熱機效率（ 含答案解析 ） 人教版九年級物理 知識精細梳理與培優(yōu)拓展提升

熱機效率【學習目標】1.知道熱值的概念；2.會進行熱值的簡單計算；3.了解熱機效率的概念以及提高熱機效率的途徑；4.會進行熱機效率的簡單計算?！局R導圖】【基礎知識】知識點一、燃料的熱值1.燃料（1）燃料的種類燃料是指可燃燒的物質，根據(jù)不同標準，燃料可分為不同的種類，最常見的是按其物理狀態(tài)分類。（2）燃料燃燒時能量轉化燃料在燃燒時將化學能轉化為內能。2.燃料的熱值燃料種類很多，由于其燃燒成分不同，相同質量的不同燃料完全燃燒時放出的熱量不同，在物理學上用“熱值”來表示燃料燃燒的放熱本領。（1）熱值：某種燃料完全燃燒放出的熱量，與其質量的比值叫這種燃料的熱值；用“q”表示。（2）熱值單位：J/kg。（3）熱值的物理意義：一、1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量就等于該燃料的熱值；二、熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉變成內能的本領大小；也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態(tài)、質量、體積等均無關。（4）燃料燃燒放出的熱量：特別提醒固體燃料、液體燃料的熱值以“J/kg”為單位，而氣體燃料的熱值以“J/m3”為單位。因此（5）對燃料熱值的透析熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉變成內能的本領大?。灰簿褪钦f，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態(tài)、質量、體積等均無關對于熱值的概念，要注重理解三個關鍵詞：“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是指燃料的質量，如果燃料的質量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不等于熱值的數(shù)值；某種燃料是指熱值與燃料的種類有關；完全燃燒意思是燃料要完全燒盡，否則1kg燃料燃燒過程中，化學能轉變成內能就不是該熱值所確定的值燃料熱值的高低是衡量燃料優(yōu)劣的主要指標特別提醒常用燃料的熱值見下表：【例1】關于熱值和熱機效率，下列說法正確的是（）。A．使燃料燃燒更充分，可提高熱機效率；B．熱機使用的燃料的熱值越大，熱機效率就越高；C．1kg汽油在汽缸內燃燒放出的熱量，就是汽油的熱值；D．火箭升空時燃料燃燒放出的熱量全部轉化為機械能【答案】A。【解析】A．使燃料燃燒更充分，可以增大有效利用的能量，提高熱機的效率，故A正確；B．熱機的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產生的能量之比，與燃料的熱值無關，故B錯誤；C．1kg汽油完全燃燒放出的熱量叫做汽油的熱值，熱值是燃料的一種特性，和燃料是否燃燒、是否完全燃燒、燃料的質量等無關，故C錯誤；D．火箭升空時燃料燃燒放出的熱量一部分轉化為機械能，一部分轉化為其他形式的能量，故D錯誤。故選A。【例2】安全、清潔、方便的太陽能越來越受到人們的重視和廣泛利用。如圖所示，一太陽能熱水器內裝有質量為250kg，溫度為20℃的水，在陽光照射一段時間后，水溫升高到80℃。（水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）、干木柴的熱值為1.2×107J/kg）（1）水吸收的熱量是多少？（2）這些能量相當于完全燃燒多少千克干木柴放出的熱量？【答案】(1)6.3×107J；(2)5.25kg。