第 10 章 机械能、内能及其转化
第 6 节 燃料的利用和环境保护 同步练习
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知识点一 热值
1.据中央电视台新闻联播报道,2016 年 7 月,我 国将发射全球首颗量子通信卫星 . 发射卫星 的火箭使用的燃料主要是液态氢,这是利用了 氢燃料的( )
A. 热值大 B. 比热容大
C.密度大 D. 以上说法都不正确
2.如图所示,把热水壶放在煤气灶上烧水的过程
中,下列说法正确的是( )
A.煤气的燃烧过程是内能转化为化学能
B.煤气燃烧越充分,它的热值越大
C.水的温度越高,水分子运动越剧烈
D. 烧水 的过程是通过做功 的方式改变水 的 内能
3.关于燃料和热值,以下说法正确的是( )
A.燃料热值与燃料的质量无关
B.容易燃烧的燃料,热值一定大
C. 煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出 的热量一定比燃烧木柴放出的热量多
D. 为了提高锅炉的效率,一定要用热值高的 燃料
4.我国大多数家庭烧水做饭所需内能是通过燃 料燃烧获得的 . 三明市计划将煤气改为天然 气,如改造工程完成后,可以节省烧水做饭时 间,这是因为天然气与煤气相比( )
A. 比热容高 B.密度大
C. 热值高 D.污染小
5.汽 油 的 热 值 是 4.6×107 J/kg, 它 的 意 思 是 ( )
A.1 kg 的汽油完全燃烧时放出 4.6×107 J 的 热量
B. 1 kg 的汽油完全燃烧放 出 4.6×107 J/kg 的热量
C.燃烧 1 kg 的汽油放出4.6×107 J 的热量
D. 燃 烧 1 kg 的 汽 油 放 出 4.6×107 J/kg 的 热量
6.完全燃烧 100 g 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
10 kg 的水从 20 ℃升高到 ℃. (q 酒精= 3.0×107 J/kg)
7. 能源是现代社会发展的三大基本要素之一 . 黄冈市城区正在实施天然气工程,有人表示赞 同,有人表示反对,小刚同学收集到如下两组 有关数据 :
燃料 热值q/(J·m-3) 当地价格/ (元·m-3) 每户月平均 用气量/m3 更换灶具 费用/元
煤气 约 1.5 × 107 9 6 0
天然气 约 3.8 × 107 15 3 70
请你决策 : (选填“A”或“B”).
A. 继续使用煤气
B.更换使用天然气
简单说明你作出这样决策的理由 :
.
8. 天然气是一种清洁能源,国家“西气东输”重点 工程的建设,对保护环境和解决沿海能源问题 都有重大意义 . 已知天然气的热值是 1.14×
108 J/kg,则每输送 1 t 天然气,相当于输送 了 J 的能量 .
9.“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用 潜力,同等条件下,“可燃冰 ”完全燃烧放出的 热量达到煤气的数十倍,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,可以 使 kg 的水从 20 ℃加热至 60 ℃. [c水 =4.2×103J/kg·℃,q 煤气=4.2×107J/kg]
10. 与燃烧煤炭相比,使用天然气将减少对空气 的污染 . 天然气的热值是 3.8 × 107 J/m3,若 某个家庭一个月使用了 10 m3 的天然气,则这
些天然气完全燃烧时放出的热量是
J,这相当于完全燃烧 kg 烟煤时 放出的热量 . (烟煤的热值是 2.9×107 J/kg)
知识点二 炉子的效率
11.用锅炉烧水时,下列措施不能提高炉子效率 的是( )
A. 将煤磨成煤粉,用空气吹进炉膛,使煤尽 量完全燃烧
B.加大受热面积,减少向外放热
C.少烧一些水,少用一些煤
D. 以上措施都不能提高炉子的效率
12. 东风牌某型号汽车牵引力是 5 × 103 N,在水 平公路上行驶 10 km 的路程耗油 4 kg,则这 辆汽车的热机效率是多少 (汽油的热值为 4.6×107 J/kg)
综合点 燃烧放热的计算
13.某学校开展物理社会实践活动,对目前普遍 使用的生活燃料做社会调查 . 同学们通过查 阅资料、询问当地居民等方式,得到如下调查 结果 :
(1)如某用户平均每个月燃烧燃料获取的能 量为 1.56×109J,以天然气为燃料时,每月至 少需支出多少燃料费用
(2)根据上表提供的信息,说出天然气做燃料 有哪些优点 . (要求说出三条)
14.王萌同学学习了有关的热学知识后,知道水 的比热容是 4.2 × 103 J/(kg·℃),她想估算 一下家中每天烧水、煮饭需要的热量 . 于是 她仔细地记录了烧水、煮饭所需的时间,并折 算成烧水问题,相当于每天将 30 kg、20 ℃ 的水烧开 .
