1[中]DPSK原创
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2026年2月12日,我国太原卫星发射中心在广东阳江附近海域使用捷龙三号运载火箭成功将7颗卫星发射升空。火箭发动机的性能在很大程度上取决于所携带的燃料。下列关于燃料的热值与热机的效率的说法,正确的是 ()

A.1 kg无烟煤的热值比10 kg无烟煤的热值大
B.燃料的热值越大,完全燃烧放出的热量越多
C.一般情况下,柴油机比汽油机的效率高
D.燃料热值越大,热机的效率越高

C
【解析】热值是燃料的一种特性,与质量无关,故A错误;根据$Q_{放}=mq$知,燃料完全燃烧放出的热量跟热值和质量都有关系,热值大不一定放出的热量就多,故B错误;一般情况下,柴油机的压缩程度比汽油机大得多,柴油机要比汽油机的效率高,故C正确;热机的效率受多种因素影响,燃料热值越大,热机的效率不一定就越高,故D错误。

2[2026浙江金华调研,中]醇基燃料以其低污染、好提取、可循环利用等优点,成为一种新的燃料研究方向,但目前醇基燃料的热值仍待提高。满满一油箱热值为$4.6×10^7$ J的汽油和同体积的醇基燃料完全燃烧,释放的热量之比为$Q_{汽油}:Q_{醇基}=5:3$。已知该汽油与醇基燃料的密度之比为$5:6$,则醇基燃料的热值为()

A.$1.8×10^7$ J
B.$2.1×10^7$ J
C.$2.3×10^7$ J
D.$2.8×10^7$ J

C
【解析】由题知,汽油与醇基燃料完全燃烧的体积相同,密度之比为$\frac{\rho_{汽油}}{\rho_{醇基}}=\frac{5}{6}$,释放的热量之比为$\frac{Q_{汽油}}{Q_{醇基}}=\frac{5}{3}$,由$\rho=\frac{m}{V}$可得二者的质量之比为$\frac{m_{汽油}}{m_{醇基}}=\frac{\rho_{汽油}V}{\rho_{醇基}V}=\frac{5}{6}$,由$q=\frac{Q}{m}$可得二者的热值之比为$q_{汽油}:q_{醇基}=\frac{Q_{汽油}}{m_{汽油}}:\frac{Q_{醇基}}{m_{醇基}}=\frac{Q_{汽油}}{Q_{醇基}}×\frac{m_{醇基}}{m_{汽油}}=\frac{5}{3}×\frac{6}{5}=2:1$,故醇基燃料的热值为$q_{醇基}=\frac{q_{汽油}}{2}=\frac{4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}}{2}=2.3×10^7\ \mathrm{J/kg}$。故选C。

3[2026浙江丽水调研,中]如图所示是某品牌汽车汽油机的能量流向图,若某次行驶过程中完全燃烧了0.1 kg汽油,汽油的热值为$4.6× 10^7$ J,则下列说法正确的是 ()


A.该汽油机的效率为35%
B.行驶过程中该汽油机输出的有用功为$1.38× 10^5$ J
C.减少废气带走的热量可以提高热机效率
D.随着技术的进步,汽油机的效率能达到100%

C
【解析】由图知有用功占比为$\eta=1-33\%-30\%-7\%=30\%$,即汽油机的效率为30%,故A错误;汽油的热值为$4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}$,则完全燃烧0.1 kg汽油放出的热量为$Q_{放}=mq=0.1\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=4.6×10^6\ \mathrm{J}$,行驶过程中该汽油机输出的有用功为$W=Q_{放}×\eta=4.6×10^6\ \mathrm{J}×30\%=1.38×10^6\ \mathrm{J}$,故B错误;减少废气带走的热量,可以提高热机效率,故C正确;汽油机在使用过程中不可避免会发生摩擦等情况,因此效率不可能达到100%,故D错误。故选C。

4[2026 浙江温州期中,中]太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一,如图为某品牌太阳能热水器,每小时平均接收$4.2×10^6\ \mathrm{J}$的太阳能,在4 h的有效照射时间内,可将热水器中质量为200 kg、初温为20 ℃的水的温度升高到30 ℃,水的比热容$c=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\ \mathrm{kg}·\ \mathrm{℃})$,求:
(1)热水器中的水吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}}$。
(2)热水器的效率$\eta$。
(3)若改用燃烧煤气来加热这些水,效率为40%,则需要完全燃烧多少立方米煤气(煤气的热值$q=4.2×10^7\ \mathrm{J}/\mathrm{m}^3$)。

@刷素养……………………走向重高

4.【解】(1)热水器中的水吸收的热量:$Q_{吸}=cm(t-t_0)=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×200\ \mathrm{kg}×(30\ ℃-20\ ℃)=8.4×10^6\ \mathrm{J}$;(2)热水器4 h内接收到的太阳能:$E=4.2×10^6\ \mathrm{J/h}×4\ \mathrm{h}=1.68×10^7\ \mathrm{J}$,热水器的效率:$\eta=\frac{Q_{吸}}{E}×100\%=\frac{8.4×10^6\ \mathrm{J}}{1.68×10^7\ \mathrm{J}}×100\%=50\%$;(3)效率$\eta'=40\%$,由$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%$可得煤气完全燃烧放出的热量:$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta'}=\frac{8.4×10^6\ \mathrm{J}}{40\%}=2.1×10^7\ \mathrm{J}$,由$Q_{放}=Vq$可得完全燃烧煤气的体积:$V=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{2.1×10^7\ \mathrm{J}}{4.2×10^7\ \mathrm{J/m}^3}=0.5\ \mathrm{m}^3$。

5 核心素养探究实践 [2026 浙江嘉兴期中,中]取5.6 g酒精和5.6 g花生米,点燃后分别对80 g的水加热,直至完全燃烧(不计热损失)。数据记录在表中,可见质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量(填“相等”或“不相等”),所测的花生米的热值为J/kg。酒精和花生米中,的热值大。[$c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg·℃)$]

不相等 $1.8×10^6$ 酒精
【解析】质量相等的酒精和花生米充分燃烧,加热相同质量的水,水升高的温度不同,说明水吸收的热量不同,而水吸收的热量来自燃料完全燃烧放出的热量,所以质量相等的酒精和花生米充分燃烧所放出的热量不相等。花生米完全燃烧使水升高的温度为$\Delta t=52\ ℃-22\ ℃=30\ ℃$,水吸收的热量为$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×0.08\ \mathrm{kg}×30\ ℃=1.008×10^4\ \mathrm{J}$,因为不计热损失,花生米完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量,花生米的质量为5.6 g=0.005 6 kg,花生米的热值$q=\frac{Q_{放}}{m}=\frac{Q_{吸}}{m}=\frac{1.008×10^4\ \mathrm{J}}{0.005\ 6\ \mathrm{kg}}=1.8×10^6\ \mathrm{J/kg}$。质量相等的不同燃料完全燃烧,使相同质量的水升高的温度越高,说明燃料完全燃烧放出的热量越多,燃料热值越大。用酒精加热后水的温度升高得多,所以酒精的热值大。