【解析】(1)水吸收的熱量：Q吸=cm1△t=4.2×103J/(kg?℃)×250kg×(80℃?20℃)=6.3×107J，(2)這些熱量相當于完全燃燒m2千克干木柴放出的熱量，由Q吸=Q放=m2q可得：m2===5.25kg。答：(1)水吸收的熱量是6.3×107J；(2)這些能量相當于完全燃燒5.25kg干木柴放出的熱量?！军c睛】（1）知道水的質量、水的初溫和末溫，根據(jù)吸熱公式計算水吸收的熱量；（2）求出了水吸收的熱量，由題知Q吸=Q放，利用Q放=mq計算需要完全燃燒多少干木柴。知識點二、熱機的效率1.燃料的有效利用：用煤氣灶、鍋爐、煤爐等燒水時，燃料不能完全燃燒利用，具體原因是多樣的。例如，燃料不能完全燃燒而損失了一部分能量，裝水的容器吸收了一部分能量、灶體本身也會吸收一部分能量，高溫的煙氣帶走了一部分能量，還有一部分能量直接散失掉了，水吸收的熱量只占燃料燃燒放出熱量的一部分，只有水吸收的熱量才是有效利用的部分。如圖所示：2.鍋爐的效率（1）鍋爐是利用燃料或其他熱源把水加熱成熱水或蒸汽的設備。鍋爐包括鍋和爐兩部分，鍋是指盛水的容器，爐是燃料燃燒的裝置。（2）提高鍋爐燃料利用率的途徑：一、讓燃料盡可能充分燃燒，如將煤研磨成粉狀，加大進風量等；二、減少熱量損失，如加大有效受熱面積等。3.內燃機中熱量燃燒的能量流向圖4.熱機效率（1）定義：用來做有用功的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值。（2）計算公式：對熱機而言，其中用來做有用功的能量Q有用等于熱機對外的有用功W有用，故熱機的效率公式又可寫成：。（3）物理意義：熱機的效率表示使用熱機時對燃料的利用率的高低，因此熱機的效率是熱機性能的一個重要指標。（4）常見熱機效率：蒸汽機6%-15%，汽油機20%-30%，柴油機30%-45%。特別提醒5.提高熱機效率的主要途徑①改善燃燒的條件，使燃料盡可能充分燃燒（將煤磨成煤粉，用空氣吹進爐膛，使之更充分燃燒）；②減少各種熱量損失（I.加大受熱面積，以減少煙塵廢氣帶走的熱量；II.使用較好的保溫材料，減少熱損失）；③在熱機設計和制造上，采用先進的技術；④保障良好的潤滑，減少機械摩擦。廢棄能量的利用在熱機的能量損失中，廢氣帶走的能量最多，所以設法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的主要措施。例如，人們將發(fā)電廠蒸汽輪機排除的廢氣送入熱電站進行供熱，將廢氣中的能量甲乙利用，大大提高了熱量的利用率。【例1】關于熱機的效率，下列說法正確的是（）。A.在做功同樣多的情況下，熱機的效率越高消耗的燃料越多；B.一般情況下柴油機的效率比汽油機的高；C.熱機的效率越高說明做功越快；D.熱機損失的能量中，廢氣帶走的能量較少，主要是由于機械摩擦損失的【答案】B。【解析】A．熱機的效率越高，做有用功與燃料完全燃燒放出的熱量的比值越大，即在做功相同的情況下，消耗的燃料較少，或消耗相同的燃料，做功較多，故A錯誤。B．一般情況下柴油機的效率比汽油機的高，多用在重型機器上，故B正確；C．熱機的效率是有用功與燃料完全燃燒放出的熱量的比值，熱機的效率越高說明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高說明做功越快，效率和功率是兩個不同的物理量，二者之間沒有必然聯(lián)系，故C錯誤；D．根據(jù)內燃機的能量流向，熱機損失的能量中，廢氣帶走的能量較多，故D錯誤。故選B?！纠?】已知天然氣的熱值為3.8×107J/m3，水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）。求：（1）完全燃燒1.4×10-2m3天然氣放出多少熱量?