14.1 热机
一、单选题
1.(2022秋·重庆忠县·九年级统考期末)下列说法中,正确的是( )
A.尘土飞扬属于分子在运动
B.柴油机的压缩冲程,活塞对气体做功,机械能转化成内能
C.汽车发动机用水做冷却剂,主要是因为水的蒸发吸热从而实现降温
D.0℃以下的物体不具有内能
2.(2022秋·重庆南岸·九年级统考期末)关于热量、温度、内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的冰水混合物的内能为零 B.汽油机压缩冲程燃气的内能增加
C.物体温度升高一定是吸收了热量 D.物体吸收了热量,温度一定升高
3.(2022秋·重庆万州·九年级期末)下列与热有关的现象,解释正确的是( )
A.冰箱内食物的温度为0℃时,其内能为0J
B.马路上尘土飞扬,说明分子在不停地做无规则运动
C.内燃机的做功冲程是将机械能转化为内能
D.内燃机用水做冷却液利用了水比热容大的特性
4.(2022秋·重庆璧山·九年级期末)暑假期间,小雨家驾驶汽车去海边游玩。下列说法正确的是 ( )
A.汽车前进的动力,由内燃机的压缩冲程提供
B.在海边闻到浓浓的海腥味,这是扩散现象
C.海滩的沙子热得烫脚,是通过做功的方式增加沙子的内能
D.海滩的沙子热得烫脚而海水却很清凉,是因为海水的比热容小
5.(2022秋·重庆长寿·九年级统考期末)关于如图所示的热现象,说法正确的是( )
A.图甲中炙热的铁水具有内能,冰冷的冰块没有内能
B.图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能
C.图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能
D.图丁中能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
6.(2022秋·重庆合川·九年级统考期末)下列说法正确的是( )
A.打扫卫生时房间内尘土飞扬,这种现象说明分子在不停地做无规则运动
B.一块0的冰熔化成0的水后,温度不变,内能不变
C.热量一定从内能大的物体向内能小的物体传递
D.内燃机的压缩冲程,主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能
7.(2022秋·重庆永川·九年级统考期末)如图表示的是四冲程汽油机工作循环中的
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
8.(2022秋·重庆涪陵·九年级期末)为了保护环境,很多城市都已禁放烟花爆竹,“礼花筒”便成为一些喜庆场合烘托气氛的必备用品。如图所示,“礼花筒”利用的是筒内的高压空气膨胀,将彩带喷向空中。则对该过程的分析正确的是( )
A.高压气体膨胀对外做功,其内能增加
B.高压气体通过热传递方式改变其内能
C.该过程能量转化方式与汽油机做功冲程相同
D.高压空气膨胀对外做功过程中,其分子热运动加剧
9.(2022·重庆江津·九年级统考期末)关于如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.图中,分子热运动与内能有关,内能越大,分子热运动越剧烈
B.图中,试管内的水沸腾后,水蒸气将软木塞推出,水蒸气的内能增加
C.图中,压紧的两铅块,下面悬挂钩码而不分开,说明分子间存在引力
D.图中,按压活塞对空气做功,硝化棉燃烧,与汽油机做功冲程的能量转化相同
10.(2022秋·重庆渝中·九年级期末)下列关于热现象的说法正确的是( )
A.冰水混合物吸热时,温度不变,内能增大 B.温度高的物体含有的热量多
C.内燃机的做功冲程将机械能转化为内能 D.液体的沸点随液面上方气压的增大而降低
二、填空题
11.(2022秋·重庆大渡口·九年级期末)2018年12月8日凌晨2时23分,中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空,成功将“嫦娥四号”探测器送上太空。“嫦娥四号”经过26天的飞行,软着陆至月球背面南极——艾特肯盆地,从而完成“人类探测器首次实现月球背面软着陆”的壮举。中国长征三号乙运载火箭升空时是通过燃料燃烧时释放的 转化为火箭的机械能。月球表面昼夜温差可达300℃,除了月球没有空气不能起保温作用外,还与月壤的 比较小有关系。
12.(2022秋·重庆万州·九年级期末)如图所示是汽油机一个工作循环的四个冲程,图 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)是将机械能转化为内能的冲程。做功冲程中汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动,汽缸内气体的内能 (选填“增加”或“减小)。
13.(2022秋·重庆璧山·九年级期末)四冲程汽油机通过 冲程获得动力,若飞轮转速为2400r/min,则此汽油机每秒对外做功 次。
14.(2022秋·重庆武隆·九年级期末)某汽油机的活塞每秒做功30次共3000J,则该汽油机飞轮的转速为 r/min,功率为 W。