(1)王萌同学家每天饮食需要多少热量
(2)普通煤的热值为 3 × 107 J/kg,按每块蜂 窝煤含煤 0.5 kg 计算,她家每天实际用煤 2 kg,推算她家供热系统的热效率是多少
(3)家用煤炉效率低的原因是什么
(4)家用煤炉除了热效率以外,还有一个重大 的问题是什么
15. 小明学习了燃料的热值知识后, 自己设计一 个实验来比较煤油和菜籽油的热值,他实验 时组装了如图所示的装置,并每隔 1 min 记 录下烧杯中水的温度(见下表).
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
甲烧杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 40 42 44
乙烧杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34
(1)为了保证实验结论可靠,小明在实验时应 控制两套装置中的相同量是什么
(2)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽 油两种燃料中,热值较大的是哪种
(3)小明实验前用天平测出了烧杯中水的质 量及燃油灯中燃料的质量,并由记录的数据, 利用公式 Q 吸 =cm Δt 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 为 什么
16. 小明发现学校的老式锅炉烧水时, 白天冒出 大量的黑烟,夜间烟囱经常冒出“火焰”,且烧 水 时 锅 炉 周 围 的 温 度 很 高 , 锅 炉 的 效 率 很低 .
(1)请你根据上述现象从热学的角度分析此 锅 炉 效 率 低 的 原 因 , 并 提 出 相 应 的 改 进 措施 .
(2)试分析在利用内能的过程中,可能会给环 境带来哪些影响
第 10 章 机械能、内能及其转化
第 6 节 燃料的利用和环境保护 答案与点拨
1.A 2.C 3.A 4.C 5.A
6.3 × 106 70[点拨:酒精完全燃烧放出的热量 Q放 =mq=0.1 kg×3.0×107 J/kg=3× 106 J;水吸收
的热量 Q 吸 = η Q 放 =3× 106 J×70%=2.1 × 106 J, 由 Q 吸 =cm(t-t0)可知,水升高 的温度 t=t0 +
7.若选A,理由为更换灶具浪费,还需要重新投入 ;若选B,理由为从长远看更经济 8.1.14×1011
9. 热值 4.2 × 108 2.5×103 [点拨:某种燃料完全燃烧时放出的热量与其质量的比值,叫作这种燃 料的热值,所以同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,即q可燃冰=10q煤气= 10×4.2×107J/kg=4.2×108J/kg,所以 1 kg“可燃冰 ”完全燃烧放出的热量为 4.2×108J,可加热
水的质量 =2.5×103kg.]
10.3.8 × 108 13.1
11.C
12.27.2%(点拨:汽车的热机工作时,牵引力做的功为有用功,即 Q 有用=W=Fs;汽油完全燃烧放出的
总热量Q 总 =qm;热机的效率可用公式 × 100%计算.
汽车做的有用功Q 有用=W=Fs=5× 103 N× 10×103 m=5× 107 J.
汽油完全燃烧放出的总热量Q 总=qm=4.6× 107 J/kg×4 kg=1.84×108 J.
13. (1)因为Q=Vq,所以
41 m3 ×2.05元/m3=84.05元
(2)①无毒性 ;②热值较高 ;③燃烧较安全等 .
14. (1)Q 吸 =cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×30 kg× (100 ℃-20 ℃)=1.008×107J
(2)由题意知,Q 放 =mq=2 kg×3×107J/kg=6×107J,
1. 008 × 107 J × 100%
=
6 × 107 J =0.168 × 100%
=16.8%.
(3)煤炭没有完全燃烧,热量散失到空气中 .
(4)污染环境 .
15. (1)水的质量和初温相同、烧杯完全一样、加热时间相同 . (2)煤油 . (3)不可靠,因为燃料燃烧放 出的热量要被空气、容器等吸收一部分,而水吸收的热量不是燃料燃烧放出的总热量 .
16. (1)燃料燃烧不充分、烟带走大量的热、锅炉向外散失大量的热,造成了锅炉的效率低 .可以通过 把燃料打碎、加大送风量使燃料充分燃烧 ;加大水的受热面积,减少烟气和锅炉损失的热量 .
(2)污染环境、污染大气、改变地球的气候 . 例如温室效应、臭氧层空洞、酸雨等都会对环境造成 影响 .