（2）若某天然氣灶的效率為60%，則這些天然氣可將質量為3.8kg，初溫為25℃的水加熱到多少℃?（當?shù)氐拇髿鈮簭姙?標準大氣壓）【答案】（1）5.32×105J；（2）45℃?！窘馕觥?1)完全燃燒1.4×10-2m3天然氣放出的熱量：Q放=Vq=1.4×10-2m3×3.8×107J/m3=5.32×105J；(2)由題知，水吸收的熱量：Q吸=Q放×60%=5.32×105J×60%=3.192×105J，由Q吸=cm△t可得水升高的溫度：△t===20℃；水的溫度升高到：25℃20℃=45℃。答：(1)完全燃燒1.4×10-2m3天然氣可放出5.32×105J熱量；(2)若某天然氣灶的效率為60%，則這些天然氣可將質量為3.8kg，初溫為25℃的水加熱到45℃?！痉椒◣汀款}型一：熱值及其計算【角度1】對熱值的理解★易錯警示某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比，叫這種燃料的熱值。從定義上看，熱值是燃料的一種性質，它只與燃料的種類有關，與燃料的質量、燃燒程度等無關?！镜淅肯铝姓f法正確的是（）。A．以天然氣為燃料，汽車發(fā)動機的效率可以達到100%；B．盡量增大熱機的功率，可以提高熱機的效率；C．燃料燃燒放出的熱量越多，它的熱值就越大；D．熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒后放出的熱量【答案】D?！窘馕觥緼．以天然氣為燃料，仍有熱量散失，仍需克服摩擦做功，因此汽車發(fā)動機的效率始終不能達到100%，故A錯誤；B．功率反映熱機做功的快慢程度，而熱機效率反映有用功在燃料完全燃燒放出的熱量中所占的比例大小，它們是兩個不同的物理量，沒有直接的關系，故B錯誤；C．熱值是燃料的特性，只與燃料的種類有關，與燃料的質量、燃燒情況以及放出熱量的多少無關，故C錯誤；D．熱值是一定質量的燃料完全燃燒放出的熱量與其質量的比值，在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒后放出的熱量，故D正確。故選D。【角度2】熱值的相關計算解答是要注意干木柴完全燃燒放出的熱量完全被水吸收，從而建立等式關系Q放=Q吸。【典例】完全燃燒0.35kg干木柴放出的熱量為_______J，假設這些熱量全部被水吸收，能使_______kg水的溫度升高50℃。(c水=4.2×103J/(kg·℃)，干木柴的熱值是1.2×107J/kg)【答案】4.2×106；20?！窘馕觥扛赡静穹懦龅臒崃浚杭僭O這些熱量全部被水吸收：，由可得，水的質量：。【點睛】本題利用了公式和進行計算，關鍵是注意“升高到”和“升高了”的區(qū)別，這個也是學生容易出錯的地方。題型二：熱機效率【角度1】對熱機效率的理解對熱機效率高的兩種理解：（1）當燃燒相同的燃料時，效率高的做的功多；（2）當做的有用功相同時，效率高的消耗的燃料少?！镜淅肯铝嘘P于熱機效率的說法中正確的是（）。A．蒸汽機的效率比內燃機高；B．熱機的功率越大，它的效率也一定越高；C．用來做有用功的那部分能量跟燃料燃燒放出的能量之比叫熱機效率；D．用來做有用功的那部分能量跟燃料完全燃燒所放出的能量之比叫熱機效率【答案】D?！窘馕觥緼．在熱機中，蒸汽機的效率最低，故A錯誤；B．熱機做功越快，表示熱機的功率越大，與效率無關，故B錯誤；CD．根據(jù)熱機效率的定義，熱機所做有用功（有效利用的能量）與燃料完全燃燒釋放的熱量之比叫做熱機效率，故C錯誤，D正確。故選D。【角度2】熱機效率相關計算【典例】使用清潔能源天然氣有助于國家提出的2060年前實現(xiàn)碳中和的目標。小明同學用他家的天然氣灶將質量為2kg，初溫為15℃的水加熱到95℃，水吸收的熱量是_______J：若此過程的熱效率為40%，則此過程消耗天然氣_______m3。