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5. (★★)燃油汽车是生活中重要的交通工具。某型号燃油汽车,其热机每消耗10 kg汽油可以让汽车获得$1.61×10^{8}\ \mathrm{J}$的机械能。若汽油的热值取$4.6×10^{7}\ \mathrm{J/kg}$,则10 kg汽油完全燃烧产生的热量是 J,该热机的效率是。
答案
解：
10 kg汽油完全燃烧产生的热量：
$Q_{\mathrm{放}} = mq = 10\ \mathrm{kg} × 4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} = 4.6×10^8\ \mathrm{J}$
热机的效率为有用机械能与燃料完全燃烧放出总热量的比值：
$\eta = \frac{W}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% = \frac{1.61×10^8\ \mathrm{J}}{4.6×10^8\ \mathrm{J}} × 100\% = 35\%$
答案依次为：$\boldsymbol{4.6×10^8}$；$\boldsymbol{35\%}$。
10 kg汽油完全燃烧产生的热量：
$Q_{\mathrm{放}} = mq = 10\ \mathrm{kg} × 4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} = 4.6×10^8\ \mathrm{J}$
热机的效率为有用机械能与燃料完全燃烧放出总热量的比值：
$\eta = \frac{W}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% = \frac{1.61×10^8\ \mathrm{J}}{4.6×10^8\ \mathrm{J}} × 100\% = 35\%$
答案依次为：$\boldsymbol{4.6×10^8}$；$\boldsymbol{35\%}$。
6. (★★)如图14.3-2所示是某内燃机工作时的能量流向图,该内燃机的热机效率是
【 】
A.25%
B.35%
C.40%
D.75%
【 】
A.25%
B.35%
C.40%
D.75%
答案
B
解析
热机效率是热机工作时用来做有用功的能量，与燃料完全燃烧放出总能量的比值。由能量流向图可知，燃料完全燃烧放出的总能量为100%，其中机械自身消耗的能量占25%，废气带走的能量占40%，因此该内燃机的热机效率η=100%-25%-40%=35%。
1.(★★)在我国实施的西气东输工程中，西部地区的天然气被输送到东部地区。天然气与煤相比，突出的优点是
。
。
答案
解：天然气的热值比煤更大，相同质量的天然气和煤完全燃烧时，天然气可以放出更多的热量；天然气燃烧产生的粉尘、有害废渣等污染物远少于煤，对环境的污染更小，更加清洁环保。
2.(★★)氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点。氢气的热值为$1.4×10^8$ J/kg，完全燃烧0.5 kg的氢气可放出 J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值（填“大于”“等于”或“小于”）$1.4×10^8$ J/kg。
答案
$7×10^7$；等于
解析
解：
根据燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=mq$，可得完全燃烧0.5kg氢气放出的热量：
$Q_{放}=0.5\ \mathrm{kg} × 1.4× 10^8\ \mathrm{J/kg}=7× 10^7\ \mathrm{J}$
热值是燃料的固有特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，因此一罐氢气用去一半后，剩余氢气的热值等于$1.4× 10^8\ \mathrm{J/kg}$。
根据燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=mq$，可得完全燃烧0.5kg氢气放出的热量：
$Q_{放}=0.5\ \mathrm{kg} × 1.4× 10^8\ \mathrm{J/kg}=7× 10^7\ \mathrm{J}$
热值是燃料的固有特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，因此一罐氢气用去一半后，剩余氢气的热值等于$1.4× 10^8\ \mathrm{J/kg}$。
3. (★★)能量转化在人体内不断地发生。食物也是一种“燃料”，其营养成分在人体细胞中与氧结合，提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“2 360 kJ/100 g”字样，其含义与以下物理量的含义类似的是
【 】
A.比热容
B.热量
C.热值
D.温度
【 】
A.比热容
B.热量
C.热值
D.温度
答案
C
解析
“2360 kJ/100 g”的含义是质量为100g的该饼干完全氧化释放的能量为2360kJ，代表单位质量的食物完全反应可释放的总能量。热值的定义是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量，二者含义类似。比热容是描述物质吸放热能力的物理量，单位为J/(kg·℃)；热量是热传递过程中能量转移的过程量；温度是描述物体冷热程度的物理量，均与该标识含义不符。
4. (★★)为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值,小明采用如图14.3-3甲、乙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,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。
(2)实验后小明根据实验数据,利用公式$Q=cm\Delta t$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。他算出的酒精热值是否可靠? 。请说明理由: 。
(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。
(2)实验后小明根据实验数据,利用公式$Q=cm\Delta t$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。他算出的酒精热值是否可靠? 。请说明理由: 。
答案
解：
(1) ① 加热后水温/℃
② 10 g碎纸片
(2) 不可靠
酒精完全燃烧放出的热量有部分散失到空气中、被实验装置吸收，并没有全部被水吸收，水吸收的热量小于酒精实际完全燃烧放出的总热量，因此计算得到的酒精热值比真实值偏小，结果不可靠。
(1) ① 加热后水温/℃
② 10 g碎纸片
(2) 不可靠
酒精完全燃烧放出的热量有部分散失到空气中、被实验装置吸收，并没有全部被水吸收，水吸收的热量小于酒精实际完全燃烧放出的总热量，因此计算得到的酒精热值比真实值偏小，结果不可靠。
