物理九年级全册第四节 热机效率和环境保护课后练习题

这是一份物理九年级全册第四节 热机效率和环境保护课后练习题，共17页。试卷主要包含了4 热机效率和环境保护，定义，单位，热量计算，0×107J，则酒精的热值为，4×106 50等内容，欢迎下载使用。

13.4 热机效率和环境保护
【知识梳理】
一、热值
1.定义：某种燃料完全燃烧放出热量与质量之比。符号q
注意：热值是燃料的特性，不同的燃料热值一般不同。热值与燃料是否完全燃烧无关。
2.单位：常用的热值单位，J/kg（固体燃料和液体燃料），或J/m3（气体燃料）
3.公式：q=Q放/m(固体）；q=Q放/v(气体）
4.热量计算：在解题时，热值一般为已知量，需要通过公式求解放出的热量或者燃料的质量。往往与比热容结合考查。
求放出热量：Q放=qm
求燃料质量：m=Q放q
二、热机效率
1.定义：热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值。通常用百分数表示，符号η。
2.表达式
η=Q吸Q放×100% 或 η=W有用W总×100%
3.热机能流图（如右图所示）
4.提高热机效率的方法
①使燃料尽可能完全燃烧；②减少热量的损失
③减少机械摩擦（增加润滑）；④废气利用
【易错点】
热值反映了燃料燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小，是一个理想量，只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关，不随质量、体积的变化而变化。
【规律总结】
由于在热机工作过程中一定伴随着化学能转化为其他形式的能量，也就是说化学能不能完全转化为有用机械能，所以η<1。 QUOTE η<1
热机的效率的计算一般有两种方法，一种是有用功与总功的比值，第二种是根据能流图进行计算。在很多热机效率类题型中，Q吸往往通过比热容计算，Q放往往 QUOTE Q放 用热值计算。
【典例分析】
（2021·黑龙江中考真题）小琦家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射水温由原来的25℃升高到45℃（已知:水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg、水的密度ρ=1.0×103kg/m3）。问:
（1）在这4h内水吸收的热量为多少焦耳?
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克的焦炭?
【思路小结】
（1）热机效率的高低与热机做功的多少、做功的快慢无关；提高热机效率的途径是减少热机中的各种能量损失，即减少燃烧过程中的热量的损失和减少机械能的损失。
（2）在试题中与比热容计算和热值计算混合考查为高频考点。
【真题操练】
1．（2020 江苏无锡）煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（ ）
A．比热容B．密度C．热值D．温度
2．（2019 湖北）下列关于热机、热值的说法正确的是
A．汽油机、柴油机都有火花塞和喷油嘴这两个关键部件
B．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，单位是kg/J
C．柴油机工作的效率是35%，说明它工作时柴油燃烧释放的能量65%转化为有用功
D．四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的
3．（2021 朔州市九年级月考）下列关于热值和热机效率的说法中正确的是（ ）
A．使燃料充分燃烧，可以增大热值
B．设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施
C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D．效率越高的热机，消耗的燃料越少，从而节约能源，减少污染
4．（2021·湖南郴州·中考真题）小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃（未沸腾），共燃烧了7g酒精[c水=4.2103J/（kg℃，酒精的热值为q=3107J/kg]。则（ ）
A．水吸收的热量是2.94×107J，效率为14%
B．水吸收的热量是2.94×104J，效率为14%
C．水吸收的热量是2.94×107J，效率为1.4%
D．水吸收的热量是2.94×104J，效率为1.4%
5．（2018 青海西宁）古语道:“人要实，火要虚”。此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是
A．提高了可燃物的利用率B．降低了可燃物的着火点
C．能使可燃物完全燃烧D．增大了可燃物的热值
6．（2021 江苏苏州）如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置，下列关于该两组实验的说法正确的是（ ）
A．每组实验中，燃料的质量均应相等
B．每组实验中，杯中物质的质量均应相等
C．甲组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少
D．乙组实验中，可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少
7．（2021·四川成都·中考真题）小帆在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法中正确的是（ ）
A．
