2020九年级物理上册第十二章四机械能与内能的相互转化（第2课时燃料的热值）练习 5页

第2课时　燃料的热值 ‎　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 知识点 1　实验：比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量 ‎1．如图12－4－13所示实验中，通过观察比较__________________来间接比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量．实验中烧杯中所装的液体种类应________，质量应________．(后两空均选填“相同”或“不同”)‎ 图12－4－13‎ ‎2．‎1000 g酒精完全燃烧放出的热量比‎100 g酒精完全燃烧放出的热量多，说明燃料燃烧放出热量的多少与__________有关；‎1000 g酒精完全燃烧放出的热量比‎1000 g酒精不完全燃烧放出的热量多，说明燃料燃烧放出热量的多少与_______________有关；‎1000 g酒精完全燃烧放出的热量比‎1000 g干木柴完全燃烧放出的热量多，说明燃料燃烧放出热量的多少与____________有关．‎ 知识点 2　热值 ‎3．氢气的热值为1.43×108 J/kg，表示的物理意义是____________________________．‎ 当一罐氢气用去一半，氢气的热值为____________________．‎ ‎4．在我国实施的“西气东输”工程中，西部地区天然气被输送到缺乏能源的东部地区．天然气与煤相比，从热学角度分析，它突出的优点是_______________________________；‎ 从环保角度分析，它突出的优点是________________________________________．‎ ‎5．下列说法中正确的是(　　)‎ A．燃料的热值越大，燃料燃烧时放出的热量就越多 B．燃料燃烧得越充分，燃料的热值就越大 C．‎1 g汽油和1 t汽油的热值相同 D．燃料的热值越小，该燃料完全燃烧放出的热量一定越少 知识点 3　热值的计算 ‎6．质量为‎100 g的焦炭完全燃烧放出的热量为____________J．(q焦炭＝3.0×107 J/kg)‎ ‎7．天然气是一种清洁能源，‎1 m3‎的天然气完全燃烧放出的热量相当于多少千克的焦炭完全燃烧放出的热量？(天然气的热值约为8.7×107 J/m3，焦炭的热值为3.0×107 J/kg)‎ 知识点 4　热机效率 ‎8．2017·枣庄如图12－4－14是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是(　　)‎ 5‎ 图12－4－14‎ A．25%　　 B．35%　　 C．40%　　 D．75%‎ 9． 用煤气灶把‎2 kg、初温为‎30 ℃‎的水烧到‎80 ℃‎，消耗了‎20 g煤气，已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107 J/kg，则水吸收的热量为________J，煤气完全燃烧放出的热量为________J，煤气灶烧水的效率为________%.‎ ‎10．在比较不同燃料热值的实验中，小明利用与如图12－4－15完全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后对质量都为‎100 g和初温都为‎20 ℃‎的水加热，燃烧相同时间后，用甲加热后的水温度为‎30 ℃‎，另一杯水温度为‎24 ℃‎.此过程水的内能________(选填“增大”或“减小”)，此时________(选填“能”或“不能”)说明甲的热值较大．理由是____________________________________．‎ 图12－4－15‎ ‎11．“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，这说明“可燃冰”的________很大．若以10倍的关系粗略计算，‎1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使________kg的水升高‎40 ℃‎.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q煤气＝4.2×107 J/kg]‎ ‎12．天然气、煤气的热值和价格如下表所示，在相同条件下使用________(选填“天然气”或“煤气”)更经济．小明家一个月用去70元的煤气费，则小明家一个月所用煤气完全燃烧放出的热量为________J.‎ 物质 天然气 煤气 热值(J/m3)‎ ‎7.5×107‎ ‎3.9×107‎ 单价(元/m3)‎ ‎2.0‎ ‎1.4‎ ‎13.为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值，小明采用如图12－4－16所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水的两个相同烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全燃烧．‎ ‎(1)小明设计了一张记录实验数据的表格，其中①②两项内容漏写了，请你帮他补充完整．‎ 5‎ 图12－4－16‎ ‎　　温度 燃料　　‎ 加热前水温/℃‎ ‎①________‎ ‎10 g酒精 ‎②________‎ ‎(2)实验后小明根据实验数据，利用公式Q＝ cmΔt算出了水吸收的热量，结合“‎10 g酒精”这一数据，算出了酒精的热值．