15.(2022秋·重庆荣昌·九年级期末)小明发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起转动起来,这一现象与热机工作循环中的 冲程原理相同。他将一瓶净含量为0.35kg的纯净水,放入冰箱冷藏后,温度降低了20℃,则瓶中水放出的热量为 J。[水的比热容]
16.(2022·重庆江津·九年级期末)李白在《望庐山瀑布》中写道:“日照香炉生紫烟”,这是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式来改变“香炉”的内能。一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速为3600r/min,则在1s内该汽油机对外做功 次。
17.(2022秋·重庆垫江·九年级期末)如图是汽油机工作过程中的 冲程。一单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3600r/min,则该汽油机每秒内对外做功 次。
18.(2022秋·重庆永川·九年级期末)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒底部放一小团硝化棉,快速压下活塞。可观察到硝化棉 的现象。此快速压下活塞过程能量转化情况与汽油机的 冲程是相同的。
19.(2022秋·重庆江北·期末)在热机的四个冲程中,把机械能转化为内能的是 冲程.汽油机工作时要产生大量的热,通常采用水循环将热带走,这是利用水 的特性.
三、计算题
20.(2022秋·重庆沙坪坝·九年级期末)如图,我国是世界上第一个对可燃冰实现安全可控开采的国家;假设可燃冰分解后,可释放出的天然气。【已知,,在一个标准大气压下。】求:
(1)可燃冰释放出的天然气完全燃烧,放出的热量是多少?
(2)若上述热量全部被水吸收,可将温度为35℃、质量为的水加热到多少℃?
参考答案:
1.B
【详解】A.分子非常小,人的肉眼是看到的,尘土能看见,所以尘土飞扬不属于分子运动,属于机械运动,故A错误;
B.柴油机在压缩冲程中,活塞对气缸中的气体做功,将活塞的机械能转化为气体的内能,使气缸中的气体内能增加,温度升高,是用做功的方法增加了气缸内气体的内能,故B正确;
C.水与其它物质相比,由于水的比热容大,在质量相同、升高的温度相同时,水吸收的热量多,使发动机的温度不致升得太高,所以汽车发动机用水做冷却剂,故C错误;
D.一切物体都有内能,故温度低于0℃的物体也具有内能,故D错误。
故选B。
2.B
【详解】A.任何物体都有内能,0℃的冰水混合物内能不为零,故A错误;
B.汽油机压缩冲程,活塞压缩燃气对燃气做功,机械能转化为内能,汽缸内燃气的内能增加,故B正确;
C.物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界物体对它做了功,故C错误;
D.物体吸收了热量,内能一定增大,温度不一定升高,如冰熔化,内能增加,温度不变,故D错误。
故选B。
3.D
【详解】A.任何温度的物体都有内能,内能不可能为零,故A错误;
B.尘土看得见,属细小颗粒物,尘土飞扬是机械运动,故B错误;
C.内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能,故C错误;
D.内燃机用水做冷却液利用了水比热容大的特性,与其他液体相比,相同情况下,吸收的热量更多,故D正确。
故选D。
4.B
【详解】A.在内燃机的四个冲程中,做功冲程高温高压的燃气对活塞做功,将内能转化为机械能,使汽车前进,故A错误;
B.在海边闻到浓浓的海腥味,是分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象,故B正确;
C.海滩上的沙子温度升高热得烫脚,是吸收了太阳光的内能,属热量的传递,故沙子内能增加是通过热传递的方式改变的,故C错误;
D.因为沙子的比热容小,海水的比热容大,吸收相同热量,相同质量的沙子比海水温度上升高快,所以小明在烈日当空的海边玩耍,感到沙子烫脚,海水却凉凉的,故D错误。
故选B。
5.C
【详解】A.任何物体在任何情况下都具有内能,冰冷的冰块也有内能,故A错误;
B.搓手取暖是机械能转化为内能,故B错误;
C.湿毛巾冷敷降温,人体放出热量,是通过热传递的方式减小人体的内能,故C正确;
D.汽油机做功冲程是内能转化为机械能,图丁中能量转化是机械能转化为内能,两者能量转化不相同,故D错误。
故选C。
6.D
【详解】A.打扫卫生时房间内尘土飞扬,是固体颗粒的机械运动,不能说明分子在不停地做无规则运动,故A错误;
B.一块0℃的冰熔化成0℃的水后,吸收热量,温度不变,内能增加,故B错误;
C.发生热传递时,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,内能的大小跟质量、温度、状态有关,内能大的物体温度不一定高,故C错误;
D.内燃机的压缩冲程,活塞压缩汽缸内物质做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能,故D正确。
故选D。
7.A
【详解】由图知道,此时进气门是打开的,排气门关闭,活塞在向下运动,所以是吸气冲程,故A符合题意.
