14.2 热机的效率
一、单选题
1．轿车行驶过程中，油箱中汽油逐渐减少，剩余汽油的热值、密度变化情况为（ ）
A．热值不变，密度不变 B．热值不变，密度变小
C．热值变小，密度不变 D．热值变小，密度变小
2．汽油作为汽车的常用燃料，它的热值是4.6×107J/kg，下列说法正确的是（ ）
A．1kg汽油无论是否完全燃烧，都能放出4.6×107J的热量
B．1kg汽油的热值与500g汽油的热值相同
C．消耗的汽油越多，发动机的效率越高
D．做好保养，可以使发动机的效率达到100%
3．汽油机使用汽油作为燃料，下列说法正确的是( )
A．使用汽油，是因为汽油的比热容最大
B．油箱中汽油用掉一半后，剩余汽油的热值不变
C．汽油机将汽油的化学能全部转化为内能
D．改进技术后，汽油机的效率可达到100%
4．为了提高热机的效率，你认为下列方法无效的是（ ）
A．设法有效利用尾气中带走的那部分热量
B．经常对热机进行保养和润滑以减小各种摩擦
C．使燃料尽量充分燃烧提高燃料的利用率
D．更换热值更高的燃料
5．双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，如图所示是某双燃料汽车发动机工作时的某冲程示意图。下列说法中正确的是（ ）
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．即使以天然气为燃料，汽车发动机的效率也达不到100％
C．此为排气冲程
D．汽油与天然气相比，燃烧汽油对环境的污染较小
6．柴油机甲比柴油机乙的效率高，这说明（ ）
A．甲柴油机的功率大
B．甲柴油机消耗的燃料少
C．工作时间相同，甲柴油机用的燃料少
D．甲柴油机将燃料释放的能量变成有用功的比例大
7．中央电视台对“水氢发动机”做了专题报到，认为目前的技术尚不成熟，要真正投入使用还有很长的路要走。对此，下列分析错误的是( )
A．氢气燃烧无污染是“水氢发动机”备受关注的原因之一
B．氢气是发动机的一种理想燃料，是因为氢气的热值大
C．“水氢发动机”是利用内能做功的机械
D．目前利用水制取氢气耗能高，因此“水氢发动机”的效率很高
8．用相同的酒精灯分别对初温为、质量为的水和某种液体加热，相同时间内酒精灯产生的热量相同。如图是两种液体温度随加热时间变化的图像。已知水的比热容为，酒精的热值为，当加热到时酒精灯完全燃烧了酒精，下列说法正确的是（ ）
A．内，水吸收的热量为
B．酒精灯的加热效率为
C．后，甲液体不再吸收热量
D．乙液体升高温度多，吸热能力更强
9．某汽车在一段平直的高速公路上匀速行驶15km，消耗汽油2L，发动机实际输出功率为50.4kW，汽油机效率为35%。已知 ρ汽油＝0.8×103kg/m3；q汽油＝4.5×107J/kg，假设汽油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是 （ ）
①消耗的汽油的质量是2kg
②消耗的汽油完全燃烧放出的热量是7.2×107J
③汽车受到的阻力是1680N
④汽车行驶速度是120km/h
A．只有②和③ B．只有①和② C．只有①和④ D．只有②和④
二、填空题
10．2022年5月10日，我国发射的“天舟四号”货运飞船与“天和号”核心舱在太空成功对接。对接后，它们一起绕地球转动。火箭加速升空过程与汽油机 冲程的能量转化形式相同，运载火箭用液态氢做燃料，是因其 较大。
11．如图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 ，热机给人类文明带来了进步，也给生态环境造成了污染，举出一种热机污染： ．
12． 2017年5月18日，中共中央、国务院致电祝贺我国首次海域天然气水合物试采成功．天然气水合物（Natural Gas Hydrate），因其外观像冰、遇火即可燃烧而俗称“可燃冰”，如图所示，它燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水，污染比 （只填一种）等传统能源小很多，是一种绿色清洁能源；根据中央电视台报道，同一辆汽车一次加100L天然气能跑300km的话，加入相同体积的可燃冰就能跑50000km，这说明可燃冰与天然气相比具有更大的 。
