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1、专题0 6 内能的利用【考 点 分 析】章节考点考试题型难易度内能的利用热机选择题、填空题 热值填空题、计算题 热效率填空题、计算题【知 识 点 总 结+例 题 讲 解】一、热机:1 .内能的利用方式：热 传 递 和 做 功；(1)利用内能来加热：从能的角度看,这是内能的转 移 过程;(2)利用内能来做功：从能的角度看，这是内能转 化 为机械能。2 .热机是利用内能做功的机械：常见热机：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等;3 .内燃机分为汽 油 机 和 柴 油 机 两 大 类；4 .汽油机:(1)汽油机的特点：汽油在气缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功，活塞移动带动曲轴转动；活塞在
2、汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程；多数汽油机是由吸 气、压 缩、做 功、排气 四个冲程的不断循环来保证连续工作;(2)汽油机的四个冲程:吸气冲程：进气阀门打开，排气阀门关闭，活塞向下运动。(同时吸入汽油与空气)压缩冲程：进气阀门、排气阀门都关闭：活塞向上运动；机械能转化为内 能。做功冲程：进气阀门、排气阀门都关闭；火花塞点火；汽油燃烧放热膨胀，推动活塞向下运动，对外做功；内能转化为机 械 能。(只有做功冲程对外做功)排气冲程：进气阀门关闭，排气阀门打开；活塞向上运动；排出废气。一个工作循环，曲轴和飞轮转动2周，活塞往复2次(工 冲 程)，对外做功，次。5 .柴油机
3、的工作原理：(1)柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程；(2)在吸气冲程里，吸进气缸的只有空气；(3)在压缩冲程中，活塞把空气的体积压缩得非常小，使得空气的温度很高；(4)在压缩冲程结束的时候，气缸内空气的温度己经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油，遇到热空气便立刻燃烧起来；(5)柴油机工作过程中压强比较大,要求各有关零部件具有较高的结构强度，因此柴油机比较笨重。6.柴油机和汽油机的区别：汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部有喷油嘴;汽油机吸气冲程吸入的是汽油与空气的混合物，柴油机吸气冲程只吸入空气;汽油机点火方式为点燃式，柴油机点火方式压燃式；汽油机的效率低，柴油机
4、效率高；汽油机机体较轻，柴油机机体较重。【例 题1】关于内燃机的下列说法中正确的是（）A.汽油机顶部有喷油嘴B.在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能C.进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程D.柴油机在吸气冲程中吸入柴油和空气【答案】C【解析】解：A、汽油机的顶部有火花塞，柴油机的顶部有喷油嘴，故A错误；B、因为柴油机吸入气缸的只有空气，在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能，故B错误;3四冲程汽油机在工作过程，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程，故C正确；I）、柴油机在吸气冲程中吸入气缸的只有空气，故D错误。故选：C【变 式1】下列所示的交通工具工作
5、过程中使用热机的是（）A.自行车 B.柴油车 C.电动自行车 D.皮筏艇【答案】B【解析】解：热机是把内能转化为机械能的装置；AD、自行车、皮筏艇是消耗人体的化学能转化为机械能，故AD错误；B、柴油车是热机的一种，将内能转化为机械能，故B正确；C、电动自行车是把电能转化为机械能，故C错误。故选：B o【例题2】如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（）A.飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁B.四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲C.甲图中能量的转化是内能转化为机械能D.乙图中汽缸内气体温度会下降甲 乙 丙 丁【答案】D【解析】解：甲图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩
6、冲程，将机械能转化为了内能，故 C错误；乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，气缸内气体温度会下降，故 D正确；丙图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将化学能转化为内能，内能再转化为机械能：丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，即丁甲丙乙，故 B 错误；在热机的四个冲程中，只有做功冲程做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的，依靠飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程，故 A错误。故选：D。【变式2】如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述错误的是（）A.吸气冲程中，