（水的比熱容為4．2103J/（kg·℃），天然氣熱值為4.2107/m3）【答案】；。【解析】[1]水吸收的熱量是故水吸收的熱量是。[2]若此過程的熱效率為40%，則天然氣的釋放的熱量為則天然氣的體積為；則天然氣的體積為?！窘嵌?】效率與功率熱機效率與功率的區(qū)別熱機效率熱機功率定義用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比單位時間內做的功物理意義反映熱機對能量的利用反映熱機做功的快慢定義式【典例】下列關于熱機效率的說法中正確的是（）。A．蒸汽機的效率比內燃機高；B．熱機的功率越大，它的效率也一定越高；C．用來做有用功的那部分能量跟燃料燃燒放出的能量之比叫熱機效率；D．用來做有用功的那部分能量跟燃料完全燃燒所放出的能量之比叫熱機效率【答案】D?！窘馕觥緼．在熱機中，蒸汽機的效率最低，故A錯誤；B．熱機做功越快，表示熱機的功率越大，與效率無關，故B錯誤；CD．根據(jù)熱機效率的定義，熱機所做有用功（有效利用的能量）與燃料完全燃燒釋放的熱量之比叫做熱機效率，故C錯誤，D正確。故選D。題型三：熱值、比熱容與熱機效率綜合（1）物質吸熱時，利用比熱容的概念計算吸收的熱量；（2）物質燃燒時，利用熱值概念計算發(fā)出的熱量；（3）根據(jù)熱機效率的概念計算待求物理量?！镜淅?020年5月13日，備受大家關注的“懸崖村”的村民們逐漸搬進位于涼山州昭覺縣城的易地扶貧搬遷安置點，實現(xiàn)了“拎包入住”。易地扶貧搬遷安置戶小強同學家里有一個容積為5L的水壺，水壺里裝有3.5kg初溫為50℃的水，他用家里的液化氣爐具把水加熱到70℃使用。（已知液化氣的熱值q＝4.9×107J/m3）求：（1）燒水過程水吸收了多少熱量？（2）若實際使用了0.02m3的液化氣，則該液化氣爐具的效率是多少？【答案】（1）燒水過程水吸收的熱量為2.94×105J；（2）液化氣爐具的效率是30%?！窘馕觥浚?）水吸收的熱量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×3.5kg×（70℃﹣50℃）＝2.94×105J；（2）0.02m3的液化氣完全燃燒放出的熱量：Q放＝Vq＝0.02m3×4.9×107J/m3＝9.8×105J，該液化氣爐具的效率：η＝＝×100%＝30%?！军c睛】此題考查了吸熱公式、燃料完全燃燒放熱公式和熱效率計算公式的應用，屬于基本規(guī)律的考查，難度不大。（1）已知水的質量、比熱容、初溫和末溫，利用吸熱公式Q吸＝cm△t求出水吸收的熱量；（2）已知實際使用液化氣的體積及其熱值，根據(jù)公式Q放＝Vq可以求出液化氣完全燃燒放出的熱量；知道水吸收的熱量和液化氣完全燃燒釋放的熱量，兩者之比就是該液化氣爐具的效率。題型四：探究實驗-燃料的熱值【典例】如圖所示，甲、乙、丙圖中的裝置完全相同，燃料的質量是10g，燒杯內的液體質量和初溫也相同。(1)下列說法正確的是______；A．比較不同液體的比熱容，可以選擇甲、丙兩圖B．比較不同液體的比熱容，可以選擇乙、丙兩圖C．比較不同燃料的熱值，可以選擇乙、丙兩圖D．比較不同燃料的熱值，可以選擇甲、丙兩圖(2)為了研究不同物質的吸熱能力，利用其中兩幅圖進行實驗，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)作出了兩種液體的溫度隨時間變化的圖像，如圖2所示：①加熱10min，a液體吸收的熱量______（選填“大于”、“小于”或“等于”）b液體吸收的熱量；②由圖可以看出，在沸騰前，升高相同的溫度，液體______時間較長，液體______的比熱容大；③如果已知b液體的比熱容是1.8×103J/(kg·℃)，則a液體的比熱容是______J/(kg·℃)。