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课时提升作业(九)
热机效率和环境保护
(30分钟 40分)
一、选择题(本大题共4小题,每题3分,共12分)
1.煤的热值比木柴的热值大,这表示( )
A.烧煤比烧木柴产生的热量多
B.烧煤比烧木柴产生的温度高
C.煤比木柴具有的内能多
D.相同质量的煤和木柴完全燃烧,煤放出的热量多
【解析】选D。本题考查热值的概念。煤的热值比木柴的热值大,说明完全燃烧相同质量的煤和木柴,煤放出的热量多,不能说明烧煤比烧木柴产生的热量多、产生的温度高,也不能说明煤比木柴具有的内能多,故选D。
2.(2014•嘉峪关市四中期末)双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料。以下说法正确的是( )
A.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多
B.以天然气为燃料,汽车发动机的效率可以达到100%
C.在压缩冲程中,燃料混合物的温度升高,内能增大
D.汽油与天然气相比,燃烧时汽油对环境的污染较小
【解析】选C。本题考查燃料的热值。由Q放=mq可知,燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关,故A错；以天然气为燃料时,仍有热散失,仍需克服摩擦做额外功,其机械效率不能达到100%,故B错；在压缩冲程中,对燃料混合物做功,使其温度升高,内能增大,故C正确；使用天然气作燃料的目的是其对环境污染小,成本低,D错。故选C。
【易错警示】燃料的热值是物质的一种特性,只与燃料的种类有关,而燃料放出的热量与燃料的热值和质量都有关。
3.(2014•武汉联考)关于比热容和热值,下列说法正确的是( )
A.冰熔化成水,它的质量、比热容都不变
B.燃料完全燃烧时热值较大,不完全燃烧时热值较小
C.一桶汽油用去一半,比热容和热值都不变
D.物体热值越大,燃烧时温度越高
【解析】选C。本题考查对比热容和热值的理解。冰熔化成水,它的质量不变,水和冰的比热容由于状态不同,它们的比热容也不同,故A错；因为热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料是否充分燃烧无关,故B错；比热容和热值是物质的一种性质,只与物质本身有关,所以一桶汽油用去一半,比热容和热值不会改变,C正确。物体的热值和物体的温度没有关系,D错。
【方法归纳】密度、热值、比热容都是物质的一种特性,不同物质一般是不同的,与物体质量、体积的变化无关。
4.(2014•水源二中质检)甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高,这表明
( )
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.以相同的牵引力行驶相同的路程,乙消耗的汽油多
【解析】选D。本题考查热机的效率。甲汽油机效率比乙汽油机效率高,所以消耗相同的油,甲做的功多；做同样多的功,甲消耗的油少。A、B、C没有注意控制变量。故选D。
二、填空题(本大题共2小题,每空2分,共10分)
5.(2013•枣庄中考)“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力。同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的
很大。以10倍的关系粗略计算,1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J,这些热量可以使 kg的水从20℃升高至100℃。[c=4.2×103J/(kg•℃),q煤气=4.2×107J/kg]
【解题指南】解答本题抓住以下关键点：
(1)判断热值的计算公式。
(2)判断水吸收热量的计算公式。
【解析】本题考查的是热值的相关知识。热值是1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。热值与燃料的种类有关。
Q放=10qm=10×4.2×107J/kg×1 kg=4.2×108J
由Q吸=cmΔt得
m= = =1.25×103kg
答案：热值 4.2×108 1.25×103
6.(2014•南京市鼓楼区期末)
课外阅读,陈明同学摘录一条信息：通常人体的温度高于周围环境的温度,人体以红外线的方式不断向外辐射热量。每小时人体释放的热量,能使相当于自身质量的水的温度升高2℃。陈明同学的质量是50 kg,每小时向外释放的热量等于 J；相当于完全燃烧 g酒精放出的热量。[c水=4.2×103J/(kg•℃),q酒精=3.0×107J/kg]
【解析】本题考查热值的计算。50 kg水温度升高2℃吸收的热量：Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×50 kg×2℃=4.2×105J；Q放=Q吸=4.2×105J,因为Q吸=Q放=mq,所以需要酒精的质量：m′= = =0.014 kg=14 g。
答案：4.2×105 14
三、实验探究题(7分)
7.为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值,小明采用如图所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中,点燃它们,分别给装有质量相等的水的两个相同烧杯加热,直至酒精和碎纸片完全燃烧。
(1)小明设计了一张记录实验数据的表格,其中①②两项内容漏写了,请你帮他补充完整。
比较项目燃料 加热前水温度/℃ ①_________
10 g酒精
②_________
(2)实验后小明根据实验数据利用公式Q=cmΔt算出了水吸收的热量,结合
“10 g酒精”这一数据,算出了酒精的热值,算出的酒精热值是否可靠? ,请说明理由 ________________________________________________________
。
【解析】本题考查探究燃料的热值。(1)为了算出水吸收的热量,①应为加热后水温度/℃；为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值,②应为10 g碎纸片。
(2)由于热量损失,烧杯及温度计也要吸收热量,所以酒精完全燃烧放出的热量不能全部被水吸收,故算出的酒精的热值不可靠。
答案：(1)①加热后水温度/℃ ②10 g碎纸片 (2)不可靠 酒精完全燃烧放出的热量不可能全部被水吸收
四、计算题(11分)
8.“BRT”系统是连接中心城区与外围区域的快速公交系统,它具有专用的车道和站点,有利于中心城区各项功能的向外辐射和向心聚焦。
(1)已知每辆“BRT”专用车一次往返平均耗油80 L,而一辆轿车一次往返平均耗油7.25 L。按每辆“BRT”专用车载客量相当于40辆轿车载客量计算,若40辆轿车上的乘客全部改乘一辆“BRT”专用车,一次往返可节约燃油多少升?如果将这些燃油完全燃烧释放的能量用来烧水且全部被水吸收,可以将多少千克的水从20℃提高到100℃?[已知每升燃油完全燃烧放出的热量为3.2×107J,水的比热容c= 4.2×103J/(kg•℃)]
(2)从以上计算以及你对“BRT”的了解,你认为该系统的主要优点有哪些?(只需写出两点即可)
【解析】本题考查热值和比热容的计算。
(1)40辆轿车消耗的燃油为
V总=40×7.25 L=290 L
“BRT”专用车一次往返节省的燃油为
ΔV=V总-V0=290 L-80 L=210 L
这些燃油产生的热量为
Q=qΔV=3.2×107J/L×210 L=6.72×109J
烧开水的质量为
m= = =2×104kg
(2)快速公交系统最大的优点：减轻城市交通压力；节约能源,减轻大气污染。
答案：(1)210 L 2×104kg (2)减轻交通压力,减轻大气污染。
【培优训练】
有一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如表所示。将它安装在阳光充足的水平台面上,并装满水。
型 号 JL—88
水容量/L 80
自身质量/kg 40
(1)某地区(晴天)平均每平方米的面积上,每小时接收的太阳能约为2.8×106J。若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5 m2,每天日照时间按8 h计算,则它一天中接收的太阳能(E)约为多少?若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使水温升高多少?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(2)若该热水器一天中接收的太阳能,由燃烧煤气(热值q=4.2×107J/kg)来获得,则需要完全燃烧多少千克煤气?
【解析】(1)E=2.8×106×1.5×8 J=3.36×107J；
Q吸=ηE=60%×3.36×107J=2.016×107J
由Q吸=cm(t-t0)(或Q吸=cmΔt)得：
Δt= = =60℃
(2)Q放=mq
所以m= = = =0.8 kg
答案：(1)3.36×107J 60℃ (2)0.8 kg
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