8.C
【详解】A.礼花筒内的高压空气膨胀对外做功,其自身的内能是减小的,故A错误;
B.礼花筒内的高压空气膨胀对外做功,其自身的内能减小,内能转化为机械能,是做功改变内能,故B错误;
C.汽油机在做功冲程将内能转化为机械能,与礼花筒内的高压空气膨胀对外做功的能量转化形式相同,故C正确;
D.由于礼花筒内的高压空气膨胀对外做功,其自身的内能减小、温度降低,所以,分子热运动变慢,故D错误。
故选C。
9.C
【详解】A.红墨水在热水中扩散的比冷水中快,说明分子热运动与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈,故A错误;
B.当加热试管到一定程度时,水蒸气的内能足够大会将塞子冲出,将水蒸气的内能转化为塞子的机械能,水蒸气的内能减小,故B错误;
C.两个表面光滑的铅块相互压紧后,可以使它们结合在一起,即便在下端悬挂一定质量的重物也不分开,说明分子之间存在相互作用的引力,故C正确;
D.当活塞迅速压下去时,活塞对气体做功,使气体的内能增大,温度升高,达到棉花的着火点,因此棉花燃烧起来,此过程将机械能转化为内能,与汽油机的压缩冲程类似,在压缩冲程中机械能转化为内能,而做功冲程是将内能转化为机械能,故D错误。
故选C。
10.A
【详解】A.冰为晶体,熔化的过程中吸热,但温度保持不变,所以冰水混合物吸热时处于熔化过程中,温度不变,内能增大,故A正确;
B.热量是过程量,不能用含有来描述,故B错误;
C.内燃机的做功冲程是利用燃料燃烧产生的高温高压的气体推动活塞做功,将内能转化为机械能,故C错误;
D.液体的沸点与液面上方的气压有关,气压越高,沸点越高,即液体的沸点随液面上方气压的增大而增高,故D错误。
故选A。
11. 内能 比热容
【详解】[1]中国长征三号乙运载火箭升空时,燃料燃烧释放热量,将内能转化为火箭运动的机械能。
[2]水的比热容比砂石大的多,相同条件下,砂石和水吸收或放出相同热量时,砂石升高或降低的温度要比水大的多,月球表面没有水,覆盖着一层碎石粒和浮土,所以月球上昼夜温差很大。
12. A 减小
【详解】[1]汽油机的四个冲程中,只有压缩冲程是将机械能转化为内能的。
A.图中气门都关闭,活塞向上运行,汽缸容积减小,是压缩冲程,故A符合题意;
B.图中排气门打开,活塞向上运行,汽缸容积减小,是排气冲程,故B不符合题意;
C.图中气门都关闭,火花塞喷出电火花,活塞向下运行,汽缸容积增大,是做功冲程,故C不符合题意;
D.图中进气门打开,活塞向下运动,汽缸容积增大,是吸气冲程,故D不符合题意。
故选D。
[2]做功冲程中汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动,燃气的内能转化为活塞的机械能,汽缸内气体的内能减小。
13. 做功 20
【详解】[1]四冲程汽油机只有做功冲程获得动力,其余冲程是依靠飞轮的惯性完成的。
[2]汽油机的转速为2400r/min,说明1s内汽油机的飞轮转动40圈,因一个工作循环中,飞轮转动两周,对外做功一次,所以该汽油机每秒对外做功20次。
14. 3600 3000
【详解】[1]热机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周,某汽油机的活塞每秒做功30次,飞轮转动
30×2r=60r
飞轮1min转动
60r×60=3600r
[2]汽油机的功率
15. 做功 2.94×104
【详解】[1]正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起转动起来,该过程中蒸气的内能转化为高压锅限压阀的机械能,热机工作循环中的做功冲程将内能转化为机械能,两者原理相同。
[2]净含量为0.35kg的纯净水,放入冰箱冷藏后,温度降低了20℃,瓶中水放出的热量
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.35kg×20℃=2.94×104J
16. 热传递 30
【详解】[1]“日照香炉生紫烟”的意思是香炉峰在阳光的照射下生起紫色烟霞,香炉峰在阳光的照射下吸收热量,这是通过热传递的方式来改变“香炉”的内能。
[2]一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速为
3600r/min=60r/s
即1s内飞轮转动60圈,由汽油机一个工作循环飞轮转2圈,4个冲程,做功1次可知,在1s内该汽油机对外做功30次。
17. 做功 30
