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1. 我们把某种燃料
2. 燃料热值的定义式为
完全燃烧
释放的热量与所用燃料的质量
之比，叫做这种燃料的热值。热值用符号q
表示。在国际单位中，热值的单位是J/kg
。2. 燃料热值的定义式为
$q=\frac{Q}{m}$
。答案
1.完全燃烧 质量 q J/kg
2.$q=\frac{Q}{m}$
2.$q=\frac{Q}{m}$
3.热机运转中,做
有用功
与燃料完全燃烧所释放能量
的比值称为热机效率
。答案
3.有用功 能量 效率
4.为合理利用能源,人们一直在努力提高
热机效率
,其主要途径是减少热机工作中的各种能量损失
。答案
4.热机效率 能量损失
5.大量事实表明,能量既不会
消灭
,也不会创生
,它只会从一种形式转化
为其他形式,或者从一个物体转移
到其他物体,而能的总量保持不变
。这就是能量守恒定律。答案
5.消灭 创生 转化 转移 保持不变
6. 从能量守恒定律看,机械并不能创生
能量
,我们无法制造出既不消耗能量又能对外做功的装置。答案
6.能量
1.“可燃冰”是一种新型能源。相同质量的煤气和“可燃冰”相比，“可燃冰”完全燃烧放出的热量是煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 很大。以10倍的关系粗略计算，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J，这些热量可以使 kg的水从20 ℃加热至100 ℃。[$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃}), q_{煤气}=4.2×10^7\ \mathrm{J/kg}$]
【分析】相同质量的煤气和“可燃冰”相比，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，由$q=\frac{Q}{m}$可知，“可燃冰”的热值很大。“可燃冰”的热值是煤气热值的10倍，“可燃冰”的热值$q_{可燃冰}=10×4.2×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.2×10^8\ \mathrm{J/kg}$，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量$Q_{放}=mq_{可燃冰}=1\ \mathrm{kg}×4.2×10^8\ \mathrm{J/kg}=4.2×10^8\ \mathrm{J}$，水的质量$m'=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t}=\frac{Q_{放}}{c_{水}\Delta t}=\frac{4.2×10^8\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃})×(100\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃})}=1250\ \mathrm{kg}$。
【分析】相同质量的煤气和“可燃冰”相比，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，由$q=\frac{Q}{m}$可知，“可燃冰”的热值很大。“可燃冰”的热值是煤气热值的10倍，“可燃冰”的热值$q_{可燃冰}=10×4.2×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.2×10^8\ \mathrm{J/kg}$，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量$Q_{放}=mq_{可燃冰}=1\ \mathrm{kg}×4.2×10^8\ \mathrm{J/kg}=4.2×10^8\ \mathrm{J}$，水的质量$m'=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t}=\frac{Q_{放}}{c_{水}\Delta t}=\frac{4.2×10^8\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃})×(100\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃})}=1250\ \mathrm{kg}$。
答案
解：
相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量越多，对应燃料的热值越大，因此“可燃冰”的热值很大。
1kg煤气完全燃烧放出的热量：
$Q_{\mathrm{放煤气}} = m q_{\mathrm{煤气}} = 1\ \mathrm{kg} × 4.2× 10^7\ \mathrm{J/kg} = 4.2× 10^7\ \mathrm{J}$
由题意得1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}} = 10 Q_{\mathrm{放煤气}} = 10 × 4.2× 10^7\ \mathrm{J} = 4.2× 10^8\ \mathrm{J}$
不计热量损失，水吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}} = Q_{\mathrm{放}}$，由$Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}} m' (t-t_0)$可得水的质量：