7、汽油和空气的混合物进入汽缸B.压缩冲程中，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能C.做功冲程中，具有很明显的机械能转化为内能的过程D.排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量中很大部分【答案】C【解析】解：A、在汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故 A正确；B、在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，则燃料混合物的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故 B 正确；C、在做功冲程中，燃气对活塞做功，内能转化为机械能，故 C错误；I）、在排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的大部分，故 D正确。故选：C o【例 题 3】
8、某四冲程汽油机的转速是1 5 0 0 R/m i n,那 么 I m i n 里，该汽油机的冲程数和燃气做功次数分 别 是（）A.3 0 0 0 个，6 0 0 0 次 B.6 0 0 0 个，3 0 0 0 个C.3 0 0 0 个，7 5 0 次 D.7 5 0 个，3 0 0 0 次【答案】C【解析】单缸四冲程汽油机一个工作循环（4个冲程），曲轴和飞轮转动2 周，活塞往复2次，对外做功1 次。飞轮转速是1 5 0 0 R/m i n,则有7 5 0 个工作循环；所以该汽油机在I m i n 内可以完成7 5 0X 4=3 0 0 0 个冲程，可以做7 5 0 次功。故选：C o【变 式
9、3】一台内燃机的转速是1 4 4 0 转/分，那么在每秒钟内（）A,转轴转动2 4 转，燃气对活塞做功1 2 次，活塞完成4 8 个冲程B.转轴转动1 4 4 0 转，燃气对活塞做功7 2 0 次，活塞完成2 8 8 0 个冲程C.转轴转动1 4 4 0 转，燃气对活塞做功1 4 4 0 次，活塞完成1 4 4 0 个冲程D.转轴转动2 4 转，燃气对活塞做功2 4 次，活塞完成2 4 个冲程【答案】A【解析】四冲程汽油机完成1 个工作循环，要经过四个冲程，飞轮转动2转，对外做功1次。由题知 I,飞轮转速是1 4 4 0 转/分钟=2 4 转/秒；因为飞轮转动2转为一个工作循环，对外做功1 次
10、，完成4个冲程，所以内燃机每秒钟曲轴转动2 4 转，燃气对外做功1 2 次，完成4 8 个冲程。故 选:A o【例题4】与汽油机相比较，柴 油 机（）A.气缸顶部无火花塞，吸入气缸的是空气，效率较高B.气缸顶部无火花塞，吸入气缸的是柴油，效率较高C.气缸顶部有火花塞，吸入气缸的是空气，效率较低D.有火花塞，吸入气缸的是柴油和空气的混合燃料，效率高【答案】A【解析】解：汽油机顶部有火花塞，柴油机为喷油嘴，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物物质，柴油机吸入的空气，柴油机效率高，故 B C D 不符合题意，A符合题意。故 选:A o【变式4】下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法正确的是（）A.构造上
11、，汽油机气缸顶部有喷油嘴，柴油机气缸顶部有火花塞B.吸气冲程中，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入汽缸的是空气C.在压缩冲程末，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式D.在做功冲程中，柴油机的燃气温度和压强比汽油机里的高【答案】D【解析】解：A、柴油机和汽油机的结构不同：柴油机的气缸上是喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞,故 A错误；B、在吸气冲程，柴油机吸入气缸的只是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故 B 错误；C、在做功冲程，汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故 C错误；D、柴油机的压缩比例更大，柴油机燃气压强比汽油机的更高，故 D正确。故