【详解】[1]图中进气门和排气门关闭,活塞向下运动,火花塞产生电火花,故此冲程为汽油机的做功冲程。
[2]汽油机的一个工作循环中,经历四个冲程,飞轮转动两周,对外做功一次,因为该汽油机飞轮的转速是3600r/min=60r/s,所以飞轮每秒转动60周,则汽油机每秒钟对外做功30次。
18. 燃烧 压缩
【详解】[1]在一个配有活塞的厚玻璃筒底部放一小团硝化棉,快速压下活塞,压缩筒内空气做功,使空气的内能增加,温度升高,达到硝化棉的着火点,于是硝化棉燃烧起来。
[2]快速压下活塞,对空气做功,活塞的机械能转化为空气的内能,与内燃机的压缩冲程是相同的。
19. 压缩 比热容大
【详解】(1)在热机的四个冲程中,把机械能转化为内能的是压缩冲程;(2)汽车的散热器可用水做冷却剂,是因为水的比热容比较大,在升高相同的温度时可以吸收更多的热量,降低发动机的温度.
点睛:(1)在热机的四个冲程中,压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能,排气和吸气冲程没有能的转化;(2)对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多.
20.(1)7.14×109J;(2)85℃
【详解】解:(1)由题知,1m3可燃冰分解后,可释放出200m3天然气,这些天然气完全燃烧产生热量
Q放=Vq天然气=200m3×3.57×107J/m3=7.14×109J
(2)由题知,水吸收的热量
Q吸=Q放=7.14×109J
由Q吸=cm(t-t0)可得将温度为35℃、质量为 3.4×104kg 的水加热到
答:(1)1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧,放出的热量约是7.14×109J;
(2)若上述热量全部被水吸收,可将3.4×104kg的水从35℃加热到85℃。14.2 热机的效率
一、单选题
1.(2022秋·重庆巫溪·九年级统考期末)内燃机是最常见的一种热机,关于内燃机下列说法中错误的是( )
A.飞机、汽车的动力机械就是内燃机
B.燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能
C.做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
D.柴油的热值比汽油低,所以柴油机的效率比汽油机低
2.(2022秋·重庆巴南·九年级统考期末)汽油机、柴油机是最常见的热机,关于这两种热机,下列说法中错误的是( )
A.燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能
B.做功冲程将燃气的内能转化为飞轮的机械能
C.压缩冲程将飞轮的机械能转化为汽缸里气体的内能
D.汽油的热值比柴油高,所以汽油机的效率可以达到100%
二、多选题
3.(2022秋·重庆梁平·九年级统考期末)如图所示,用同样的装置进行“比较不同物质的吸热本领”和“比较不同燃料的热值”的实验,则以下说法中正确的是( )
A.这两个实验都要控制被加热的物质的种类一样
B.这两个实验都要控制被加热的物质的质量一样
C.前一实验中,加热相同时间后,比热容大的物质吸收热量一定多
D.后一实验中,加热相同时间后,若温度计示数升高的越多,则该燃料的热值一定越大
三、填空题
4.(2022秋·重庆潼南·九年级统考期末)某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫这种燃料的 。燃料燃烧是化学能转化为 。
5.(2022秋·重庆南岸·九年级统考期末)2020年6月23日,我国用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星。长征系列火箭使用液态氢作燃料,主要是由于该燃料 大,而许多地方建设了湿地公园,主要是由于水的 大,从而能较好地改善了生态环境。
6.(2022秋·重庆长寿·九年级统考期末)小明用燃气灶烧水时,水需要吸收热量1.68105J,加热过程中完全燃烧了0.01m3天然气,已知天然气的热值为4.0107J/m3,则天然气完全燃烧放出的热量是 J,此次燃气灶烧水的效率为 %。
7.(2022秋·重庆合川·九年级统考期末)某太阳能热水器的水箱内装有30kg的水,太阳光照射一段时间后,水温从20℃升高到80℃,水吸收的热量是 J,水吸收的这些热量相当于完全燃烧 kg的焦炭(水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),焦炭的热值是3.0×107J/kg)
