则3m3的可燃冰完全燃烧后放出的热量为J

6、，假设这些热量全部被比热容为4.203J/（kg：C）的水吸收，可以使kg的水温度升高50C。【答案】4.2010205【解析】根据题目中已知热值为q=1.41010J/m3，体积为V=3m3，则燃烧放出的热量Q=qV=1.41010J/m33m3=4.21010J，根据公式Q=cm：t可得Qc=t=2105kg。4.2TO10J4.2103J/kgr_50T（2017绵阳）菜油最适宜的烹饪温度在150C至180C之间。用天然气将质量为0.02kg的菜油从室温20C加热到170C,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=2.0W3J（kg

7、C）-1，天然气的热值为4X107j/m3）【答案】6X1032.5X0-4313【解析】Q吸=cmAt=2.0氷0J（kgC）-0.02kgX170Ct20C）=6X10J;天然气燃烧放出热量Q放=Q吸/n=603J/60%=104J;又Q放=qV得：V=Q放/q=104J/4107J/m=2.50-4m3。（2017安徽）农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出J的热量；若这些热量完全被质量为100kg,初温为20c的水吸收，可使水温升高到C已知q秸秆煤=2.107J/kg,c水=4.203J/（kgC）。【答案】1.050745【解析】秸秆煤完全燃烧放出的热量

8、Q=qm=2.107J/kg0.5kg=1.051J。由Q=cmAt可得,所以水吸收热量温度升高到t1=t0+25C=45C。_t：31.05107J25Ccm4.2103J/kgC100kg（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1kg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50C，已知c水=4.2003J/(kgC),8q可燃冰=8.400J/kgo【答案】4000【解析】1kg可燃冰完全燃烧放出的热量:I08J,由Q吸=cmt可得:8.4108Jm

9、水3水Gkt4.2103J/kgC50C=4000kg。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2x10-4kg酒精，这些酒精完全燃烧放出的热量是Jo（q酒精=3O07J/kg)【答案】做功6X103【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=2X10-4kgX3X107J/kg=6103J。17.(2018黄石)常见的家用热水器有太阳能

10、热水器、电热水器、燃气热水器。若使用太阳能热水器将12L水由20C加热到45C，则水需要吸收太阳能J;若改用功率为“220V1000W”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4.2103J/(kgG),燃气的热值为4.207J/m3；不考虑能量转换过程中的损失)【答案】1.2610612600.0336【解析】水需要吸收太阳能：Q=cmAt=4.2XI0J/(kgG)12kg25C=1.2610J；电热水器需加热的时间为：66733t=W/P=Q/P=1.2610J/1000W=1260s;需要燃烧的燃气的体积为V=Q/q=1.261

11、0J/4.210J/m=0.03m。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0.035m3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50C?冰的比热容c=4.2103J/(kgG),天然气的热值取q=4X107J/m3)【答案】(1)1.4106J(2)6.67kg【解析】完全燃烧0.035nf的天然气放出的热量为：Q=Vq=0.035nf用X107J/mF1.4106J；(2)水的质量为：m=Q/cAt=1.4106J/4.2103J/(kgC)50C=6.67kg。佃.(2018宿迁)某太阳能热水

12、器中装有40kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10C升高到60C,已知c水=4.2X03J/(kgC)。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8.4107J/m3,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)【答案】(1)8.4106J(2)0.1m3【解析】(1)热水器中水吸收的热量：Q=cm(t-0)=4.2103J/(kgC)M0kg(60C-10C)=8.4106J；(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=8.4106J,因为Q放=Vq所以天然气的体积=0.1m3Qa_8.4106J731m3可燃冰分

13、解后,q8.410J/m20.(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。可释放出约150m3天然气，已知q天然气=2.1l07J/m3,c水=4.2枸3J/(kgG)。求：(1)1m3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20C加热至95C?【答案】(1)3.15109J(2)104kg【解析】(1)1m3可燃冰分解后，可释放出约150m3天然气，天然气完全燃烧放出的热量3739Q=Vq=150mP10J/m=3.150J；9(2)由Q=cmAt可得，水的质量=1Q4kg。Q3.1510Jc水t4.2

14、103J/kgC(9520C)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1.4108J/kg。考点二、热机的效率9(2017四川)用燃气灶烧水时，把2.2kg初温为20C的水加热到100C,共燃烧了45g天然气(假设天然气完全燃烧)。已知天然气的热值为4.407*9J/kg，水的比热容为4.203J/(kgC)。(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；35(2)水吸收的热量：Q吸=cm(t-t0)=4.20J/(kgC)X2.2kg100C-0C)=7.3920J,即水的内能增加了7.392105J；-376(3)天然气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=450-kg4.40J/kg=1.981J；8Q放=mq=1kg08.4OJ/kg=8.4