B．乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C．0~8min乙吸收的热量为
D．该酒精灯的加热效率为28%
8．“可燃冰”作为新型能源，有巨大的开发潜力．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，这表示“可燃冰”的（ ）
A．热量很大B．温度很高C．热值很大D．比热容很大
9．（2018 四川省遂宁市）实际燃烧2千克酒精放出的热量是5.0×107J，则酒精的热值为（ ）
A．5.0×107J/kgB．2.5×107J/kg
C．5.0×107JD．无法判断,但一定大于2.5×107J/kg
10．（2020 石家庄九年级月考）关于比热容和热值的说法正确的是（ ）
A．火箭使用液氢作燃料，主要是由于相同质量的液氢比其它普通燃料含有的热量更多
B．煤油的热值是4.6×107J/kg，如果将煤油倒去一半，剩下煤油的热值为2.3×107J/kg
C．在烧水时，水的温度不断上升，但是其比热容没有发生变化
D．0.5kg酒精燃烧时放出的热量为1.5×107J，由q=可知酒精的热值是3×107J/kg
11．（2021 内蒙古兴安盟）某家用轿车的发动机是四冲程汽油机。它在___________冲程将机械能转化为内能；该轿车百公里消耗汽油6kg，这些汽油完全燃烧放出___________J的热量。 （q汽油=4.6×107J/kg ）
12．（2020 湖北九年级期中）如图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，此时水蒸气的温度会________（选填“升高”或“降低”）。水蒸气冲开瓶塞的过程，水蒸气的内能转化成木塞的________。该过程相当于内燃机的________冲程。如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率等于________。
13．（2020·湖北武汉市·九年级月考）国家“西气东输”工程正源源不断地向我市输送清洁能源——天然气。日前使用天然气的公交已在很多城市投入运营，它将天然气压缩至原体积的，存储在钢瓶中作为车载燃料。天然气燃烧时，可以将___________能转化为内能。已知天然气的热值为4×107J/m3，其物理意义是___________，每输送100m3的天然气，完全燃烧后就相当于向我市输送了___________J的能量。
14．（2021 江苏宿迁）“低碳环保”是当今世界环境主题，天然气是一种低污染燃料，在我市已普遍使用。天然气热值为4×107J/m3，完全燃烧0.21m3的天然气所释放的热量为_________J，若完全被水吸收，能使________kg的水温度升高40℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
15．（2021 武汉市九年级开学考试）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宄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：

（1）取质量____（选填“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）实验中燃料燃烧放出的热量，通过____的方式使水内能增大（选填“做功”或”热传递”）。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．（2020 湖北九年级月考）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。
（1）该实验除了图示中的实验器材以外，还需要的测量工具是停表和___________，该实验装置的组装顺序应该遵循___________（选填“由上至下”、“由下至上”）；
（2）比较不同燃料的热值，应选择____两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择____两图进行实验；在实验中应控制液体的___________相等；
（3）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：
根据表中的数据计算，燃料2的热值为___________。
17．（2021 广西柳州）一杯0.2kg、100℃的开水，置于桌面一段时间后温度降到30℃。已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），忽略开水蒸发时损失的质量。
（1）这个过程中，开水放出了多少热量？
（2）这些热量相当于多少质量的酒精完全燃烧放出的热量？（酒精热值q=3.0×107J/kg）
18．（2021 湖南益阳）小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华用容量为5L的水壶装满水，水的初温是20℃，然后将水烧开。烧水前天然气表的示数是2365.02m3，水刚烧开时天然气表的示数变为2365.12m3，天然气的热值为3.2×107J/ m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为标准大气压。求：
（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）；
（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放；
（3）天然气灶的效率η。
