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13.4 热机效率和环境保护
课时训练
沪科版 九年级全
第十三章 内能与热机
[2023·宜昌]关于燃料及其热值，下列说法正确的是(　　)
A．没有燃烧的燃料，热值等于零
B．燃料完全燃烧时，它的热值最大
C．燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
1
【解析】
热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧及产生的热量无关，故C正确；由Q放＝mq可知，燃料燃烧放出的热量，与燃料的质量、热值及是否完全燃烧有关，与燃烧的温度无关，故D错误。
【答案】C
[2023·泰安]沼气是一种清洁燃料，部分地区因地制宜建造沼气池，利用沼气烧水做饭。已知沼气的热值为1.9×107 J/m3，完全燃烧0.2 m3沼气，放出的热量为__________J。
2
3.8×106
【解析】
沼气完全燃烧放出的热量Q放＝V沼气q沼气＝0.2 m3× 1.9×107 J/m3＝3.8×106 J。
[2023·惠州惠城区模拟]火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料________大的特性。某次火箭发射过程中，30 t氢完全燃烧释放出的热量是4.2×1012 J，氢的热值是________J/kg；液态氢燃烧过程中，其热值大小________(填“变大”“变小”或“不变”)。
3
热值
1.4×108
不变
【解析】
[2023·天津模拟]小明在参加中考体育考试的过程中，其身体消耗的总能量为4.8×105 J，这些能量相当于完全燃烧________kg干木柴所释放的热量；若干木柴燃烧了一半，则剩余干木柴的热值为________J/kg。
(q干木柴＝1.2×107 J/kg)
4
0.04
1.2×107
【解析】
[2023·长春]内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为(　　)
A．7% B．28% C．31% D．34%
5
【解析】
由内燃机的能量流向图知，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出能量的34%，即内燃机的效率为34%。
【答案】D
[2023·济宁期中]为了合理利用能源，人们一直在努力提高热机的效率。以下是一些提高热机的效率的方法，其中合理的一组是(　　)
①提高热机的功率；②尽量减少各种热损失；③加润滑油以减少机器各部件之间的摩擦；④使用热值高的燃料。
A．①④ B．②③ C．②④ D．①③
6
【解析】
热机效率是指热机工作时，有用功与燃料完全燃烧释放出的热量之比，与热机的功率无关，功率是表示物体做功快慢的物理量，燃料的热值高低也不影响热机的效率；通过减少各种热损耗、加润滑油等可以减少能量损失，从而提高热机效率。
【答案】B
关于热机的效率，下列说法正确的是(　　)
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高，消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
7
【解析】
热机的效率越高，所做的有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误；一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；热机的效率越高说明所做的有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。
【答案】B
下列关于热机和环境保护的说法正确的是(　　)
A．热机的大量使用会造成环境污染
B．所有的热机都是用汽油作燃料的
C．汽车排出的尾气都是有毒气体
D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除
8
【解析】
热机都是靠燃烧燃料获得能量的，汽油、柴油等燃料燃烧时都会放出有害气体，污染环境，故A正确；热机中有燃烧汽油的，有燃烧柴油的，有燃烧液态氢的，故B错误；汽车排出的尾气中有二氧化碳、水蒸气、一氧化碳、氮氢化合物等，其中二氧化碳和水蒸气是无毒的，故C错误；消声器只能减弱噪声，而不能消除噪声，故D错误。
【答案】A
[2023·镇江]如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示(水未沸腾)。
9
下列说法正确的是(　　)
【解析】
【答案】D
[中考·遂宁]如图所示的是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机，铭牌部分信息如下表所示，其中活塞行程是指一个冲程活塞移动的距离。
10
型号 HR05b
活塞行程 100 mm
转速 2 400 r/min
输出功率 8 kW
效率 40%
该柴油机为单缸四冲程内燃机，压缩冲程中气缸内气体内能增加是通过________方式实现的；正常工作1 min，柴油机输出的有用功为________J，消耗柴油________kg，做功冲程中燃气对活塞的平均压力为________N。(q柴油＝4.0×107 J/kg)
做功
4.8×105
0.03
4 000
【解析】
[2023·宿迁]“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，很受年轻人喜爱。它里面的发热包在将600 g水从10 ℃加热至沸腾(1个标准大气压下)的过程中，提供给水的热量至少为___________J。若用酒精灯给600 g水加热升高至同样温度，则至少需________g酒精。
[c水＝4.2×103 J/(kg· ℃)，q酒精＝
3×107 J/kg]
11
2.268×105
7.56
【解析】
[2023·锦州]如图所示的是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270 km/h的速度匀速直线航行20 min，消耗航空燃油1.35 t，飞机发动机的功率为2.25×107 W。问：(航空燃油的热值为4×107 J/kg)
12
(1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？
解：消耗的航空燃油的质量m＝1.35 t＝1 350 kg，这些燃油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝1 350 kg×4× 107 J/kg＝5.4×1010 J。
(2)飞机在航行过程中的阻力是多少？
(3)发动机的效率是多少？
[2023·佛山南海区校级月考]发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质。若某台以汽油为燃料的汽车的发动机内有四个气缸，其相关数据如下表所示。
13
汽车发动机数据表
1 min内工作循环 3 000次 92号汽油 气缸内汽油和空气的混合物密度 1.5 kg/m3
排气量 2.0 L 汽油热值 4×107 J/kg
发动机最大功率 90 kW 空燃比 14∶1
(1)汽车以100 km/h的速度匀速运动时，发动机的输出功率最大，则1 min内有用功为________J。
5.4×106
【解析】
由表格数据可知发动机输出最大功率P＝90 kW＝9×104 W，则1 min内做的有用功W＝Pt＝9×104 W× 1×60 s＝5.4×106 J。
(2)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。根据表中数据可知气缸内混合气体中汽油的质量为________kg。1 min内总共需要消耗的汽油质量为________kg。
2×10－4
0.6
【解析】
(3)当汽车以100 km/h的速度匀速运动时，根据表中数据可求得汽车发动机的效率为________。
22.5%
【解析】

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