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微专题1 热机效率的计算
1.(2024青山区期末)可燃冰在我国储量丰富，它是一种固态晶体，在常温常压下会迅速升华为气态。若某次开采出来的可燃冰热值为1×10 J/m ,0.01 m 的这种可燃冰完全燃烧后会放出 J的热量，这些热量的84%被水吸收后，可以将 kg的20℃的水升温80℃。可燃冰燃烧时，将 能转化为 能。
2.随着我国人民生活水平的提高，家庭小汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户。
(1)汽车发动机一般是汽油机，在 冲程中把燃料燃烧产生的内能转化为机械能；完全燃烧1kg的汽油能够释放 J的能量。(汽油的热值为4.6×10 J/ kg)
(2)阅读了某品牌汽车发动机的说明书后得知，废气内能35%，散热损失30%，机械损失10%。根据图表给出的信息，该内燃机的效率为 %。
(3)为确保发动机正常工作，需对其冷却。一般使用水来充当冷却剂，你认为用水作冷却剂有什么优点(只写一种)： 。
3.如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，C图是 冲程，与它原理相同的是 (选填字母)图所示的演示实验，某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1 200 r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为 次。在一个工作循环中消耗了20g 汽油(热值为4.6×10 J/kg)，这些汽油完全燃烧产生的热量是 J，若这台汽油机的效率为30%，则一个工作循环中输出的有用机械能为 J。
4.某物理兴趣小组进行社会实践活动，对一台如图1所示的便携式丁烷气炉的加热效率进行探究(内置一瓶新的燃气罐，参数如表所示)。用气炉给3kg的水加热6分钟，同时绘制出了如图2所示的水温随时间变化的图线。[已知 丁烷的热值为
气瓶规格
品名 总质量 主要成分
蓝焰 354g 丁烷
(1)加热完毕后，拆下气瓶，称得气瓶质量为312g，计算该过程燃料完全燃烧释放的能量有多少。
(2)若每分钟燃烧的丁烷气体质量相等，请计算4~6分钟内的加热效率是多少。
(3)通过分析,第 (选填“0~2”“2~4”或“4~6”)分钟内的加热效率最大。
5.(2024湖北中考)据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
(1)氢燃料电池将化学能直接转化为 能。
(2)当储氢瓶内气体压强为 时，求瓶内壁 的面积上受到的压力。
(3)以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度。
②求卡车所受牵引力。
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少 (燃油机的效率取36%，燃油的热值q取
我国汽车保有量在迅速增长，截至2022年，我国处于使用状态的汽车数量已突破3亿辆。每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取29%。如果能把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约多少吨燃油
微专题1 热机效率的计算
1.(2024青山区期末)可燃冰在我国储量丰富，它是一种固态晶体，在常温常压下会迅速升华为气态。若某次开采出来的可燃冰热值为 的这种可燃冰完全燃烧后会放出 1×10 J的热量，这些热量的84%被水吸收后，可以将 250 kg的20℃的水升温80℃。可燃冰燃烧时，将 化学 能转化为 内 能。
2.随着我国人民生活水平的提高，家庭小汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户。
(1)汽车发动机一般是汽油机，在 做功 冲程中把燃料燃烧产生的内能转化为机械能；完全燃烧1kg的汽油能够释放 4.6×10 J的能量。(汽油的热值为
(2)阅读了某品牌汽车发动机的说明书后得知，废气内能35%，散热损失30%，机械损失10%。根据图表给出的信息，该内燃机的效率为 25 %。
(3)为确保发动机正常工作，需对其冷却。一般使用水来充当冷却剂，你认为用水作冷却剂有什么优点(只写一种)： 水的比热容较大 。
3.如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，C图是 做功 冲程，与它原理相同的是 F (选填字母)图所示的演示实验，某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1200 r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为 10 次。在一个工作循环中消耗了20g汽油(热值为4.6×10 J/ kg),这些汽油完全燃烧产生的热量是 9.2×10 J,若这台汽油机的效率为30%，则一个工作循环中输出的有用机械能为
4.某物理兴趣小组进行社会实践活动，对一台如图1所示的便携式丁烷气炉的加热效率进行探究(内置一瓶新的燃气罐，参数如表所示)。用气炉给3kg的水加热6分钟，同时绘制出了如图2所示的水温随时间变化的图线。[已知 ，丁烷的热值为4.0×10 J/ kg]
气瓶规格
品名 总质量 主要成分
蓝焰 354g 丁烷
(1)加热完毕后，拆下气瓶，称得气瓶质量为312g，计算该过程燃料完全燃烧释放的能量有多少。
(2)若每分钟燃烧的丁烷气体质量相等，请计算4~6分钟内的加热效率是多少。
(3)通过分析,第 0~2 (选填“0~2”“2~4”或“4~6”)分钟内的加热效率最大。
答案解:(1)加热完毕后,拆下气瓶,称得气瓶质量为312g,燃烧丁烷质量:m=354g-312g=42g=0.042kg,放出的热量：
(2)4~6分钟消耗的燃料完全燃烧放出的热量： 水吸收的热量：Q吸=c水m(t-t )=4.2×10 J/(kg·℃)×3kg×(80℃-70℃)=1.26×10 J,4~6分钟内的加热效率：
5.(2024湖北中考)据统计，每燃烧1kg燃油约排放3.3kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标，氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大，使用氢燃料电池的交通工具不断丰富，其应用流程如下。
(1)氢燃料电池将化学能直接转化为 电 能。
(2)当储氢瓶内气体压强为 时，求瓶内壁1cm 的面积上受到的压力。
(3)以氢燃料电池卡车为例，若卡车在水平路面上匀速行驶72km用时1h，功率为172kW。
①求卡车的行驶速度。
②求卡车所受牵引力。
③与燃油卡车相比，氢燃料电池卡车行驶72km可减排二氧化碳的质量为多少 (燃油机的效率取36%，燃油的热值q取
解：(2)当储氢瓶内气体压强为： 时，则瓶内壁1cm 的面积上受到的压力：
(3)①卡车的行驶速度：
②由 P=Fv得，卡车所受牵引力；
③根据 可知，燃料完全燃烧放
出的热量：
消耗燃油的质量
则减排二氧化碳的质量：m ' = 3 . 3 m = 3 . 3 × 4 0 k g = 1 3 2 k g 。
6.我国汽车保有量在迅速增长，截至2022年，我国处于使用状态的汽车数量已突破3亿辆。每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取29%。如果能把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约多少吨燃油
解：内燃机效率提高1%，所以η =η +1%=29%+1%=30%,
因为 所以 因为内燃机效率提高后有用功是相同的，
所以对于每辆汽车有 所以
则每辆汽车每年节约燃油：
所以每年可以节约的燃油：

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