2019秋九年級物理全冊 第十三章 內能與熱機 第四節(jié) 熱機效率和環(huán)境保護習題 （新版）滬科版

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1、第四節(jié)　熱機效率和環(huán)境保護 知識要點基礎練 知識點1　燃料的熱值 1.無煙煤的熱值是3.4×107 J/kg,它表示的物理意義是　1 kg無煙煤完全燃燒放出的熱量是3.4×107 J　;若要得到1.7×106 J的熱量,需要完全燃燒　50　g無煙煤。? 2.( 福建中考 )合理分類和利用垃圾可以變廢為寶,在一定條件下,1 t垃圾能榨出170 kg燃料油,若燃料油的熱值為4.0×107 J/kg,則這些燃料油完全燃燒釋放出的熱量為　6.8×109　 J,燃燒時燃料油的化學能轉化為　內　能。? 3.關于燃料的熱值,下列說法中正確的是( A ) A.燃料的熱值與燃料的種類有關,與

2、燃料的質量和燃燒狀況無關 B.燃燒1 kg某種燃料放出熱量的大小等于燃料熱值的大小 C.燃料燃燒時,質量越大,熱值越大 D.燃料不完全燃燒時的熱值比完全燃燒時的熱值小 知識點2　熱機效率 4.某汽油機在工作過程中損耗掉的那部分能量是燃料完全燃燒所釋放能量的四分之一,則此汽油機的熱機效率是　75%　。? 5.甲汽油機的熱機效率比乙汽油機的熱機效率高,這表明( D ) A.甲做功比乙多 B.甲做功比乙快 C.甲消耗的汽油比乙少 D.以相同的速度行駛相同的路程,乙消耗的汽油多 6.為了節(jié)約能源,需要提高熱機的效率,下列措施不能提高熱機效率的是( D ) A.讓燃料與空

3、氣混合充分,使燃料燃燒得比較完全 B.在設計與制造熱機時要不斷改進與創(chuàng)新,以減少能量的損失 C.盡量減少熱機內部各部件間的摩擦 D.盡量增加熱機的工作時間 知識點3　環(huán)境保護 7.汽車為人類文明做出了巨大貢獻,但同時也對自然生態(tài)環(huán)境造成了污染。為減少汽車尾氣對居民的危害,市政府購進了不少以天然氣為燃料的汽車用作公交車,成為街頭一個新的亮點。汽車使用天然氣作燃料的優(yōu)點是　節(jié)能( 或環(huán)保,合理即可 )　( 寫出一條即可 )。? 綜合能力提升練 8.雙能源( 汽油和天然氣 )汽車以其經濟、污染小等優(yōu)點備受人們青睞。已知汽油的熱值為3.2×107 J/L,天然氣的熱值為7.2

4、×107 J/m3,則完全燃燒9 L汽油放出的熱量與完全燃燒　4　m3的天然氣放出的熱量相等。? 9.“可燃冰”作為新型能源,有著巨大的開發(fā)使用潛力,在相同條件下,“可燃冰”完全燃燒放出的熱量可達到天然氣的數(shù)十倍。如果“可燃冰”的熱值是天然氣的10倍,則完全燃燒0.5 kg “可燃冰”放出的熱量為　2.1×108　J;若在不考慮熱量損失的情況下,這些熱量能使800 kg、45 ℃的水剛好沸騰,則此時水的沸點是　107.5　℃,水面上方的氣壓　大于　( 選填“大于”“小于”或“等于” )1個標準大氣壓[q天然氣=4.2×107 J/kg,c水=4.2×103 J/( kg·℃ )]。?

5、 10.建筑工地上有一臺大型汽車吊,把100 t建筑材料從地面吊到15 m高處,汽車吊做的有用功為　1.5×107　J;在此過程中,汽車吊消耗柴油的質量為2.0 kg,則完全燃燒2.0 kg柴油釋放的內能為　8.6×107　J,該過程中汽車吊的效率為　17.4　%( 柴油的熱值q=4.3×107 J/kg,g取10 N/kg )。? 11.如圖所示為內燃機的能量流向圖,熱機效率η等于( B ) A.E1E4×100% B.E4E1×100% C.E3+E4E1×100% D.E4E1+E2+E3+E4+E5×100% 12.( 成都中考 )小李家使用的燃氣熱水

