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1、第四节 热机效率和环境保护(30分钟)一、选择题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2.冬天,用于生火炉取暖的燃料是无烟煤,它的热值为3.4107J/kg,当火炉燃烧了1 kg这种煤,则()A.屋子将吸收3.4107J的热量B.火炉放出了3.4107J热量C.屋子吸收的热量小于3.4107JD.火炉放出的热量略大于3.4107J3.发射“神舟九号”的“长征二号F”遥九火箭采用液氢作为燃料,是因为液氢具有()A.较高的燃点B.较高的温度C.较高的沸点 D.较大的热值4.
2、如图所示为某内燃机的能流图,则该内燃机的效率可表示为()A.=E1+E2+E3+E4E100%B.=E1+E3+E4E100%C.=E2E100%D.=E1E100%二、填空题5.在我国实施的“西气东输”工程中,西部地区的天然气被输送到能源缺乏的东部地区。天然气与煤相比,从热学角度分析,它的优点是;从环保角度分析,它的优点是。6. “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(q煤气=3.9107J/kg)。7.我国地热资源十分丰富,已经发现的天然
3、温泉就有2 000处以上,温泉水的温度大多在60以上。100 kg的温泉水从60降到20放出的热量是J,相当于kg的煤气完全燃烧所放出的热量。水的比热容为4.2103J/(kg),煤气的热值取3.9107J/kg三、实验探究题8.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1 min记录一次杯中水的温度(见表)。加热的时间/min0123456甲杯水温/25272932343638乙杯水温/25262728293031(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定的位置,再调整固定的位
4、置(选填“A”或“B”)。(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的、。(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是。(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量并记录了数据,利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗?,为什么? 。四、计算题9.(2012连云港中考)连云港市建设的“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
5、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3.2107J,水的比热容c= 4.2103J/(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)答案解析1.【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
6、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.【解析】选C。本题考查热值的概念。该煤完全燃烧放出的热量等于3.4107J,屋子不可能全部吸收放出的热量,屋子吸收的热量小于3.4107J,A错,C对;燃料不可能完全燃烧,火炉放出的热量小于3.4107J,B、D错。3.【解析】选D。本题考查燃料的热值。火箭是利用燃料燃烧产生的内能来做功,将内能转化为机械能。运载火箭的质量越小越容易上升,在提供能量相同的情况下,由于液氢的热值较大,所需液氢的质量就较小,便于火箭升空。4.【解析】选C。本题考查热机效率。根据热机效率的概念,热机中用来做有用功的能量跟燃料完全燃烧放出
7、的能量之比。5.【解析】本题考查燃料的利用和环境保护。从热学角度分析,天然气的热值大,相等质量的物质,热值大的放热就多。从环保角度分析,天然气燃烧污染小,而煤燃烧不仅放出二氧化碳,还要放出别的废气。答案:热值大污染小6.【解析】本题考查热值的计算。作为新型能源的“可燃冰”的热值很大,1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量Q放=10mq煤气=101 kg3.9107J/kg=3.9108J。答案:热值3.91087.【解析】本题考查热值和比热容的计算。根据放热公式Q放=cm水(t0-t)可得Q放=cm水t=4.2103J/(kg)100 kg(60-20)=1.68107J,如果这些热量由煤气燃烧
8、来放出,则需要煤气的质量为m=Q放q=1.68107J3.9107J/kg=0.43 kg。答案:1.681070.438.【解析】本题考查探究燃料的热值实验。(1)组装器材,根据酒精灯的高度先调整固定B的位置,再调整固定A的位置。(2)根据控制变量法的思想,应控制水的质量和初温相同。(3)由数据分析,甲杯中水的温度升高得快,说明煤油放出的热量多,故热值较大的是煤油。(4)燃料在燃烧时要损失一部分能量,且燃料不能完全燃烧,无法测出燃料放出的热量,故无法计算出热值。答案:(1)BA(2)质量初温(3)煤油(4)不可靠煤油和菜籽油不可能完全燃烧,且有热量损失,(烧杯、石棉网、铁圈等要吸热,水、烧杯等向周围环境散热)故无法准确计算燃料的热值9.【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=407.25 L=290 L“BRT”专用车一次往返节省的燃油为V=V总-V0=290 L-80 L=210 L这些燃油产生的热量为Q=qV=3.2107J/L210 L=6.72109J烧开水的质量为m=Qct=6.72109J4.2103J/(kg)(100 -20 )=2104kg(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 L2104kg(2)减轻交通压力,减轻大气污染。