《2025年金版学案同步优学智慧作业九年级物理上册人教版》

【典例3】用烟煤烧水时,将$10kg的水从20^{\circ}C加热到100^{\circ}C$,燃烧了$1.4kg$的烟煤。水的比热容是$4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)$,烟煤的热值约为$3×10^{7}J/kg$。
(1)水吸收的热量是多少？
(2)$1.4kg$的烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
(3)热效率是多少？
(4)分析热效率不高的两种原因。

答案： 解
(1)加热水的质量$m = 10kg$,水的初温为$20^{\circ}C$,末温为$100^{\circ}C$,由公式$Q_{吸}= cm\Delta t$可得水吸收的热量
$Q_{吸}= cm\Delta t = 4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)×10kg×(100 - 20)^{\circ}C = 3.36×10^{6}J$。
(2)$1.4kg$烟煤完全燃烧放出的热量
$Q_{放}= mq = 1.4kg×3×10^{7}J/kg = 4.2×10^{7}J$。
(3)此次加热水的热效率
$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}= \frac{3.36×10^{6}J}{4.2×10^{7}J}= 0.08 = 8\%$。
(4)热效率不高的原因有：烟煤没有完全燃烧,热传递的过程中有热量损失等。

1. 早期人类使用的燃料主要为植物秸秆或木柴,下列关于秸秆和木柴热值的说法正确的是(D)
A.木柴的热值与其质量成正比
B.细木柴容易点燃,所以热值也小
C.秸秆的热值比木柴小,所以燃烧放出的热量也比木柴少
D.秸秆的热值是秸秆本身的特性,与其他特性无关

答案： D

2. 现代火箭用液态氢作燃料,是因为它具有(C)
A.较大的比热容
B.较低的沸点
C.较大的热值
D.较高的凝固点

答案： C

3. 为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是(D)
A.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全
B.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失
C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D.尽量增加热机的工作时间

答案： D

4. 柴油机是工农业生产中常用的热机。已知某型号柴油机的效率是$30\%$,在柴油机内完全燃烧$2kg$柴油能放热8.6×10⁷$J$,这些热通过该柴油机的转化能对外做有用功2.58×10⁷$J$。(柴油的热值为$4.3×10^{7}J/kg$)

答案： 8.6×10⁷ 2.58×10⁷

1.($2024·$山东济南)完全燃烧$1g$液态氢能释放出的热量,是完全燃烧$1g$汽油释放热量的3倍,由此可知液态氢比汽油(C)
A.内能大
B.温度高
C.热值大
D.密度大

答案： C

2. 关于热机的效率,下列说法正确的是(B)
A.热机的效率有可能等于$1$
B.热机的效率一定小于$1$
C.热机的效率越高,其损失的能量越多
D.热机的效率越高,对环境的破坏越大

答案： B