6、器,將30 kg水從20 ℃加熱到45 ℃,消耗了0.15 m3天然氣。已知水的比熱容為4.2×103 J/( kg·℃ ),天然氣的熱值為4×107 J/m3,則下列與該過程有關的計算結果和分析正確的是( C ) A.水吸收的熱量與水的末溫成正比 B.水吸收的熱量是3.15×105 J C.熱水器的能量轉化效率是52.5% D.熱水器的能量轉化效率與環(huán)境溫度無關 13.一輛效率為20%的小汽車年耗汽油量2100 L,若將它的效率提高1%,則一年內節(jié)省的汽油為( B ) A.205 L B.100 L C.25 L D.21 L 14.( 云南中考 )小康家新

7、買來一臺容積為80 L的天然氣熱水器。小康學習了熱效率的知識后,嘗試估測該熱水器的熱效率,他把“進水量”設置為40 L,“出水溫度”設置為40 ℃后,開始加熱。當水溫達到40 ℃時,自動停止加熱。已知當時自來水的溫度是20 ℃,加熱前天然氣表的示數(shù)為129.96 m3,停止加熱后變?yōu)?30.06 m3,天然氣的熱值q天然氣=4.2×107 J/m3,水的比熱容c水=4.2×103 J/( kg·℃ ),1 L=10-3 m3。求: ( 1 )水箱中水的質量; ( 2 )水箱中水吸收的熱量; ( 3 )該熱水器的熱效率。 解:( 1 )把“進水量”設置為40 L,則水

8、箱中水的體積 V=40 L=40×10-3 m3 由ρ=mV可得,水箱中水的質量 m=ρV=1.0×103 kg/m3×40×10-3 m3=40 kg ( 2 )由題意可得,水吸收的熱量 Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/( kg·℃ )×40 kg×( 40 ℃-20 ℃ )=3.36×106 J ( 3 )使用天然氣的體積 V氣=130.06 m3-129.96 m3=0.1 m3 天然氣完全燃燒釋放的熱量 Q放=q天然氣V氣=4.2×107 J/m3×0.1 m3=4.2×106 J 該熱水器的熱效率 η=Q吸Q放×100%=3.36×106J

9、4.2×106J×100%=80% 拓展探究突破練 15.發(fā)動機是汽車的核心部件,發(fā)動機的質量決定了整個車的性能和品質,現(xiàn)代汽車主要分汽油和柴油兩類發(fā)動機,其中汽油發(fā)動機提供動力的是內燃機的氣缸,若某臺以汽油為燃料的汽車,發(fā)動機內有四個氣缸,其相關數(shù)據(jù)如表所示。 汽車發(fā)動機數(shù)據(jù)表 1 min內 完成工 作循環(huán) 2600次 92# 汽油 氣缸內汽油 和空氣的 混合密度 1.35 kg/m3 排氣量 1.8 L 熱值 4.6×107 J/kg 發(fā)動機 最大功率 75 kW 空燃比 14∶1 ( 1 )汽車以100 km/h的速度勻速運動時發(fā)動機

10、的輸出功率最大,則1 min內汽車做的有用功為　4.5×106　J;? ( 2 )如圖所示,汽車內燃機一個工作循環(huán)包括四個沖程,一個氣缸正常工作四個沖程的順序是　乙、甲、丁、丙　( 對甲、乙、丙、丁重新排序 ),內燃機給汽車提供動力的沖程是　丁　圖所示的沖程;? ( 3 )汽車排氣量是指發(fā)動機氣缸的工作容積,汽車排氣量越大,功率越大,空燃比是指氣缸內空氣和燃油的質量比。當汽車以100 km/h的速度勻速運動時,根據(jù)表中數(shù)據(jù)求汽車發(fā)動機的效率。 解:做一次功混合氣體的質量 m=ρV=1.35 kg/m3×1.8×10-3 m3=2.43×10-3 kg 因為空燃比是14∶1,所以做一次功消耗的汽油質量m0=2.43×10-3 kg×115=1.62×10-4 kg 1 min內汽油燃燒釋放的熱量 Q=m0q=1.62×10-4 kg×4.6×107 J/kg×2600=1.93752×107 J 發(fā)動機的效率 η=W有用Q×100%=4.5×106J1.93752×107J×100%≈23.2% 6