8.(2022秋·重庆开州·九年级统考期末)为了使材料硬度增大,部分金属工件需要进行淬火处理,即将工件升温到较高温度保持一段时间后再快速冷却。某工厂用天然气处理炉对质量为40kg的钢工件进行淬火处理,耗用0.25m3天然气将工件从20℃加热到550℃,然后投入淬火池的水中迅速冷却,淬火池中的水温度为20℃,质量为460kg,已知天然气热值q=4.0×107J/m3,钢的比热容c钢=0.46×103J/(kg ℃),水的比热容c水=4.2×103J/(kg ℃),所耗用的天然气完全燃烧放出的热量 J,钢工件与水开始达到热平衡的温度为 ℃。(不计热量损失)
9.(2022秋·重庆永川·九年级统考期末)小明使用家用天然气热水器将50L初温为10℃的自来水加热到40℃洗衣,这些水吸收热量为 J,若观察到加热前天然气表的示数是2021.8117m3,加热后天然气表的示数如图所示,则该热水器的热效率为 %。(取q天然气=3.5×107J/m3)
10.(2022秋·重庆巴南·九年级统考期末)某学校用焦炭作为燃料烧开水,供全校师生饮用。现完全燃烧了4.2kg的焦炭,放出的热量是 J;假设这些热量只有25%能被水吸收,则能将 kg的水从25℃加热到100℃。[水的比热容为,焦炭的热值为3×107J/kg]
11.(2022秋·重庆南岸·九年级统考期末)在1标准大气压下,完全燃烧2.1kg的干木柴所放出的热量为 J,这些热量全部吸收备水吸收,可以让初温为30℃、质量为50kg的水温会上升 ℃。[干木柴的热值为1.2×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
12.(2022秋·重庆忠县·九年级统考期末)完全燃烧100g酒精所放出的热量为 J,若其放出的热量有70%被水吸收,能使 kg的水从20℃升高到25℃。(q=3×107J/kg)
13.(2022秋·重庆九龙坡·九年级统考期末)如图是四冲程汽油机的工作过程中 冲程;若该汽油机功率为8kW,工作1小时使用的乙醇汽油燃烧产生的热量是7.2107J,则汽油机工作的效率为 。
四、实验题
14.(2022秋·重庆梁平·九年级统考期末)小文同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。
加热时间t/min 0 1 2 3 4 5 6
甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31
他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1min记录了杯中水的温度。
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先固定 的位置,再调整固定的 位置(选填“A”或“B”);
(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有:加热时间和水的初温、水的 ;
(3)通过表中记录的数据,你认为加热相同时间甲装置吸收热量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)乙装置吸收的热量:理由是 ;
(4)小文同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及酒精灯中燃料的质量。并由记录的数据,利用公式Q吸=cmΔt计算出了水吸收的热量。他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗? 。理由是 。
15.(2022秋·重庆合川·九年级统考期末)小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热容已知。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验,记录结果如表:
燃料 加热前的水温/ 燃料燃尽后的水温/
煤油 25 44
油菜籽 25 34
(1)取质量 选排“相等”或“不相等”)的煤油和菜籽油做燃料,制成煤油灯和菜籽油灯。安装实验器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序安装。为了保证实验结论的可靠,小明同学应该选择两套完全相同的装置,在实验中还应控制水的质量和 相同;
(2)小明知道水的比热容,还想利用上图实验方案粗略计算出煤油和菜籽油的热值,那么小明还要补充的测量工具是 ,利用此实验方法计算出的热值将比真实值 (选填“偏大”或“偏小”);
