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7. ★★ 下列关于燃料的热值说法正确的是 （
A.燃料燃烧越充分,其热值越大
B.燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少
C.一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将减小
D.焦炭的热值是 $3.0× 10^7\ \mathrm{J/kg}$，完全燃烧1 kg焦炭能放出 $3.0× 10^7\ \mathrm{J}$ 的热量
D
）A.燃料燃烧越充分,其热值越大
B.燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少
C.一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将减小
D.焦炭的热值是 $3.0× 10^7\ \mathrm{J/kg}$，完全燃烧1 kg焦炭能放出 $3.0× 10^7\ \mathrm{J}$ 的热量
答案
7. D 解析:A. 燃料的热值仅与燃料的种类有关,而与燃料的燃烧程度无关,故 A 错误;B. 根据 Q=mq 可知,放出的热量与热值、质量都有关,故 B 错误;C. 一瓶酒精用去三分之一后,质量变化、热值不变,故 C 错误;D. 焦炭的热值是$3.0×10^7 J/kg,$它表示的意思是 1 kg的焦炭完全燃烧时放出的热量是$3.0×10^7 J,$故 D 正确。故选 D。
8. 氢气的热值为$1.4×10^8$ J/kg，比煤和石油要高出许多，且燃烧后不会产生大气污染。3 kg氢气完全燃烧放出的热量是
$4.2×10^8$
J；若这些热量的50%被水吸收，能使1 000
kg的水温度升高50 $°$C。[水的比热容为$4.2×10^3$ J/(kg·$°$C)]答案
$8. 4.2×10^8 1 000 $解析:完全燃烧 3 kg 氢气放出的热量 Q放$ = mq=3 kg×1.4×10^8 J/kg=4.2×10^8 J;$若这些热量的50%被水吸收,则Q吸=Q放$×50%=4.2×10^8 J×50%=2.1×10^8 J,$由 Q吸=cmΔt 可得 m=Q吸$/(cΔt)= 2.1×10^8 J / [4.2×10^3 J/(kg·℃)×50 ℃] = 1 000 kg$。
9. ★★★|跨学科实践 食物也是一种“燃料”，能提供细胞生命活动所需的能量。如果淀粉在人体内“燃烧”的热值为$1.6×10^7$ J/kg，同样情况下脂肪的热值为$4×10^7$ J/kg。假如你摄入了脂肪50 g，则你已摄入了
$2×10^6$
J的热量；若青少年每天需要摄入的热量为$1.0×10^7$ J，则为满足每天热量的需要，理论上还需摄取 500
g淀粉。答案
$9. 2×10^6 500 $解析:假如摄入 50 g 脂肪,则摄入的热量为Q脂肪=m脂肪q脂肪$=0.05 kg×4×10^7 J/kg=2×10^6 J,$还需要摄入的热量为Q0=Q-Q脂肪$=1.0×10^7 J-2×10^6 J=8×10^6 J,$则理论上还需摄取淀粉的质量为m淀粉=Q0/q淀粉$= 8×10^6 J / 1.6×10^7 J/kg =0.5 kg=500 g$。
10. 下图是汽油机的能量流向图,一段时间燃料完全燃烧放出$8× 10^7\ \mathrm{J}$的热量,损失能量共$4.8× 10^7\ \mathrm{J}$。下列说法错误的是 ＞＞ P114 专题32 （
A.汽油机的效率为$40\%$
B.图中$E_7=3.2× 10^7\ \mathrm{J}$
C.随着技术发展,热机效率可达到$100\%$
D.在损失的能量中,$E_6$最多
C
）A.汽油机的效率为$40\%$
B.图中$E_7=3.2× 10^7\ \mathrm{J}$
C.随着技术发展,热机效率可达到$100\%$
D.在损失的能量中,$E_6$最多
答案
10. C 解析:A. 汽油机的效率为 η=W/Q放$×100%=(8×10^7 J-4.8×10^7 J)/(8×10^7 J)×100%=40%,$故 A 正确;B. 图中 E7 是有用的机械能,则 E7 = Q放 - Q损失$=8×10^7 J-4.8×10^7 J=3.2×10^7 J,$故 B 正确;C. 由于汽油机运转时各部分之间存在摩擦,汽油燃烧产生的热量散失一部分,不可能实现能量零损失,热机效率不可能达到100%,故 C 错误,符合题意;D. 在损失的能量中,废气带走的能量最多,即 E6 最多,故 D 正确。故选 C。
11. 汽油机在
做功
冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为$2.3× 10^{7}\ \mathrm{J}$，效率为25%，则该汽油机在这段时间内消耗2
$\mathrm{kg}$汽油。（$q_{\mathrm{汽油}}=4.6× 10^{7}\ \mathrm{J/kg}$）答案
11. 做功 2 解析:汽油机在做功冲程中,燃料燃烧产生高温高压的燃气,燃气推动活塞,将内能转化为机械能。汽油完全燃烧放出的热量为 Q放= W有用$/η= 2.3×10^7 J / 25% =9.2×10^7 J,$则消耗汽油的质量为 m= Q放$/q = 9.2×10^7 J / 4.6×10^7 J/kg =2 kg$。
12. 有一种小型单缸四冲程汽油机,每个工作循环做功500 J,曲轴的转速是300 r/min,每分钟消耗汽油5 g。则该内燃机的功率是
1 250
W,效率是 32.6%
(保留三位有效数字)。($q_{汽油}=4.6×10^7$ J/kg)答案
12. 1 250 32.6% 解析:因单缸四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈,完成4个冲程,做功一次,已知飞轮的转速是300 r/min,所以,每分钟共有150个工作循环,对外做功150次,则单缸四冲程汽油机工作1 min 做的功$ W=150×500 J=7.5×10^4 J,$该汽油机的功率$P= W/t = 7.5×10^4 J / 60 s =1 250 W;$每分钟消耗5 g汽油,5 g汽油完全燃烧释放的热量 Q放=mq汽油$=5×10^-3 kg×4.6×10^7 J/kg=2.3×10^5 J,$汽油机的效率 η= W/Q放$ ×100%= 7.5×10^4 J / 2.3×10^5 J ×100%≈32.6%$。
13. 如图所示的是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满0.02 kg氢气，2 h能匀速骑行50 km，氢能自行车与骑行者总质量为84 kg，骑行时受到的阻力为总重的0.05倍，氢气热值为$1.4×10^{8}\ \mathrm{J/kg}$。氢气完全燃烧产生的热量是
$2.8×10^6$
J，氢气的利用效率是 75%
。(g取10 N/kg)答案
$13. 2.8×10^6 75% $解析:氢气完全燃烧产生的热量是 Q放$=mq=0.02 kg×1.4×10^8 J/kg=2.8×10^6 J;$骑行时受到的阻力为 f=0.05G=0.05mg=0.05×84 kg×10 N/kg=42 N,自行车匀速行驶,受到的牵引力与阻力平衡,所以 F=f=42 N,牵引力做的有用功为$ W=Fs=42 N×50 000 m=2.1×10^6 J,$氢气的利用效率是 η= W/Q放$ ×100%= 2.1×10^6 J / 2.8×10^6 J ×100%=75%$。