若要在a、b中選擇某種液體作為冷卻液，應選用______?！敬鸢浮緼；等于；b；b；0.9×103；b?！窘馕觥?1)[1]AB．比較不同液體的吸熱能力，則需要燃燒相同的燃料（確保相同時間放出的熱量相同），加熱相同的時間，比較質量和初溫相同的液體升高的溫度，可以選擇甲、丙兩圖，故A正確、B錯誤；CD．為了比較不同燃料的熱值大小，要用不同的燃料，加熱質量相同的同種液體，故選用甲、乙兩圖，故CD錯誤。故選A。(2)①[2]根據(jù)轉換法，不同物質吸熱的多少是通過加熱時間來反映的，加熱10min，a液體吸收的熱量等于b液體吸收的熱量。②[3][4]由圖可知，兩種物質都升高80℃﹣20℃=60℃a的加熱時間為10min，b的加熱時間為20min，b加熱時間長，b吸收的熱量為a吸收熱量的2倍，由比較吸熱能力的方法，b的吸熱能力強。③[5]根據(jù)可知，在液體的質量相同、升高相同的溫度時，比熱容與吸收的熱量成正比，b吸收的熱量為a吸收熱量的2倍，則b的比熱容為a的比熱容的2倍，即a的比熱容[6]根據(jù)可知，相同質量的b、a兩種物質升高相同的溫度，因b的比熱容大，故b吸熱多，故若要在a、b中選擇某種液體作為冷卻液，應選用b?！军c睛】本題比較不同物質的吸熱能力和比較不同燃料的熱值，考查控制變量法、轉換法的應用和比較吸熱能力的方法及兩實驗相同與不同之處，為熱學中的重要實驗。(1)我們使用相同的熱源通過加熱時間的長短來比較吸熱多少，這種方法叫轉換法；為了比較熱值大小，要用不同的燃料，加熱質量相同的同種液體，根據(jù)，液體升溫越高，則燃料放出的熱量越多，這種燃料熱值越大，據(jù)此分析；比較a、b兩種液體的吸熱能力，則需要燃燒相同的燃料（確保相同時間放出的熱量相同），加熱相同的時間，比較質量和初溫相同的液體升高的溫度，由比較溫度的變化，溫度升高越多，則吸熱能力越小。(2)①根據(jù)轉換法回答；②根據(jù)圖示回答；使相同質量的不同物質升高相同的溫度，比較吸收的熱量（即比較加熱時間），吸收熱量多的吸熱能力強；③由圖可知兩種物質都升高60℃的a、b的加熱時間，據(jù)此確定哪種物質吸熱能力強。(3)根據(jù)可知，在液體的質量相同、升高相同的溫度時，比熱容與吸收的熱量成正比，據(jù)此得出a的比熱容；根據(jù)分析。【中考幫】考點一：對熱值的理解【典例】（2022·湖北宜昌）關于燃料及其熱值，下列說法中正確的是（）。A.沒有燃燒的燃料，熱值等于零；B.燃料完全燃燒時，它的熱值最大；C.燃料的熱值與質量和燃燒狀態(tài)無關；D.燃料燃燒時溫度越高，放出的熱量越多【答案】C。【解析】ABC．熱值是燃料自身的一種屬性，大小與燃料的質量、溫度、燃燒情況無關，故AB錯誤，C正確；D．根據(jù)公式Q=mq可知，燃料燃燒放出的熱量多少與燃料的熱值、燃料的質量有關，與燃燒時的溫度無關，故D錯誤。故選C。中考考題要求同學們理解燃料熱值的概念，能從熱值的角度認識燃料燃燒放熱以及對相關概念的理解。這是物理核心素養(yǎng)的物理概念的體現(xiàn)。考點二：熱效率的計算【典例】（2022·云南?。╉樋诹铩拔逶挛濉⑦^端午、蒸粽子、吃包子、掛菖蒲、佩香囊、賽龍舟”，生動的呈現(xiàn)了某地端午文化習俗。蒸粽子是利用水沸騰產生的蒸氣進行加熱。若將2.5kg的水加熱到沸騰，水溫升高了80℃，[c水=4.2×103J/（kg·℃），q煤=3×107J/kg]，在此過程中，求：（1）水吸收的熱量；（2）采用煤爐加熱，煤爐加熱水的效率為10%，煤燃燒放出的熱量；（3）需要完全燃燒煤的質量。【答案】（1）8.4×105J；（2）8.4×106J；（3）0.28kg。【解析】（1）根據(jù)可知，水吸收的熱量（2）采用煤爐加熱，煤爐加熱水的效率為10%，根據(jù)可知，煤燃燒放出的熱量為（3）根據(jù)Q放=mq可知，需要完全燃燒煤的質量為。