12、选：D.二、热值：L概念：把某种燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值；用符号q 表示；2 .大小：热值在数值上等于1 k g 某种燃料完全燃烧放出的热量；3 .公式：固体：q=（或液体、气体：q=区）mV（1）其中：m为燃料的质量，V为燃料的体积，q 为燃料的热值；（2）公式变形：Q放（已知热值及燃料质量，求燃烧放出的热）加=2生（已知燃烧放出的热及热值，求燃料的质量）q4 .单位：焦每千克（符号是J/k g）。（1）固体：J/k g；（2）液体：J/L；（3）气体：J/m3；5 .影响因素：热值是燃料本身的一种特性，只 与 燃料的种类和 状 态 有关,与燃料的形态、质量、
13、体积、放热多少等均无关；6 .物理意义及常见物质的热值：（1）物理意义：表示物体燃烧放热的能力；（2）常见热值：煤气的热值约为3.9 X1 07J/m 物理意义为：体积为1 m：的煤气完全燃烧放出的热量为3.9 X1 07J 焦炭的热值3.0 X1 07J/k g,物理意义为：质量为1 kg的煤气完全燃烧放出的热量为3.O X 1 0。例 题 5 下列关于热值的说法正确的是（）A.燃料燃烧时，用的燃料越多，燃料的热值越大B.燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大C.相同质量的不同燃料燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大D.相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大【答案】D
14、【解析】解：A B、燃料的热值只与燃料的种类有关，与放出热量的多少、燃料的质量和燃料的燃烧程度无关，故 A、B 错误；C D、相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越大的燃料，其热值越大，故 C错误，D正确。故选：D。【变 式 5】关于q=2的理解，下列说法中正确的是（）mA.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B.若燃料燃烧不充分时，热值将减小C.当燃料未燃烧时，其热值为零 D.某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关【答案】D【解析】解：A、热值是质量为1 k g 的燃料完全燃烧时所释放出的热量，热值是燃料本身的特性，与热量无关，故 A不符合题意；B、热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧程度无
15、关，故 B 不符合题意；C、热值是燃料的一种特性，与燃料是否燃烧无关，故 C不符合题意；I）、热值是由燃料本身特性决定的，与燃料是否充分燃烧无关，故 D符合题意；故 选:D o【例题6】已知天然气的热值为4.0 X1 0 7 j/n f,完全燃烧2.1 m，的天然气可以获得 J的热量，不计热量损失，这些热量可以使5 0 0 k g 的水，温度升高【。水=4.2 义1。3 J/（k g C）】【答案】8.4 X1 0；4 0。【解析】完全燃烧2.In?的天然气放出的热量Q t t=V q =2.l m3X4.O X 1 07J/m3=8,4 X 1 07J;由于不计热量损失,则Q 4=Q =8.
16、4 X 1 07J；故水升局的温度 t=4 2 X 1 03 J/(k g )X5 0 0 k g=4 C【变式6】为了减少大气污染，可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤，完全燃烧5 k g 秸秆煤放出的热量是 J,若放出的热量有4 0%被水吸收，可使 k g 的水温度升高8 0 o 已知q 粘 肝燥=2.1X1 07J/k g,c*=4.2 X 1 0 1/(kg.)【答案】1.0 5 X1 0、1 2 5【解析】解：完全燃烧5 k g 秸秆煤可放出的热量：Q 放=m q f,w f l t=5 k g X2.1 X 1 0 J/k g=1.0 5 X 1 08J；由题意可知，水吸收的热量为：Q
17、w X 4 0%=1.0 5 X 1 0sJ X 4 0%=4.2 X 1 07J ：由Q a =c m A t 可得水的质量：m=”=-=1 2 5 k g(.c t 4.2X103J(kg,r)x80 V故答案为：1.0 5 X1 0；1 2 5。三、热机的效率：L概念：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率；2.公式：z;=x l O O%Q放(1)Q 或：被加热物体吸收的热量；(Q =cm A t)(2)Q,衣：燃料完成燃烧放出的热量；(Qt t=q m)3 .在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。4 .提高热机的热效率方法：(1)废气回收利用：减少机