(3)分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 。
16.(2022秋·重庆九龙坡·九年级统考期末)如图甲、乙、丙三图中的装置完全相同,烧杯内的液体质量相同。
(1)比较不同物质吸热情况时:
①小华应选择图甲和图 进行实验,物质吸收热量的多少通过 (选填“温度计上升示数”或“加热时间”)来反映的;
加热时间/min 0 1 2 3 4
液体a的温度/℃ 30 34 38 42 46
液体b的温度/℃ 10 18 26 34 42
②通过实验,记录数据如表格所示,分析实验数据可知:吸收相等热量,升温较慢的是 (选填“液体a”或“液体b”);
(2)比较不同燃料的热值实验中,应控制燃料燃烧的 (选填“时间”或“质量”)相同;若实验过程中,图甲中燃料还未燃尽时,烧杯内液体a就沸腾了,此时小华立即在甲烧杯中添加了少量液体。继续实验直到燃料燃尽(烧杯内液体都未沸腾)这样的操作 (选填“可行”或“不可行”),理由 。
五、计算题
17.(2022秋·重庆巫溪·九年级统考期末)天然气是一种洁净环保的优质能源,目前已被更广泛地使用。
(1)若某家庭一个月使用了14m3的天然气,这些天然气完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若天然气炉具的效率是30%,则这些热量能让多少质量的水温度从25℃升高到100℃?()
18.(2022秋·重庆江津·九年级统考期末)冬天,不少居民在家使用地暖装置,某品牌地暖以水作为传热介质,若某房间每小时需要热量4.2×107J,每小时该地暖系统需要完全燃烧1.5m3的煤气。求:
(1)4.2×107J热量可使1000kg的水升高多少℃?
(2)地暖系统的效率η。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q煤气=4×107J/m3]
19.(2022秋·重庆潼南·九年级统考期末)石油勘探队发现潼南天然气地下贮量达3000亿方,同时发现地下还贮藏有一定量的石油。潼南石油丰富,目前正在开采中。[,]求:
(1)100g石油完全燃烧放出的热量;
(2)若100g石油完全燃烧放出的热量42%被水吸收,可以使20kg温度是10oC的水温度升高多少oC
20.(2022秋·重庆九龙坡·九年级统考期末)垃圾分类能够减小环境污染、节省土地资源、促进再生资源的利用,美丽重庆正在开展垃圾分类工作。如果每千克生活垃圾经特殊处理后平均能产生0.06m3的垃圾气体,已知该气体的热值为8.4107J/m3。已知c水=4.2×103J/(kg·℃),求:
(1)这0.6m3的垃圾气体完全燃烧后产生的热量是多少?
(2)若将这些热量全部用来烧水,可使多少kg的水从20℃升高到100℃?
21.(2022秋·重庆合川·九年级统考期末)用燃气灶烧水,燃烧0.4kg的煤气,使50kg的水从20℃升高到70℃,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·°C),煤气的热值为4.2×107J/kg。求:
(1)0.4kg煤气完全燃烧放出的热量。
(2)水吸收的热量。
(3)燃气灶烧水的效率。
22.(2022秋·重庆綦江·九年级统考期末)完全燃烧280g酒精所放出的热量有55%被体积为20L的水吸收。求:
(1)水吸收的热量是多少?[q酒精=3.0×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)若水的初始温度是15℃,则吸收了这些热量后,温度将升高到多少?
参考答案:
1.D
【详解】A.螺旋桨飞机、汽车的动力机械都是通过内燃机完成的,故A正确,不符合题意;
B.燃料燃烧时发生化学变化将化学能转化为燃气的内能,故B正确,不符合题意;
C.在做功冲程中将燃气的内能通过对外做功转化为飞轮的机械能,故C正确,不符合题意;
D.柴油机的效率比汽油机的效率高,是因为柴油机在吸气冲程中吸入的是空气,在压缩冲程中压缩程度大,做有用功的能量和燃料完全燃烧放出热量的比值大,与热值大小无关,故D错误,符合题意。
故选D。
2.D
【详解】A.汽油、柴油在汽缸内燃烧,燃烧时将汽油、柴油的化学能转化为燃气的内能,故A正确,不符合题意;
B.在做功冲程中,汽缸内的燃气对活塞做功,将燃气的内能转化为飞轮的机械能,故B正确,不符合题意;
C.在压缩冲程中,汽缸向上运动,压缩汽缸内的气体,将活塞的机械能转化为燃气的内能,故C正确,不符合题意;
