第十章 六、燃料的利用和环境保护
一、选择题
1.下列关于热值的说法正确的是()
A.2
kg煤的热值大于1
kg煤的热值
B.燃料的热值越大,燃烧放出的热量越多
C.燃料燃烧不完全时热值变小
D.燃料的热值是燃料本身的特性,只与燃料的种类有关,与其他因素无关
图K-6-1
2.[2020·海南]
椰雕是用经过处理的椰子壳雕刻的艺术品,海南的椰雕工艺被列入国家非物质文化遗产,如图K-6-1所示,工艺师正在进行椰雕雕刻。假设一个处理后的椰子壳质量分布均匀,经雕刻后,椰子壳的()
A.质量变小
B.热值变小
C.密度变小
D.比热容变小
3.[2020·枣庄]
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4.古语道:“人要实,火要虚。”此话的意思是做人只有脚踏实地,才能事业有成;可燃物要架空一些,才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是
()
A.增大可燃物的热值
B.降低可燃物的着火点
C.能使可燃物完全燃烧
D.提高可燃物的利用率
二、填空题
5.酒精的热值是3.0×107
(填单位),完全燃烧400
g酒精,放出的热量是;若把一瓶酒精倒去一半,则剩下酒精的热值为。
6.[2019·遂宁]
为了减少环境污染,共建绿水青山的美好生态,遂宁市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭,设天然气的热值为4.2×107
J/kg,完全燃烧0.2
kg天然气放出的热量为 J;若这些热量的25%被12.5
kg、30
℃的水吸收,能使水的温度升高到 ℃。[c水=4.2×103
J/(kg·℃)]
7.柴油机是工农业生产中常用的热机。已知某型号柴油机的效率为η,柴油的热值为q,将质量为m(单位为kg)的柴油完全燃烧,放出的热量为Q= ,这些热量通过该柴油机的转化对外所做的有用功为W=。
三、计算题
8.[2020·聊城]
小华家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时,把50
kg的水从20
℃加热到54
℃,天然气表的示数由1365.05
m3变为1365.17
m3,已知水的比热容c水=4.2×103
J/(kg·℃),天然气的热值q=7.0×107
J/m3。求:
(1)水吸收的热量。
(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量。
(3)该热水器的效率。
9.[2020·岳阳]
某型号的汽车整车与驾驶员的总质量是2060
kg,驾驶员驾驶该汽车在平直公路上匀速行驶进行车型测试,测试过程中消耗汽油的体积为1.5×10-3
m3,求:(g取10
N/kg,ρ汽油=0.7×103
kg/m3,q汽油=4.5×107
J/kg)
(1)汽车与驾驶员的总重力。
(2)测试过程中消耗汽油的质量。
(3)假设汽油完全燃烧,汽油机的效率为40%,汽车在测试过程中做的有用功是多少。
答案
1.D
2.A
3.B [解析]
热机的效率越高,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;热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值,热机的效率越高说明有用功占总功的比值越大,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。
4.D
5.J/kg 1.2×107
J 3.0×107
J/kg
6.8.4×106 70 [解析]
(1)完全燃烧0.2
kg天然气放出的热量:Q放=m1q=0.2
kg×4.2×107
J/kg=8.4×106
J;(2)由题知,水吸收的热量:Q吸=25%Q放=25%×8.4×106
J=2.1×106
J;由Q吸=cmΔt得,水升高的温度:Δt=Q吸cm2=2.1×106
J4.2×103
J/(kg·℃)×12.5kg=40
℃,水的末温:t=t0+Δt=30
℃+40
℃=70
℃。
7.mq ηmq [解析]
燃料完全燃烧放出的热量为质量与热值的乘积,即Q=mq,而由η=WQ得:W=ηQ=ηmq。
8.(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m水Δt=4.2×103
J/(kg·℃)×50
kg×(54
℃-20
℃)=7.14×106
J。
(2)消耗的天然气:
V=1365.17
m3-1365.05
m3=0.12
m3;
这些天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=qV=7.0×107
J/m3×0.12
m3=8.4×106
J。
(3)该热水器的效率:
η=Q吸Q放×100%=7.14×106
J8.4×106
J×100%=85%。
9.(1)汽车与驾驶员的总重力:
G=mg=2060
kg×10
N/kg=20600
N。
(2)测试过程中消耗汽油的质量:
m汽油=ρ汽油V=0.7×103
kg/m3×1.5×10-3
m3=1.05
kg。
(3)汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=m汽油q汽油=1.05
kg×4.5×107
J/kg=4.725×107
J,汽车在测试过程中做的有用功:
W有用=Q放η=4.725×107
J×40%=1.89×107
J。
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