答：（1）水吸收的熱量為8.4×105J；（2）采用煤爐加熱，煤爐加熱水的效率為10%，煤燃燒放出的熱量為8.4×106J；（3）需要完全燃燒煤的質量為0.28kg。中考考題要求同學們能應用燃料燃燒放熱公式計算燃料放出的熱量，利用比熱容公式計算物質吸收的熱量，并利用熱轉換效率進行相關計算?！咀鳂I(yè)幫】一、基礎練（知識鞏固）1.生活中能量轉化的實例很多，下列描述中正確的是（）。A．摩擦生熱是把內能轉化為機械能；B．燃料燃燒放熱是把內能轉化為化學能；C．電動機帶動水泵把水送到高處是把電能轉化為機械能；D．摩擦起電是把電能轉化為機械能【答案】C?！窘馕觥緼、摩擦生熱是克服摩擦做功，摩擦過程中，消耗了機械能，內能增大，把機械能轉化為內能，故A錯誤；B、燃料燃燒放熱是把化學能轉化為內能，故B錯誤；C、電動機帶動水泵把水送到高處是把電能轉化為機械能，故C正確；D、摩擦起電是消耗了機械能，獲得了電能，故是把機械能轉化為電能，故D錯誤。故選C。2．2018年4月2日，天宮一號圓滿完成預定任務后返回地球。8.5t重的天宮一號，在100km左右的高空以約22倍音速再入大氣層。其中部分器件在大氣層中與大氣層摩擦燒蝕銷毀。最后大約1.5t殘骸墜入南太平洋。在這個過程中，天宮一號的部分機械能（）。A．通過熱傳遞轉化為大氣的內能；B．通過重力做功轉化為大氣的內能；C．通過摩擦做功轉化為大氣的內能；D．通過重力做功轉化為殘骸的內能【答案】D。【解析】天宮一號在100km左右的高空以約22倍音速再入大氣層時，高度減小，重力勢能減小，克服與大氣的摩擦做功，機械能轉化為內能。故D正確。故選D。3．如圖是某內燃機能量流向圖，該內燃機的熱機效率是（）。A．25% B．40% C．75% D．35%【答案】D。【解析】熱機的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產生的能量之比；即做有用功的能量在燃料完全燃燒產生的能量中所占的百分比，所以內燃機的熱機效率η=1﹣25%﹣40%=35%。故選D。4.（2020·棗莊）關于熱機的效率，下列說法正確的是（）。A.在做功同樣多的情況下，熱機的效率越高消耗的燃料越多；B.一般情況下柴油機的效率比汽油機的高；C.熱機的效率越高說明做功越快；D.熱機損失的能量中，廢氣帶走的能量較少，主要是由于機械摩擦損失的【答案】B?！窘馕觥緼．熱機的效率越高，做有用功與燃料完全燃燒放出的熱量的比值越大，即在做功相同的情況下，消耗的燃料較少，或消耗相同的燃料，做功較多，故A錯誤。B．一般情況下柴油機的效率比汽油機的高，多用在重型機器上，故B正確；C．熱機的效率是有用功與燃料完全燃燒放出的熱量的比值，熱機的效率越高說明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高說明做功越快，效率和功率是兩個不同的物理量，二者之間沒有必然聯(lián)系，故C錯誤；D．根據(jù)內燃機的能量流向，熱機損失的能量中，廢氣帶走的能量較多，故D錯誤。故選B。5.關于熱機，下列說法中錯誤的是（）。A．汽油機的效率高于蒸汽機的效率；B．汽油機頂部有噴油嘴，柴油機頂部有火花塞；C．熱機功率越大，它做功越快；D．熱機效率越高，它將內能轉化為機械能的比例越大【答案】B?！窘馕觥緼．蒸汽機的燃料是在機器的外部燃燒，熱損失多，效率低，故A正確，不符合題意；B．汽油機頂部有火花塞，柴油機頂部有噴油嘴，故B錯誤，符合題意；C．功率表示做功的快慢，熱機功率越大，它做功越快，故C正確，不符合題意；D．熱機效率越高，熱機用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產生的能量之比比值越大，內能轉化為機械能的比例越大，故D正確，不符合題意。