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第四节热机效率和环境保护拓展探究突破练知识要点基础练知识点1燃料的热值1.无烟煤的热值是3.4×107J/kg,它表示的物理意义是1kg无烟煤完全燃烧放出的热量是3.4×107J;若要得到1.7×106J的热量,需要完全燃烧50g无烟煤。2.(福建中考)合理分类和利用垃圾可以变废为宝,在一定条件下,1t垃圾能榨出170kg燃料油,若燃料油的热值为4.0×107J/kg,则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为6.8×109J,燃烧时燃料油的化学能转化为内能。3.关于燃料的热值,下列说法中正确的是(A)A.燃料的热值与燃料的种类有关,与燃料的质量和燃烧状况无关B.燃烧1kg某种燃料放出热量的大小等于燃料热值的大小C.燃料燃烧时,质量越大,热值越大D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小拓展探究突破练知识要点基础练知识点2热机效率4.某汽油机在工作过程中损耗掉的那部分能量是燃料完全燃烧所释放能量的四分之一,则此汽油机的热机效率是75%。5.甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高,这表明(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.以相同的速度行驶相同的路程,乙消耗的汽油多6.为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是(D)A.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全B.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦D.尽量增加热机的工作时间拓展探究突破练知识要点基础练知识点3环境保护7.汽车为人类文明做出了巨大贡献,但同时也对自然生态环境造成了污染。为减少汽车尾气对居民的危害,市政府购进了不少以天然气为燃料的汽车用作公交车,成为街头一个新的亮点。汽车使用天然气作燃料的优点是节能(或环保,合理即可)(写出一条即可)。拓展探究突破练综合能力提升练8.双能源(汽油和天然气)汽车以其经济、污染小等优点倍受人们青睐。已知汽油的热值为3.2×107J/L,天然气的热值为7.2×107J/m3,则完全燃烧9L汽油放出的热量与完全燃烧4m3的天然气放出的热量相等。9.“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力,在相同条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍。如果“可燃冰”的热值是天然气的10倍,则完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量为2.1×108J;若在不考虑热量损失的情况下,这些热量能使800kg、45℃的水刚好沸腾,则此时水的沸点是107.5℃,水面上方的气压大于(选填“大于”“小于”或“等于”)1个标准大气压[q天然气=4.2×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)]。10.建筑工地上有一台大型汽车吊,把100t建筑材料从地面吊到15m高处,汽车吊做的有用功为1.5×107J;在此过程中,汽车吊消耗柴油的质量为2.0kg,则完全燃烧2.0kg柴油释放的内能为8.6×107J,该过程中汽车吊的效率为17.4%(柴油的热值q=4.3×107J/kg,g取10N/kg)。拓展探究突破练综合能力提升练11.如图所示为内燃机的能量流向图,热机效率η等于(B)A.𝐸1𝐸4×100%B.𝐸4𝐸1×100%C.𝐸3+𝐸4𝐸1×100%D.𝐸4𝐸1+𝐸2+𝐸3+𝐸4+𝐸5×100%拓展探究突破练综合能力提升练12.(成都中考)小李家使用的燃气热水器,将30kg水从20℃加热到45℃,消耗了0.15m3天然气。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为4×107J/m3,则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是(C)A.水吸收的热量与水的末温成正比B.水吸收的热量是3.15×105JC.热水器的能量转化效率是52.5%D.热水器的能量转化效率与环境温度无关13.一辆效率为20%的小汽车年耗汽油量2100L,若将它的效率提高1%,则一年内节省的汽油为(B)A.205LB.100LC.25LD.21L拓展探究突破练综合能力提升练14.(云南中考)小康家新买来一台容积为80L的天然气热水器。小康学习了热效率的知识后,尝试估测该热水器的热效率,他把“进水量”设置为40L,“出水温度”设置为40℃后,开始加热。当水温达到40℃时,自动停止加热。已知当时自来水的温度是20℃,加热前天然气表的示数为129.96m3,停止加热后变为130.06m3,天然气的热值q天然气=4.2×107J/m3,水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),1L=10-3m3。求:(1)水箱中水的质量;(2)水箱中水吸收的热量;(3)该热水器的热效率。拓展探究突破练综合能力提升练解:(1)把“进水量”设置为40L,则水箱中水的体积V=40L=40×10-3m3由ρ=𝑚𝑉可得,水箱中水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×40×10-3m3=40kg(2)由题意可得,水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(40℃-20℃)=3.36×106J(3)使用天然气的体积V气=130.06m3-129.96m3=0.1m3天然气完全燃烧释放的热量Q放=q天然气V气=4.2×107J/m3×0.1m3=4.2×106J该热水器的热效率η=𝑄吸𝑄放×100%=3.36×106J4.2×106J×100%=80%拓展探究突破练拓展探究突破练15.发动机是汽车的核心部件,发动机的质量决定了整个车的性能和品质,现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机,其中汽油发动机提供动力的是内燃机的气缸,若某台以汽油为燃料的汽车,发动机内有四个气缸,其相关数据如表所示。汽车发动机数据表1min内完成工作循环2600次92#汽油气缸内汽油和空气的混合密度1.35kg/m3排气量1.8L热值4.6×107J/kg发动机最大功率75kW空燃比14∶1拓展探究突破练拓展探究突破练(1)汽车以100km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大,则1min内汽车做的有用功为4.5×106J;(2)如图所示,汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程,一个气缸正常工作四个冲程的顺序是乙、甲、丁、丙(对甲、乙、丙、丁重新排序),内燃机给汽车提供动力的冲程是丁图所示的冲程;(3)汽车排气量是指发动机气缸的工作容积,汽车排气量越大,功率越大,空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比。当汽车以100km/h的速度匀速运动时,根据表中数据求汽车发动机的效率。拓展探究突破练拓展探究突破练解:做一次功混合气体的质量m=ρV=1.35kg/m3×1.8×10-3m3=2.43×10-3kg因为空燃比是14∶1,所以做一次功消耗的汽油质量m0=2.43×10-3kg×115=1.62×10-4kg1min内汽油燃烧释放的热量Q=m0q=1.62×10-4kg×4.6×107J/kg×2600=1.93752×107J发动机的效率η=𝑊有用𝑄×100%=4.5×106J1.93752×107J×100%≈23.2%