18、械散热和废气带走热量；(2)使燃料充分燃烧：雾化液体燃料、粉碎固体燃料，通气足够；(3)减少机械摩擦损失。【例 题 7】关于热机的效率，下列说法正确的是()A.使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率B.热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多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【答案】A【解析】解：A.使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故 A 正确；B.热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高，故 B 错误；C.热机的效率越高说明用
19、来做有用功的能量占燃料完全燃烧产生的能量之比大，做功越快是指功率大，功率和效率没有关系，故 C错误；D.热机工作时，热机损失的能量中，废气带走的热量多，机械摩擦损失的不是主要的，故 D错误。故选：A。【变 式 7】据新华社报道，2 0 2 0 年 4月 8日，中国新疆塔里木盆地传来振奋人心的消息：人们新发现了储量达到2.2 8 亿吨的石油，如图所示。这一发现进一步证实了塔里木盆地下方富含石油！石油燃烧时能释放出巨大的能量 已知c 水=4.2 X l（f j/（k g）,q石 油=4.4 X 1 0 J/k g 。求：（1）2 0 0 g 石油完全燃烧放出的热量多少J?（2）若这些热量的4 2%
20、被水吸收，可以使多少k g 的水的温度升高4 0?【答案】（1）8.8 X 1 0 打；4 0【解析】解:（1）石油的质量:m=2 0 0 g=0.2 k g；石油完全燃烧放出的热量:Q =m q 碎=0.2 k g X4.4 X 1 07J/k g=8.8 X 1 06J；（2）若这些热量的4 2%被水吸收，则有：Q%=4 2%Q t t=4 2%X 8.8 X 1 06J=3.6 96 X 1 0 6 J；由 Q m i=c n i At 可得：m 水=幺-=-如 W j-=2 2 k g。C水At 4,2X103）（kg V）X40,C b四、能量的转化和守恒：1.能量的转化实例:实例能
21、量转化实例能量转化摩擦生热机械能f内能光合作用光能f化学能发电机发电机械能一电能燃料燃烧化学能一内能电动机转动电能f机械能电池供电化学能f电能2.能量的转化和转移区分:（1）能量的转化：一种能量形式转化为另一种能量形式，比如说光能转化为热能；（2）能量的转移：是一个物体的能量转移到另一个物体上，能量性质不娈；3 .能量的转移与转化具有方向性：能量转化和转移其实指的就是热传导，根据热力学第二定律的内容，热传导的过程是有方向性的。这个过程可以向一个方向自发地进行，但是向相反的方向却不能自发地进行，因此能量的的转化和转移具有方向性。4 .能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种
22、形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。5 .能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。6 .永动机：不需要动力就能源源不断地对外做功的机械：永动机永远不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。【例题8】下列有关能量转化和守恒，说法正确的是（）A.即使科技再发达也不可能制造出永动机B.能量守恒定律只适用于能量的转化过程C.“摩擦生热”是创造了热，它不符合能量守恒定律D.根据能量守恒定律，机械能总和不变【答案】A【解析】解：
23、A、根据能量守恒定律，能量的转移和转化具有方向性，机器运转过程中总有一部分机械能转化为内能，这部分内能不可能自动地再转化为机械能，如果没有能量的补充，最终会停止运动，所以不可能造出永动机，故A正确；B、能量守恒定律既适用于能量转化过程，也适用于能量的转移过程，故B错误；C、“摩擦生热”是将机械能转化为内能的过程，所以也符合能量守恒定律，故C错误；D、根据能量守恒定律，自然界中能的总量保持不变，但是机械能不一定守恒，故D错误；故选：A o【变式8】学习了内能及能量的转化和守恒后，同学们在一起梳理知识时交流了以下想法，你认为不正确的是（）A.做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化B.物体放出热
24、量，发生了能量的转移，其温度一定降低C.水电站主要将机械能转化为电能D.能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变【答案】B【解析】解：A、做功过程是能量转化过程，做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化，故A正确；B、晶体凝固过程中，放热，内能变小，但温度不变，故B错误；C、水电站主要将水的机械能转化为电能，故C正确；D、能量在转化和转移的过程中总会有损耗，但能量的总量保持不变，故D正确。故选：Bo【例题9】用水壶烧水时，壶中水蒸气将壶盖顶起，水蒸气的 转化为壶盖的 能。【答案】内；机械能。【解析】烧开水时，壶盖被水蒸气顶起，是水蒸气对壶盖做功的结果，这时水蒸气的内能转化为壶