D.热机工作时、要克服摩擦做功,废气带走一部分热量,还有一部分热量散失在周围环境中,所以热机的效率总小于100%,故D错误,符合题意;
故选D。
3.B
【详解】A.比较不同物质的吸热本领时,需要改变物质的种类,比较不同燃料的热值时,需要加热相同种类的物体,故A错误;
B.前一实验中,需要改变物质的种类,但质量保持不变,加热相同时间,通过比较温度的变化,比较物质的吸热本领;后一实验中,需要加热相同种类同质量的物体,通过比较温度的变化,比较不同燃料的热值,故B正确;
C.前一实验中,则需要燃烧相同的燃料(研究对象),加热相同的时间, 使物质吸收相同的热量,故C错误;
D.后一实验中,加热相同时间后,同种物质,质量相同,若越大,说明吸收的热量多,但是不知道燃料燃烧的质量多少,不能确定该燃料的热值大小,故D错误。
故选B。
4. 热值 内能
【详解】[1]某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性,与燃料的质量、燃烧情况无关。
[2]燃料燃烧是通过化学反应把化学能转化为内能的过程。
5. 热值 比热容/比热
【详解】[1]用液态氢作火箭的燃料是因为它的热值大,与其它燃料相比较,燃烧的质量相同时,放出的热量更多。
[2]湿地公园能较好改善生态环境,是因为水的比热容较大,与其它物质相比,吸收或放出相同热量时,水的温度变化不大。
6. 4.0×105 42
【详解】[1]天然气完全燃烧放出的热量是
Q放=Vq=0.01m3×4.0107J/m3=4.0105J
[2]此次燃气灶烧水的效率为
7. 7.56×106 0.252
【详解】[1]水吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×30kg×(80℃-20℃)=7.56×106J
[2]焦炭完全燃烧需放出的热量
Q放=Q吸=7.56×106J
需要焦炭的质量
8. 1×107 25
【详解】[1]天然气完全燃烧放出的热量
Q放=Vq=0.25m3×4×107J/m3=1×107J
[2]设钢工件与水开始达到热平衡的温度为t,根据题意可知,工件放出的热量等于水吸收的热量
即
0.46×103J/(kg ℃)×40kg×(550℃﹣t)=4.2×103J/(kg ℃)×460kg×(t﹣20℃)
解得:t=25℃。
9. 6.3×106 90
【详解】[1]50L水的质量为
这些水吸收热量为
[2]加热后天然气表的示数如图所示为2022.0117m3,则加热消耗的天然气为
天然气完全燃烧放出的热量为
该热水器的热效率为
10.
【详解】[1]完全燃烧4.2kg的焦炭,放出的热量为
[2]水吸收的热量为
水的质量为
11. 2.52×107 70
【详解】[1]完全燃烧2.1kg的干木柴所放出的热量
Q放=qm木柴=1.2×107J/kg×2.1kg=2.52×107J
[2]水吸收了燃烧干木柴放出的热量,上升的温度
而水在1标准大气压时,100摄氏度便沸腾了,所以升高的温度为
t1=t-t0=100℃-30℃=70℃
12. 3×106 100
【详解】[1]酒精完全燃烧放出的热量
[2]水吸收得热量
水的质量
13. 压缩 40%
【详解】[1]汽油机的工作过程有四个,吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,从图中可以看到,进气门、排气门都关闭,活塞向上运动,这是压缩冲程。
[2]若该汽油机功率为8kW=8000W,工作1小时,做的功为
做的功为;这1小时使用的乙醇汽油燃烧产生的热量是7.2107J,则汽油机工作的效率为
汽油机工作的效率为40%。
14. B A 质量 大于 甲杯中水温升高的多 不可靠 燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失
【详解】(1)[1][2]为了利用加热装置的外焰给烧杯充分加热,安装器材时需要先固定下面B的位置,然后再调整A的位置,并且不要碰到烧杯壁和烧杯底。
(2)[3]为了保证实验的可靠性,根据控制变量法可知,需要控制酒精灯的加热时间和水的初温、水的质量相同。
(3)[4][5]分析表格数据可知,甲乙水杯初温相同,最终甲杯水温38℃,乙杯水温31℃,甲杯水的温度升高的多,所以加热相同时间,甲装置吸收热量大于乙装置吸收热量。
(4)[6][7]因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小,因此这样的计算结果不可靠。
15. 相等 自下而上 初温 天平 偏小 煤油