$m' = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{c_{\mathrm{水}}(t-t_0)} = \frac{4.2× 10^8\ \mathrm{J}}{4.2× 10^3\ \mathrm{J/(kg· °C)} × (100°\mathrm{C} - 20°\mathrm{C})} = 1250\ \mathrm{kg}$
答案依次为：热值；$4.2×10^8$；1250。
相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量越多，对应燃料的热值越大，因此“可燃冰”的热值很大。
1kg煤气完全燃烧放出的热量：
$Q_{\mathrm{放煤气}} = m q_{\mathrm{煤气}} = 1\ \mathrm{kg} × 4.2× 10^7\ \mathrm{J/kg} = 4.2× 10^7\ \mathrm{J}$
由题意得1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：
$Q_{\mathrm{放}} = 10 Q_{\mathrm{放煤气}} = 10 × 4.2× 10^7\ \mathrm{J} = 4.2× 10^8\ \mathrm{J}$
不计热量损失，水吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}} = Q_{\mathrm{放}}$，由$Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}} m' (t-t_0)$可得水的质量：
$m' = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{c_{\mathrm{水}}(t-t_0)} = \frac{4.2× 10^8\ \mathrm{J}}{4.2× 10^3\ \mathrm{J/(kg· °C)} × (100°\mathrm{C} - 20°\mathrm{C})} = 1250\ \mathrm{kg}$
答案依次为：热值；$4.2×10^8$；1250。
2. 如图11D-1所示是某辆汽车汽油机的能量流向图。由图可知,该汽油机的热机效率为。汽油机工作消耗0.5 kg的汽油可以输出J的有用功。若汽油燃烧不充分,汽油的热值将(选填“变大”“变小”或“不变”)。根据汽油机的能量流向图,提出一条提高该汽油机效率的措施:。($q_{汽油}=4.6×10^7 J/kg$)
图11D-1
【分析】由图可知,汽油机的效率$\eta=100\%-33\%-30\%-7\%=30\%$;0.5 kg汽油完全燃烧放出的热量$Q=q_{汽油}m=4.6×10^7 J/kg×0.5 kg=2.3×10^7 J$,该汽油机消耗0.5 kg汽油可输出有用功$W_{有}=\eta Q=30\%×2.3×10^7 J=6.9×10^6 J$。热值是燃料的属性,与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃料是否完全燃烧无关,所以当汽油燃烧不充分时,汽油的热值仍然不变。由图可知,机械各部分之间的摩擦损失部分能量,可以对此提出提高该汽油机效率的措施:加润滑油,减小摩擦。
图11D-1
【分析】由图可知,汽油机的效率$\eta=100\%-33\%-30\%-7\%=30\%$;0.5 kg汽油完全燃烧放出的热量$Q=q_{汽油}m=4.6×10^7 J/kg×0.5 kg=2.3×10^7 J$,该汽油机消耗0.5 kg汽油可输出有用功$W_{有}=\eta Q=30\%×2.3×10^7 J=6.9×10^6 J$。热值是燃料的属性,与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃料是否完全燃烧无关,所以当汽油燃烧不充分时,汽油的热值仍然不变。由图可知,机械各部分之间的摩擦损失部分能量,可以对此提出提高该汽油机效率的措施:加润滑油,减小摩擦。
答案
解：
该汽油机的热机效率：
$\eta = 100\% - 33\% - 30\% - 7\% = 30\%$
0.5kg汽油完全燃烧放出的总热量：
$Q_{放} = mq_{汽油} = 0.5\ \mathrm{kg} × 4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} = 2.3×10^7\ \mathrm{J}$
输出的有用功：
$W_{有} = \eta Q_{放} = 30\% × 2.3×10^7\ \mathrm{J} = 6.9×10^6\ \mathrm{J}$
热值是燃料的固有属性，只与燃料种类有关，与燃烧是否充分无关，因此汽油燃烧不充分时，汽油的热值不变。
提高该汽油机效率的措施：加润滑油，减小机械摩擦（合理即可）。
答案依次为：$\boldsymbol{30\%}$；$\boldsymbol{6.9×10^6}$；$\boldsymbol{不变}$；加润滑油减小机械摩擦（合理即可）。
该汽油机的热机效率：
$\eta = 100\% - 33\% - 30\% - 7\% = 30\%$
0.5kg汽油完全燃烧放出的总热量：
$Q_{放} = mq_{汽油} = 0.5\ \mathrm{kg} × 4.6×10^7\ \mathrm{J/kg} = 2.3×10^7\ \mathrm{J}$
输出的有用功：
$W_{有} = \eta Q_{放} = 30\% × 2.3×10^7\ \mathrm{J} = 6.9×10^6\ \mathrm{J}$
热值是燃料的固有属性，只与燃料种类有关，与燃烧是否充分无关，因此汽油燃烧不充分时，汽油的热值不变。
提高该汽油机效率的措施：加润滑油，减小机械摩擦（合理即可）。
答案依次为：$\boldsymbol{30\%}$；$\boldsymbol{6.9×10^6}$；$\boldsymbol{不变}$；加润滑油减小机械摩擦（合理即可）。