6.汽車汽油機是由四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的，其中由機械能轉化為內能的是沖程。已知汽油的熱值為4.6×107J/kg，2kg汽油完全燃燒時釋放的熱量為J。已知汽車防凍液的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。某汽車中的防凍液從90℃冷卻到20℃的過程中，放出的熱量為2.94×106J，則該汽車中防凍液的質量為kg。若某型號單缸四沖程汽油機的活塞面積取S=3.0×10-3m2，活塞沖程長度為L=5cm，做功沖程燃氣的平均壓強為p=1.0×106Pa，活塞以n=2400r/min作往復運動，汽油機往復運動兩次，對外做功一次。(1)汽油機在此工作狀態(tài)下的功率是多少？(2)如果此工作狀態(tài)下每分鐘消耗20g汽油，那么汽油機把內能轉化為機械能的效率是多少？（保留一位小數(shù)，q汽=4.6×107J/kg、不計摩擦）【答案】(1)3000W；(2)19.6%。【解析】(1)汽油機做功沖程，做一次功是n=2400r/min，則1min轉2400r，則1s轉了40r，則1s做功次數(shù)為30次，故1s做的總功為汽油機在此工作狀態(tài)下的功率是(2)如果此工作狀態(tài)下，每分鐘做的功是工作狀態(tài)下20g汽油完全燃燒釋放的熱量是內能轉化為機械能的效率汽油機把內能轉化為機械能的效率是19.6%。二、綜合練（能力提升）7.（2022·四川南充）用某型號天然氣熱水器燒水，完全燃燒熱值為3.2×107J/m3的天然氣0.125m3，放出熱量________J；若該熱水器的加熱效率為84%，則能將40kg初始溫度為20℃的水加熱至________℃，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)?！敬鸢浮竣?.0×106；②40?！窘馕觥縖1]燃燒0.125m3的天然氣放出的熱量Q放=qV=3.2×107J/m3×0.125m3=4.0×106J[2]水吸收的熱量Q吸=Q放η=4.0×106J×84%=3.36×106J水升高的溫度水的末溫t=t0+Δt=20℃+20℃=40℃。8.（2022·湖南郴州）熱水器將質量為20kg、溫度為15℃的水加熱到65℃，消耗天然氣0.15m3，在此過程中水吸收的熱量是______J，熱水器的熱效率是______。[c水=4.2×103J/（kg·℃）；q天然氣=3.2×107J/m3]【答案】①；②87.5%?！窘馕觥縖1]水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/（kg·℃）×20kg×（65℃-15℃）=4.2×106J[2]消耗的天然氣完全燃燒放出的熱量為Q放=Vq=0.15m3×3.2×107J/m3=4.8×106J熱水器的熱效率為。9.（2022·江西?。┤鐖D所示，某同學用燃氣灶燒水給餐具消毒。已知密閉鍋內水的質量為5kg，水的初溫為22℃，當水剛好燒開時，共消耗了0.06m3的天然氣，該燃氣灶燒水的熱效率為70%。[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值為4.0×107J/m3]求：（1）0.06m3的天然氣完全燃燒所放出的熱量；（2）以上過程中，水吸收的熱量；（3）密閉的鍋內水燒開時的溫度?！敬鸢浮浚?）2.4×106J；（2）1.68×106J；（3）102℃?！窘馕觥浚?）