19．（2021 广西河池）为保障全校师生饮水安全，学校安装了热效率达到80%的现代化高效节能锅炉，每天可以提供1.0×103kg开水，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），优质煤的热值为3.0×107J/kg，求：
（1）1.0×103kg的水温度从20℃升高到100℃，至少需要吸收多少J热量？
（2）每天至少需要完全燃烧多少kg优质煤？
沪科版九年级
第十三章《内能与热机》
13.4 热机效率和环境保护
【知识梳理】
一、热值
1.定义：某种燃料完全燃烧放出热量与质量之比。符号q
注意：热值是燃料的特性，不同的燃料热值一般不同。热值与燃料是否完全燃烧无关。
2.单位：常用的热值单位，J/kg（固体燃料和液体燃料），或J/m3（气体燃料）
3.公式：q=Q放/m(固体）；q=Q放/v(气体）
4.热量计算：在解题时，热值一般为已知量，需要通过公式求解放出的热量或者燃料的质量。往往与比热容结合考查。
求放出热量：Q放=qm
求燃料质量：m=Q放q
二、热机效率
1.定义：热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值。通常用百分数表示，符号η。
2.表达式
η=Q吸Q放×100% 或 η=W有用W总×100%
3.热机能流图（如右图所示）
4.提高热机效率的方法
①使燃料尽可能完全燃烧；②减少热量的损失
③减少机械摩擦（增加润滑）；④废气利用
【易错点】
热值反映了燃料燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小，是一个理想量，只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧无关，不随质量、体积的变化而变化。
【规律总结】
由于在热机工作过程中一定伴随着化学能转化为其他形式的能量，也就是说化学能不能完全转化为有用机械能，所以η<1。 QUOTE η<1
热机的效率的计算一般有两种方法，一种是有用功与总功的比值，第二种是根据能流图进行计算。在很多热机效率类题型中，Q吸往往通过比热容计算，Q放往往 QUOTE Q放 用热值计算。
【典例分析】
（2021·黑龙江中考真题）小琦家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射水温由原来的25℃升高到45℃（已知:水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg、水的密度ρ=1.0×103kg/m3）。问:
（1）在这4h内水吸收的热量为多少焦耳?
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克的焦炭?
【答案】（1）；（2）
【解析】
（1）水吸收的热量为
（2）燃烧焦炭所释放的能量
需要燃烧焦炭的质量为
【思路小结】
（1）热机效率的高低与热机做功的多少、做功的快慢无关；提高热机效率的途径是减少热机中的各种能量损失，即减少燃烧过程中的热量的损失和减少机械能的损失。
（2）在试题中与比热容计算和热值计算混合考查为高频考点。
【真题操练】
1．（2020 江苏无锡）煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（ ）
A．比热容B．密度C．热值D．温度
【答案】C
【解析】
热值是燃料的一种特性，单位质量的煤完全燃烧时所释放出的热量越大，说明该煤的热值越大，即是优质煤炭，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
2．（2019 湖北）下列关于热机、热值的说法正确的是
A．汽油机、柴油机都有火花塞和喷油嘴这两个关键部件
B．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，单位是kg/J
C．柴油机工作的效率是35%，说明它工作时柴油燃烧释放的能量65%转化为有用功
D．四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的
【答案】D
【解析】
A．汽油机和柴油机构造不同．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴．故A错误；B．单位质量的燃料完全燃烧时释放出的热量是燃料的热值，所以热值的单位是J/kg．故B错误；C．柴油机的效率为35%，说明它工作时柴油完全燃烧放出的热量的35%转化为有用功．故C错误；D．四冲程内燃机是吸气、压缩、做功、排气四个冲程连续工作的循环过程．故D正确．
3．（2021 朔州市九年级月考）下列关于热值和热机效率的说法中正确的是（ ）
A．使燃料充分燃烧，可以增大热值
B．设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施
C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D．效率越高的热机，消耗的燃料越少，从而节约能源，减少污染
【答案】B
【解析】
A．热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关，与燃料质量、燃料是否充分燃烧无关，故A错误；B．在热机能量的损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施，热机效率就越高，故B正确；C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油机为压燃式，压缩程度更高，气缸内的温度更高，能量转化程度更高，与热值无关，故C错误；D．效率越高的热机，说明做有用功的能量与燃料燃烧放出的热量比值越大，但有用功的多少不知道，所以燃料消耗的不一定少，故D错误。故选B。