13．某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.21m3的煤气，水吸收的热量是 J，该燃气热水器烧水的效率是 。[已知水的比热容为，水的密度为，煤气的热值为]
14．小明家安装了新的燃气热水器，热水器是通过 方式增加水的内能，他在某次洗澡时，将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是 J，热水器烧水的效率是 。（水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg ℃），煤气的热值为4.0×107J/m3 ）
三、计算题
15．如图所示，1个标准大气压下，普通煤炉把壶内80oC、5kg水烧开需燃烧一定质量的煤，此过程中，普通煤炉的效率为50%。已知：，，求：
（1）把壶内水烧开，水需要吸收的热量Q；
（2）普通煤炉至少燃烧煤的质量？
16．一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了108km，所用时间为1h，消耗汽油10kg，汽车在行驶过程中所受阻力恒为1380N（汽油的热值）。求：
（1）汽车行驶的速度；
（2）牵引力的功率；
（3）汽车发动机的效率。
17．小林想估算一下他家每天烧水、做饭需要的热量，于是他仔细记录好家里每天烧水、做饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水的时间，相当于每天将50kg、20℃的水烧到80℃。（水的比热容为4.2×103/（kg ℃）：煤的热值是3×107J/kg）
（1）小林家每天烧水、做饭、炒菜需要多少热量？
（2）小林家每天共使用2kg煤，煤完全燃烧可以放出多少热量？
（3）小林家煤炉的效率是多大？
18．一辆使用汽油为燃料的小汽车，在水平路面上匀速行驶，发动机的输出功率是60kW，已知汽油的热值为，水的比热容。
（1）汽车的冷却系统用水来给发动机降温，4kg的水在冷却系统中温度升高了，水吸收的热量为多少？
（2）小汽车匀速行驶23min消耗6kg汽油，发动机的效率是多少？
（3）乘车出行已成为人们的日常，而绿色环保理念也逐渐深入人心，请你从环保的角度对汽车的绿色发展提一条合理的建议。
参考答案
1．A
2．B
3．B
4．D
5．B
6．D
7．D
8．B
9．A
10．做功；热值
11．35%；噪声污染
12．煤；热值
13．；50%
14．热传递；4.2×106；50%
15．（1）解：1标准大气压下水烧开的温度为100℃，则水升高的温度
则水吸收的热量为
答：把壶内水烧开，水需要吸收的热量为4.2×105J；
（2）解：由 可知需要普通煤炉放出的热量为
由 可知需要燃料煤的质量为
答：普通煤炉至少燃烧煤的质量为0.028kg。
16．（1）解：汽车行驶的速度
答：汽车行驶的速度是108km/h；
（2）解：汽车沿平直公路匀速行驶，牵引力和阻力是平衡力，牵引力F=f=1380N
牵引力的功率
答：牵引力的功率是4.14×104W；
（3）解：牵引力做的功W=Pt=4.14×104W×3600s=1.4904×108J
汽油完全燃烧放出的热量Q=mq汽油=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J
汽车发动机的效率
答：汽车发动机的效率是32.4%。
17．（1）解：由 可知，水吸收的热量
答：小林家每天烧水、做饭、炒菜需要1.26×107J热量；
（2）解：2kg煤完全燃烧放出的热量
答：2kg煤完全燃烧可以放出6×107J热量；
（3）解：小林家煤炉的效率为
答：小林家煤炉的效率是21%。
18．（1）解：水吸收的热量为
答：水吸收的热量为 ；
（2）解：汽油完全燃烧放出的热量为
由 可知，发动机所做的有用功为
发动机的效率为
答：发动机的效率是30%；
（3）解：乘车出行时多使用新能源汽车。