25、盖的机械能。故答案为：内；机械能。【变式9】根据能量守恒定律，下列说法中仅发生能量转移的一组是（）A.试管中的冷水放入热水中变热 B.煤气炉将冷水烧热C.用打气筒打气，筒壁变热 D.小灯泡通电发光【答案】A【解析】解：A、试管中的冷水放入热水中吸收热量，内能增大，温度升高，仅发生了能量的转移，故A符合题意；B、煤气炉将冷水烧热，煤气燃烧将化学能转化为内能，是能量的转化；冷水吸热，内能增大，属于热传递，是能量的转移，故B不符合题意；C、用打气筒打气，活塞压缩空气做功，空气内能增大，是能量的转化；筒壁吸收热量，内能增大，属于热传递，是能量的转移，故C不符合题意；D、小灯泡通电发光，将电能转化为光能
26、和内能，是能量的转化，故D不符合题意。故选：Ao龈徐制秣1.热机的特点是将燃料燃烧获得内能，然后通过做功驱动机器。它们都是利用了储存在燃料中的（）A.势能 B.电能 C.化学能 D.机械能【答案】C【解析】解：所有的燃料都储存了化学能，而热机工作的过程是将燃料的化学能转化为内能，再通过做功的方式将内能转化成机械能的过程，故ABD错误、C正确。故选：Co2.下列关于能量转化的实例，你认为正确的是（）A.摩擦生热时，内能转化为机械能B.汽油机的做功冲程-机械能转化为内能C.给蓄电池充电，电能转化为化学能D.电动机正常工作时，机械能转化为电能【答案】C【解析】解：A、摩擦生热时，克服摩擦做功，机械能
27、转化为内能，故A错误；B、汽油机在做功冲程中，内能转化为机械能，故B错误；C、给蓄电池充电，消耗了电能，得到了化学能，因此是将电能转化为化学能的过程，故C正确；D、电动机正常工作时，消耗了电能，得到了机械能和内能（电流的热效应），电能转化为机械能和内能，故D错误。故选：Co3.下列关于能量转化现象的说法中，正确的是（）A.蓄电池充电时，化学能转化为电能B.植物进行光合作用，光能转化为内能C.燃料燃烧发热时，化学能转化为内能D.发电机工作时，电能转化为机械能【答案】C【解析】解：A、给蓄电池充电时把电能转化为化学能，故A错误：B、植物进行光合作用，光能转化为化学能，故B错误；C、燃料燃烧发热时，
28、消耗自身的化学能，转化为内能，故C正确；I）、发电机工作时是用来发电，是将机械能转化为电能，不是将电能转化为内能，故D错误。故选：Co4 .下列说法正确的是（）A.质量相等的两块金属，升高相同的温度，比热容大的放出热量少B.质量相等的两种燃料完全燃烧，热值大的燃料放出的热量多C.冰水混合物吸收热量，温度不变，内能也不变D.液体的沸点随液面上方气压增大而降低【答案】B【解析】解：A、由Q=c m A t可知，质量相等的两块金属，升高相同的温度，比热容大的吸收的热量多，故A错误：B、由Q敝n m q可知，质量相等的两种燃料完全燃烧，热值大的燃料放出的热量多，故B正确；C、冰水混合物吸收热量，固态冰
29、熔化为液体水，温度不变，内能增大，故C错误；1）、液体的沸点随液面上方气压增大而升高，故D错误。故选：B。5 .下列说法正确的是（）A.物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就不变B.内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体C.对一个物体做功，这个物体内能一定增加D.物体的温度越高，所含热量越多【答案】B【解析】解：A、内能的大小与物体的质量、温度和状态有关；温度不变时，物体的内能也可能改变，如晶体的熔化过程、凝固过程，其内能是改变的，故A错误；B、发生热传递的条件是存在温度差，内能小的物体可能温度高，所以内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体，故B正确；C、在没有热传递的情况下，对
30、一个物体做功，物体的内能一定增加，故C错误；D、热量是一个过程量，不能说含有多少热量，只能说吸收或放出热量，故D错误；故选：B。6 .关于能量守恒定律，下列说法正确的是（）A.能量可以凭空消失B.能量可以凭空产生C.能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变D.热机在工作的过程中不遵循能量守恒定律【答案】C【解析】解：A B、能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，故A B错误；C、据能量守恒定律，能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变，故C正确；D、能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，故D错误；故 选:C o7.与汽
31、油机相比较，柴 油 机（）A.气缸顶部无火花塞，吸入气缸的是空气，效率较高B.气缸顶部无火花塞，吸入气缸的是柴油，效率较高C.气缸顶部有火花塞，吸入气缸的是空气，效率较低D.有火花塞，吸入气缸的是柴油和空气的混合燃料，效率高【答案】A【解析】解：汽油机顶部有火花塞，柴油机为喷油嘴，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物物质，柴油机吸入的空气，柴油机效率高，故 B C D 不符合题意，A符合题意。故 选:A o8 .小 明家使用天然气灶来给水加热，天然气完全燃烧放出的热量只有63%被水吸收。有一次，他用该灶给质量为3k g、温 度 为 20 的水加热用了 O.C M nf的天然气，q=4.4X 10，