算出的酒精热值是否可靠，请说明理由：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________.‎ ‎14．某校为学生供应开水，用锅炉将‎200 kg的水从‎20 ℃‎加热到‎100 ℃‎，燃烧了‎6 kg的无烟煤，无烟煤的热值是3.4×107 J/kg.试求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]‎ ‎(1)锅炉内‎200 kg的水吸收的热量是多少焦耳．‎ ‎(2)‎6 kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳．‎ ‎(3)此锅炉的效率是多少．‎ ‎15．随着国民经济的发展，汽车已走进普通家庭．一辆汽车以某一速度在平直路面上匀速行驶‎100 km，消耗汽油‎10 L．若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107 J/kg，密度为0.7×‎103 kg/m3.求：‎ ‎(1)这些汽油完全燃烧放出的热量．‎ ‎(2)这辆汽车以该速度匀速行驶时受到的阻力．‎ ‎16．[2017·铁岭]火箭发射时用液态氢作燃料，‎ 5‎ 因为液态氢的________(选填“热值”或“比热容”)大，燃烧过程将燃料的________能转化为内能．‎ ‎17．[2017·岳阳]随着人们生活水平的提高，汽车走进千家万户．关于汽车涉及的知识说法正确的是(　　)‎ A．用甘油做发电机的冷却剂 B．发电机做功冲程将内能转化为机械能 C．精心保养可使发电机的效率达到100%‎ D．排出的尾气对环境没有任何污染 教师详解详析 ‎1．温度计示数的变化　相同　相同 ‎2．燃料的质量　燃烧程度　燃料种类 ‎3．‎1 kg的氢气完全燃烧放出的热量为1.43×108 J ‎1．43×108 J/kg ‎4．热值高　污染小 ‎5．C ‎6．3.0×106　‎‎7.‎2.9‎ kg ‎8．B　[解析] 因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，所以由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率：η＝1－25%－40%＝35%.‎ ‎9．4.2×105　8.4×105　50‎ ‎10．增大　不能　相同时间内，不同燃料燃烧的质量可能不相等 ‎[解析] 水吸热过程中，温度升高，水的内能增大；虽然在其他条件相同时，用甲加热的水的温度升高较多，即甲燃烧产生的热量多．但相同时间内两种燃料燃烧程度不能比较，故不能比较热值的大小．‎ ‎11．热值　2500‎ ‎[解析] 在同等条件下，质量相同的“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”的热值很大；‎1 kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝mq煤气＝‎1 kg×4.2×107 J/kg＝4.2×107 J，‎1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q放′＝Q放×10＝4.2×107 J×10＝4.2×108 J．由Q＝cmΔt可得，m′＝＝＝‎2500 kg.‎ ‎12．天然气　1.95×109‎ ‎[解析] 完全燃烧相同体积的天然气或煤气时，放出的热量之比是25∶13，而单价之比是10∶7，可见使用天然气更经济.70元煤气的体积：＝‎50 m3‎，‎50 m3‎煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝qV＝3.9×107 J/m3×‎50 m3‎＝1.95×109 J.‎ ‎13．(1)①加热后水温/℃　②‎10 g碎纸片 ‎(2)不可靠，酒精完全燃烧放出的热量不能被水全部吸收 ‎14． (1)水吸收的热量：Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×‎200 kg×(‎100 ℃‎－‎20 ℃‎)＝6.72×107 J.‎ ‎(2)无烟煤完全燃烧放出的热量：Q放＝m无烟煤q无烟煤＝‎6 kg×3.4×107 J/kg＝2.04×108 J.‎ ‎(3)锅炉的效率：η＝×100%＝×100%≈32.94%.‎ 5‎ ‎15． (1)由ρ＝可得，消耗汽油的质量：m汽油＝ρ汽油V汽油＝0.7×‎103 kg/m3×10×10－‎3 m3‎＝‎7 kg，‎ 完全燃烧放出的热量：Q放＝m汽油q汽油＝‎7 kg×4.6×107 J/kg＝3.22×108 J.‎ ‎(2)做的有用功：W有用＝Q放×30%＝3.22×108 J×30%＝9.66×107 J，‎ 由W有用＝Fs可知，汽车的牵引力：F＝＝＝966 N.‎ 因为汽车匀速直线行驶，所以f＝F＝966 N.‎ ‎16．热值　化学 ‎17．B　[解析] 汽车发动机是利用水来做冷却剂的，这是利用了水的比热容大的性质，故A错误；发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能，故B正确；无论科技如何发展，热机的效率可以提高，但总存在摩擦，要做额外功，效率一定不会达到100%，故C错误；汽车排放的废气中含有二氧化碳、二氧化硫等有害物质会污染环境，故D错误． ‎ 5‎