4．（2021·湖南郴州·中考真题）小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃（未沸腾），共燃烧了7g酒精[c水=4.2103J/（kg℃，酒精的热值为q=3107J/kg]。则（ ）
A．水吸收的热量是2.94×107J，效率为14%
B．水吸收的热量是2.94×104J，效率为14%
C．水吸收的热量是2.94×107J，效率为1.4%
D．水吸收的热量是2.94×104J，效率为1.4%
【答案】B
【解析】
A C．水吸收的热量是，故A错误；C错误；
B D．燃料完全燃烧释放的热量为，效率为，故B正确；D错误。故选B。
5．（2018 青海西宁）古语道:“人要实，火要虚”。此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是
A．提高了可燃物的利用率B．降低了可燃物的着火点
C．能使可燃物完全燃烧D．增大了可燃物的热值
【答案】A
【解析】
可燃物要架空一些，才能燃烧更旺，“火要虚”的目的是增大了可燃物与空气的接触面积，燃烧更旺，尽可能的使可燃物燃烧，提高可燃物的利用率，故A正确，BCD错误。
6．（2021 江苏苏州）如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置，下列关于该两组实验的说法正确的是（ ）
A．每组实验中，燃料的质量均应相等
B．每组实验中，杯中物质的质量均应相等
C．甲组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少
D．乙组实验中，可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少
【答案】B
【解析】
A．探究不同物质吸热升温的现象，只需控制加热时间相同，不用控制燃料质量相等，故A错误；B．探究不同物质吸热升温的现象和比较不同燃料燃烧时放出的热量两个实验，为了控制变量，观察温度计示数变化，两组实验的杯中物质的质量应相等，故B正确；C．甲组实验中，吸热多少用加热时间来表示，若加热时间相同，则吸热相同，沙子比热容小，沙子中放的温度计示数变化大，故C错误；D．乙组实验中，燃烧相同质量的燃料，看水温变化，燃料燃烧速度不同，不能用加热时间长短来吸热多少，故D错误。故选B。
7．（2021·四川成都·中考真题）小帆在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法中正确的是（ ）
A．
B．乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C．0~8min乙吸收的热量为
D．该酒精灯的加热效率为28%
【答案】C
【解析】
ABC．由图乙知，甲从20℃加热至沸腾用时8min，乙从20℃加热至沸腾用时10min。 升高相同温度，甲所需时间长，需要吸收的热量多，那么甲的吸热能力更强，则甲是水，甲从20℃升温至100℃，需要吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J；即酒精灯在8min内放出的热量为3.36×104J，那么乙在8min内吸收的热量为3.36×104J。乙从20℃升温至100℃，所需时间为4min，吸收的热量，那么乙的比热容，故AB错误，C正确；D．乙从20℃加热至沸腾，所需时间为10min，吸收的热量，消耗的酒精放出的热量Q放=m酒精q酒精=0.004g×3×107J/kg=1.2×105J，那么酒精灯的加热效率，故D错误。故选C。
8．“可燃冰”作为新型能源，有巨大的开发潜力．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，这表示“可燃冰”的（ ）
A．热量很大B．温度很高C．热值很大D．比热容很大
【答案】C
【解析】
同等条件下，也就是质量相等，两者都完全燃烧．“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”的热值大于煤气的热值，即“可燃冰”的热值很大。
9．（2018 四川省遂宁市）实际燃烧2千克酒精放出的热量是5.0×107J，则酒精的热值为（ ）
A．5.0×107J/kgB．2.5×107J/kg
C．5.0×107JD．无法判断,但一定大于2.5×107J/kg
【答案】D
【解析】
热值是1kg的燃料完全燃烧放出的热量，但实际燃烧2kg酒精时，由于各种因素，燃料并不能达到完全燃烧的程度，所以完全燃烧2kg酒精放出的热量要大于实际燃烧2kg酒精放出的热量，因此酒精的热值一定比1kg酒精实际燃烧放出的热量大，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
10．（2020 石家庄九年级月考）关于比热容和热值的说法正确的是（ ）
A．火箭使用液氢作燃料，主要是由于相同质量的液氢比其它普通燃料含有的热量更多
B．煤油的热值是4.6×107J/kg，如果将煤油倒去一半，剩下煤油的热值为2.3×107J/kg
C．在烧水时，水的温度不断上升，但是其比热容没有发生变化
D．0.5kg酒精燃烧时放出的热量为1.5×107J，由q=可知酒精的热值是3×107J/kg
【答案】C
【解析】