32、J/m 3,c 水=4.2X10；，J/（k g-）假设天然气完全燃烧，则在标准大气压下，这些水升高的温度是（）A.10 8 B.10 0 C.88 D.80【答案】D【解析】解：0.0 4m 的天然气完全燃烧放出的热量Q；&=Vq=0.0 媪 X 4.4X 10 J/m：=1.76 X 10 j,3k g 水吸收的热量Q 吸=r l Q 攸=63%X L 76X 10 6J =L 10 88X 10 iJ,3k g 升高的温度 2%=,=88,cm 4.2x 10 3（上 g.c）x3kg水的末温 t =t o+A t =2O+88=l O 8l O O,因为在一个标准大气压下，水的沸点是1
33、0 0,水沸腾后，吸收热量，温度保持不变，所以在标准大气压下，这些水的末温是10 0,这些水升高的温度A t =t -t o=l O O -20=80.故选：D。9.近年来，我国民用汽油发动机技术取得了长足进步，接近国际先进汽油发动机的水平某品牌汽车以80 k m/h的速度匀速行驶时，仪表盘显示发动机转速是180 0 r/m in,若做功冲程每次做功60 0 0 J,则下列有关该汽车发动机的说法错误的是（）A.每秒飞轮转60 圈 B.每秒完成60 个冲程C.每秒对外做功15次 D.发动机的输出功率是90 k W【答案】A【解析】解：（1）因曲轴每转两圈对外做功一次，飞轮的转速是180 0 r/
34、m in=30 r/s,所 以 I s 转动30 周，要做功15次，完成60 个冲程，故 A错误，BC 正确；（2）做功冲程一次对外做的功：Wo=60 0 0 J；汽油机的功率：P=竺些=%丝 竺=90 0 0 0 W=90 k W,故 D 正确。t t I s故选：A o10 .小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50 g、初温为20 的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等,酒精的热值为3X 10，J/k g,水的比热容为4.2X 1（）3j/（kg.）,下
35、列说法正确的是（）加热时间（m in）消耗酒精（g）末 温（）油 2 1 88水 2 1 50A.2m in内油吸收的热量为3X 10,JB.他使用的酒精灯的加热效率为21%C.油的末温比水的高，所以吸热能力更强D.油的吸热能力与其吸收的热量多少有关【答案】B【解析】解：A、2m i n 内水吸收的热量为：Q4;=C 4；m A t*=4.2X10：iJ/(k g )X 5 0 X 1 0:,k g X(50-20)=6.3 X10：J,由于单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，所以2m i n 内煤油吸收的热量也为6.3 X 故 A错误；B、燃料完全燃烧放出的热量的热量为:Q t t=m
36、 q=1X 10 AgX 3 X 107J/k g=3 X l O j,他使用的酒精灯的加热效率为：n =x l 0(=警 察 x l 00%=21%,故 B正确；Q 放 3xio3C、油的末温比水的末温高，则油的吸热能力比水弱，故 C 错误；I)、比热容是反映不同物质的吸热能力，比热容与物质的种类和状态有关，与其吸收的热量多少无关，故 D错误。故 选:B o11.一款汽车发动机的效率是3 0%,则其每消耗6k g 汽油，发动机输出的机械能是 J,在损失的能量中，带走的能量最多。若损失的能量完全被水吸收，可使 k g 的水升高 50。c 水=4.2X10)/(k g ),q 汽=4.6Xl(y
37、 j/k g【答案】8.28X 107；废气；920.【解析】解：完全燃烧6k g 汽油放出的热量为：Q欣=q”=4.6Xl()7j/k g X6k g=2.76X10j,由。=*可知发动机输出的机械能为：W=Q =2.76X 10*J X3 0%=8.28X107J；Q故废气的温度最高，在损失的能量中，废气带走的能量最多；损失的能量为:E=Q 攸-W=2.76X10sJ-8.28X 107J=l.93 2X10)，则水吸收的能量为:Q =E=1.93 2X 10),由 Q，*=c，k m A t 可知水的质量为：m =二3：7：4 cz，=920k g。C t 4.2Xl()3(kg.Q x
38、50 C故答案为：8.28Xl O；废气；920。12.如图所示是四冲程内燃机工作循环中的 冲程。若此内燃机1s 内对外做功20次，则曲轴的转速是 r/m i n o在一个工作循环中消耗了 20g 汽 油(q 汽 油=4.6X 10J/k g),若这台汽油机的效率为3 0%,则一个工作循环中输出的有用机械能为 J。r【答案】做功；2400；2.76X10%【解析】解：(1)图中，内燃机两气门都关闭，火花塞点火，活塞由上向下运动，汽缸容积变大,是做功冲程；(2)四冲程内燃机的曲轴转2 圈，完成4 个冲程，并对外做功1 次；内燃机每秒内对外做功20 次，曲轴转40 圈，则每分钟对外做功1200次，