天然氣的熱值為4.0×107J/m3，根據(jù)Q=Vq可得，0.06m3的天然氣完全燃燒所放出的熱量為Q放=Vq=0.06m3×4.0×107J/m3=2.4×106J（2）燃氣灶燒水的熱效率為70%，水吸收的熱量為（3）燒開水時，水的溫度變化為所以密閉的鍋內水燒開時的溫度答：（1）0.06m3的天然氣完全燃燒所放出的熱量為2.4×106J；（2）以上過程中，水吸收的熱量1.68×106J；（3）密閉的鍋內水燒開時的溫度為102℃。三、培優(yōu)練（挑戰(zhàn)自我）10.（2022·陜西?。┙衲辍拔逡弧奔倨?，廣大市民按照疫情防控要求，積極響應“非必要不離市”號召，在郊區(qū)、公園指定區(qū)域進行戶外活動。小剛同學家購買了一款如圖-1所示戶外分體式燃氣爐，準備去戶外野炊。該燃氣爐的銘牌如圖-2所示，其中功率4500W是指氣體燃料完全燃燒時燃氣爐每秒放出4500J的熱量。（1）氣體燃料在常溫下是通過______的方式液化存儲在儲氣罐內，使用過程中，罐體溫度變低是因為燃料發(fā)生汽化時要___________（選填“吸收”或“放出”）熱量；（2）在標準大氣壓下，用該燃氣爐將1L水從25℃加熱到沸騰用時140s，燃氣爐燒水時的效率是多少？已知水的密度為1.0×103kg/m3，水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)；___________；（3）小剛注意到爐頭上標有參數(shù)：15字樣，他查閱說明書得知，該參數(shù)表示的是：燃氣爐功率[單位：瓦（W）]與耗氣量[單位：克/時（g/h）]之比的數(shù)值為15，計算該燃氣爐所使用燃料的熱值是多少？___________；（4）小剛同學打算展示在勞動課上學習的烹飪技能，為家人做頓可口飯菜，下表是他出發(fā)前做的規(guī)劃，則小剛至少應攜帶幾個如圖-3所示的新儲氣罐？___________。內容每次耗時/min次數(shù)/次炒菜83煮湯101燒水32【答案】①壓縮體積；②吸收；③50%；④5.4×107J/kg；⑤2。【解析】（1）[1]液化的方式有兩種，分別是壓縮體積和降低溫度，氣體燃料在常溫下是通過壓縮體積的方式液化的。[2]汽化是物質由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，需要吸收熱量。（2）[3]1L水的質量1L水從25℃升高到100℃吸收的熱量140s內燃氣爐放出的熱量燃氣爐燒水時的效率（3）[4]1h內燃氣爐放出的熱量燃氣爐功率與耗氣量之比的數(shù)值為15，則1h內燃氣爐消耗燃氣的質量燃氣的熱值（4）[5]由題意知，物料總加熱時間2400s內燃氣爐放出的熱量2400s內消耗燃氣的質量由圖可知，一個儲氣罐的質量是120g，所以需要的儲氣罐個數(shù)小剛至少應攜帶2個新儲氣罐。11.某同學學習了燃料的熱值后，自己設計了一個實驗來探究煤油和菜籽油的熱值大小關系，他實驗時組裝了如圖所示的兩套規(guī)格完全相同的裝置，并每隔1分鐘記錄了杯中水的溫度（見表）。加熱的時間/min0123456甲杯水溫/℃25272932343638乙杯水溫/℃25262728293031（1）在安裝、調整實驗器材時，科學合理的順序是（甲圖中）：先調整固定______的位置，再調整固定______的位置。（填“A”或“B”）（2）為保證實驗結論的可靠，實驗時應控制兩套裝置中相同的量有加熱時間和水的______。（3）通過表中記錄的數(shù)據(jù)，你認為煤油和菜籽油兩種燃料中，熱值較大的是______。（4）該同學實驗前用天平測出了燒杯中水的質量及兩油燈中燃料的質量，并利用記錄的數(shù)據(jù)、公式Q吸＝cm（t－t0）計算出了水吸收的熱量，他認為通過這些數(shù)據(jù)能準確地計算出煤油和菜籽油的熱值。你認為他的計算結果可靠嗎？______，為什么？______?！敬鸢浮緽；A；質