【详解】(1)[1]为比较煤油和菜籽油热值的大小,实验过程中应采用控制变量法,需要控制煤油和菜籽油的质量相同。
[2]为保证用火焰的外焰加热,且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁,所以先安装下面器材,再安装上面器材,便于调节器材间的距离。
[3]由于要通过水温的变化量来体现燃料的热值大小,而水吸收热量后升高的温度受水的质量以及水的初温、环境温度的影响,所以在实验中还应控制水的质量和初温相等。
(2)[4]要比较煤油和菜籽油的热值,由可知,需要燃烧相同质量的煤油和菜籽油,需要用天平来测量质量。
[5]由于燃料并不可能完全燃烧,燃料燃烧放出的热会散失到空气中,或被烧杯等实验装置吸热一部分热量,使Q放大于Q吸,所以计算出煤油和菜籽油的热值比真实值要偏小些。
(3)[6]用相同质量的煤油和菜籽油完全燃烧后加热相同质量的水,由表中数据可知,用煤油加热的水温度升的高,则说明煤油燃烧放出的热量多,由可知,煤油的热值大。
16. 丙 加热时间 液体a 质量 不可行 应控制烧杯内的液体质量相同
【详解】(1)[1]比较不同物质吸热情况时,要用相同的加热设备,采用相同的加热燃料,因此选甲和丙,给质量相同的a、b两种液体加热,通过比较在相同时间内升高的温度来判断液体的吸热能力。
[2]本实验中物质吸收热量的多少用加热时间来反映,这是转换法思想。
[3]分析实验数据,同时加热4min,液体a升高了16℃,液体b升高了32℃,由此可知:吸收相等热量,升温较慢的是液体a。
(2)[4][5][6]比较不同燃料的热值实验中,应控制燃料的质量相同,去加热质量相同的同种液体,升温快的说明吸收的热量多,则燃料燃烧放出的热量多,由此比较出热值的大小,因此小华的做法不可行,原因是单独给甲烧杯内加液体,使得甲乙烧杯中液体的质量不同,这样升高温度的多少就不能反映热值的大小。
17.(1)1.05×109J;(2)1000kg
【详解】解:(1)这些天然气完全燃烧放出的热量
(2)若天然气炉具的效率是,则水吸收的热量为
根据可得出水的质量为
答:(1)这些天然气完全燃烧放出的热量为1.05×109J;
(2)若天然气炉具的效率是,则这些热量能让的水温度从升高到。
18.(1)10℃;(2)70%
【详解】解:(1)由题意可知,Q吸=4.2×107J,则水升高温度
(2)每小时该地暖系统需要完全燃烧1.5m3的煤气放出的热量
Q放=Vq煤气=1.5m3×4×107J/m3=6×107J
地暖系统的效率
答:(1)4.2×107J热量可使1000kg的水升高10℃;
(2)地暖系统的效率η是70%。
19.(1)4.5×106J;(2)22.5oC
【详解】解:(1)石油的质量
m=100g=0.1kg
则100g石油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.1kg×4.5×107J/kg=4.5×106J
(2)若这些热量的42%被水吸收,则有
Q吸=42%Q放=42%×4.5×106J=1.89×106J
由Q吸=cmt可得
答:(1)100g石油完全燃烧放出的热量是4.5×106J;
(2)可以使20kg温度是10oC的水温度升高22.5oC。
20.(1)5.04×106J;(2)15kg
【详解】解:(1)垃圾气体完全燃烧后产生的热量
(2)将这些热量全部用来烧水,水吸收的热量等于垃圾气体燃烧放出的热量
水的质量
答:(1)这0.6m3的垃圾气体完全燃烧后产生的热量是5.04×106J;
(2)若将这些热量全部用来烧水,可使15kg的水从20℃升高到100℃。
21.(1)1.68×107J;(2)1.05×107J;(3)62.5%
【详解】(1)0.4kg煤气完全燃烧放出的热量
Q放=m气q=0.4kg×4.2×107J/kg=1.68×107J
(2)水吸收的热量
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·°C)×50kg×(70°C-20°C)=1.05×107J
(3)燃气灶烧水的效率
答:(1)0.4kg煤气完全燃烧放出的热量为1.68×107J;
(2)水吸收的热量为1.05×107J;
(3)燃气灶烧水的效率为62.5%。
22.(1);(2)
【详解】解:(1)水吸收的热量
(2)20L水的质量
吸收热量后水的温度
答:(1)水吸收的热量是4.62×106J;
(2)吸收这些热量后,温度将升高到70℃。
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