39、曲轴转2400圈，因此曲轴的转速为2400r/min；(3)已知 m=20g=0.02kg,Q tt=qm=4.6X 107J/kgX0.02kg=9.2X 105J,燃料放出的总热量相当于机械做的总功，由热机效率公式H =口 得，W =nQss=30%X9.2X1OJ=2.76X 105Jo故答案为:做功；2400；2.76X10%13.用燃气灶烧水，使 40kg的水从20加热到70,已知水的比热容为4.2 4 10打/水gC)。求：(1)水吸收的热量是多少？(2)这些热量相当于多少体积的煤气完全燃烧放出的热量？(煤气的热值为4.2X10)/!?)【答案】(1)水吸收的热量是8.4X106J
40、；(2)这些热量相当于O/n?的煤气完全燃烧放出的热量。【解析】解：(1)水吸收的热量：Q=cm(t-to)=4.2X103J/(kg)X40kgX(70-20)=8.4 X 1 0)；(2)由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量：Q放=CU=8.4X1OJ,由Q，*=Vq可得，需要煤气的体积：V=/=4 d=0 2m，。q 4.2x107 7 n3答：(1)水吸收的热量是8.4X10，J；(2)这些热量相当于0.2n?的煤气完全燃烧放出的热量。14.2017年 5月，中国首次海域天然气水合物(可燃冰)试采成功。100cm3可燃冰可释放约为1.5X 10%天然气。已知 q 天 然 气=2.IXlO
41、J/m,c*=4.2X 103J/(kg)贝 I ：(1)求 lOOcn?可燃冰释放出的天然气完全燃烧放出的热量；(2)若将上述的天然气通过燃气灶给水加热，可 使 1kg的水从20升高到65 ,求水吸收的热量;(3)求该燃气灶的热效率。【答案】(1)lOOcnf可燃冰释放出的天然气完全燃烧放出的热量为3.15 X104；(2)水吸收的热量为1.89X10J；(3)该燃气灶的热效率为60%。【解析】解：(1)lOOcnf可燃冰可释放约为1.5 X 1 0-天然气，L 5 X103天然气完全燃烧放出的热量：Q=Vq=1.5 X10 m3X2.lX107J/m3=3.15 X105J；(2)水吸收的
42、热量：Q=cm(t-to)=4.2X103J/(kg)XlkgX(65 -20)=1.89X 101；(3)该燃气灶的热效率：n=)=：r；%xioo%=6o%。Q 沛 3.15 X10 j答：(1)lOOcn?可燃冰释放出的天然气完全燃烧放出的热量为3.15 X10；(2)水吸收的热量为1.89X107；(3)该燃气灶的热效率为60%。总做逑关一、选 择 题（共 10小题）：1.（2022柳州）下列关于热机的说法正确的是（）A.热机的效率为100%B.热机只有汽油机和柴油机两种C.好的热机工作时不排放废气D.热机工作时都要利用燃料的化学能【答案】D【解析】解：A、在使用热机过程中，废气会带走
43、一部分热量、燃料不可能完全燃烧、不可避免的要克服机器部件摩擦做额外功，效率不可能达到100%,故 A 错误。B、根据热机的概念，只要将内能转化为机械能的机械都属于热机，蒸汽机、火箭、柴油机、汽油机等都属于热机，故 B 错误。C、任何热机工作时都会排放废气，故 C 错误。D、热机是把内能转化为机械能的装置，所以热机工作时都要利用燃料的化学能，故 D 正确。故选：D2.（2022宜昌）关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（）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【答案】C【解析】解：（1）热值是燃料本身
44、的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，与燃料是否完全燃烧无关，与产生的热量无关，故 AB错误、C 正确；（2）由Q 放=m q 可知，燃料燃烧放出的热量，与燃料的质量、热值和是否完全燃烧有关，与燃烧的温度无关，故 D 错误。故选：Co3.（2022巴中）小明家新买了小汽车，下列有关说法错误的是（）A.汽车长时间行驶轮胎会发热，这是通过做功改变内能B.汽车启动时，小明闻到汽油味说明分子在不停地做无规则运动C.汽车内燃机工作时，四个冲程中只有做功冲程把内能转化为机械能D.小明认为随着科技发展，内燃机效率可以达到100%【答案】D【解析】解：A、汽车长时间行驶轮胎会发热，这是通过克服摩擦做功
45、改变轮胎内能的，故 A 正确：B、小明闻到汽油味，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故 B 正确；C、内燃机的做功冲程中，把内能转化为机械能，故 C 正确；D、热机在工作过程中，不可避免地要克服机械间的摩擦而做额外功，因此热机效率不可能达到100%,故 D 错误。故选：De4.（2022镇江）水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起，汽油机的四个冲程中，能量转化与之相同的是（)tA.!雷金 瑟金 普色B.C.D.【答案】C【解析】解：水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起，水蒸气的内能会转化为壶盖的机械能；A、汽油机进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，此冲程机械能转化为内能，故 A不符合题
46、意；B、汽油机进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，此冲程没有能量转化，故 B不符合题意；C、汽油机进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程，此冲程内能转化为机械能，故 C符合题意：D、汽油机进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，此冲程没有能量转化，故 D不符合题意。故选：Co5.（2022赤峰）汽油机的四个冲程中，哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程（）【答案】&D.【解析】解：A、图中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程；B、图中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是机械能转化为内能;C、图中的两个气阀都关闭，活塞下运动，所以为做功冲程，是
47、内能转化机械能；D、图中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程；在做功冲程中，燃料燃烧时，化学能转化为内能，然后对外做功时内能又转化为机械能，故 C正确。故 选:Co6.（2022怀化）如图所示，在试管内装少量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，塞子冲出，内燃机四个冲程中与之原理相似的是（）A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程【答案】C【解析】解：水蒸气将橡胶塞喷出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能会转化为塞子的机械能；汽油机的做功冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能，即二者的能量转化方式相似，故C符合题意。故选：C.7.（2 02 2镇江）如图所示，用甲、乙两种燃料分别
48、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A t表 示（水未沸腾）（）A.若m相同，A t越小，燃料的热值越大 尚 由B.若A t相同，m越大，燃料的热值越大C.若的值越大，燃料的热值越大AtD.若g的值越大，燃料的热值越大 燃料燃料【答案】D【解析】解：燃料的热值大小不能直接测量，需要通过水吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而水吸收热量的多少跟水的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小可以利用。吸=/c次m*亡Q放，而Q吸=c水 小 水 t,Q欣=n i q,即c水m水 t=m q,解得：Q=-；mc j.m.AtA、若m相同
49、，A t越小，由q=4人 可 知，燃料的热值越小，故A错误；mB、若A t相同，m越大，由上可知，燃料的热值越小，故B错误；C、若？的值越大，即生的值越小，由q=贮 可 知，燃料的热值越小，故C错误:D、若小的值越大，由q=宝乂上可知，燃料的热值越大，故D正确。m m故选：D 8.（2 02 2十堰）为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾 气 中“汽油味”明显降低，动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是（）A.尾 气 中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全B.该冲程为做功冲程，内
50、能转化为机械能C.汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达1 00%D.该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护【答案】C【解析】解：A、尾气中“汽油味”明显降低，这说明汽油的燃烧率较高，燃烧的较完全，故A正确;B、两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，为做功冲程，此冲程中内能转化为机械能，故 B正确；C、汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率一定小于1 0 0%,故 C错误；D、该发动机的尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲，在做相同有用功时，消耗的燃料少，减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护，故 D正确。故选：C o9.（2 0 2 2 泸州）2 0 2 2