A．热量是过程量，不是说含有，火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大，故A错误；B．燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的质量无关，所以，如果将煤油倒去一半，剩下煤油的热值仍为4.6×107J/kg，故B错误；C．比热容的大小与物质的种类和状态有关，在烧水时，水的温度不断上升，其比热容没有发生变化，故C正确；D．1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值；由于不知道酒精是否完全燃烧，所以无法求出其热值，故D错误。故选C。
11．（2021 内蒙古兴安盟）某家用轿车的发动机是四冲程汽油机。它在___________冲程将机械能转化为内能；该轿车百公里消耗汽油6kg，这些汽油完全燃烧放出___________J的热量。 （q汽油=4.6×107J/kg ）
【答案】压缩 2.76×108
【解析】
[1]在压缩冲程中，压缩气体对其做功，将机械能转化为内能。[2]6kg汽油完全燃烧放出热量为Q放=mq汽油=6kg×4.6×107J/kg=2.76×108J。
12．（2020 湖北九年级期中）如图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，此时水蒸气的温度会________（选填“升高”或“降低”）。水蒸气冲开瓶塞的过程，水蒸气的内能转化成木塞的________。该过程相当于内燃机的________冲程。如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率等于________。
【答案】降低 机械能 做功 30%
【解析】
[1]如图所示，加热使水沸腾，水蒸气膨胀，对木塞做功，水蒸气的内能减小， 温度会降低。[2]木塞获得机械能飞出去，水蒸气的内能转化为活塞的机械能。[3]由于內燃机做功冲程中将內能转化为机械能，故上述实验过程中相当于内燃机的做功冲程。[4]由图可知热机的效率η=100%-33%-30%-7%=30%，即热机效率等于30%。
13．（2020·湖北武汉市·九年级月考）国家“西气东输”工程正源源不断地向我市输送清洁能源——天然气。日前使用天然气的公交已在很多城市投入运营，它将天然气压缩至原体积的，存储在钢瓶中作为车载燃料。天然气燃烧时，可以将___________能转化为内能。已知天然气的热值为4×107J/m3，其物理意义是___________，每输送100m3的天然气，完全燃烧后就相当于向我市输送了___________J的能量。
【答案】化学 每立方米天然气完全燃烧放出的热量是4×107J 4×109
【解析】
天然气燃烧时将化学能转化成内能。天然气的热值为4×107J/m3，其物理意义是每立方米天然气完全燃烧放出的热量是4×107J。每输送100m3的天然气，完全燃烧后产生的能量Q=qV=4×107J/m3×100m3=4×109J
14．（2021 江苏宿迁）“低碳环保”是当今世界环境主题，天然气是一种低污染燃料，在我市已普遍使用。天然气热值为4×107J/m3，完全燃烧0.21m3的天然气所释放的热量为_________J，若完全被水吸收，能使________kg的水温度升高40℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】8.4×106 50
【解析】
完全燃烧0.21m3的天然气所释放的热量为Q=Vq=0.21m3×4×107J/m3=8.4×106J；水质量为
15．（2021 武汉市九年级开学考试）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宄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：

（1）取质量____（选填“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）实验中燃料燃烧放出的热量，通过____的方式使水内能增大（选填“做功”或”热传递”）。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____。
【答案】相等 自下而上 初温 热传递 天平 偏小 煤油
【解析】
（1）实验时要采用控制变量法，应该取质量相等的煤油和菜籽油做燃料。为了确保用酒精灯外焰进行加热，并使温度计的玻璃泡浸没于水中且不碰到烧杯底部，安装实验器材时，应按照自下而上的顺序安装。为了应用控制变量法，在实验中还应控制水的质量和初温相同。（2）实验中燃料燃烧放出的热量，火焰的温度高于水的温度，通过热传递的方式使水内能增大。想利用上图实验方案粗略计算出煤油和菜籽油的热值，就需要测量出水和煤油、菜籽油的质量，所以小明还要补充的测量工具是天平。因为燃料不可能完全燃烧，燃烧产生的热量也不可能全部被水吸收，测得的热量偏小，所以，利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏小。（3）由题中表格可以看出，质量相等的煤油和菜籽油加热质量相等的水，煤油可以使水温度升得更高，说明煤油放出了更多的热量，所以，煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是煤油。
16．（2020·湖北九年级月考）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。
（1）该实验除了图示中的实验器材以外，还需要的测量工具是停表和___________，该实验装置的组装顺序应该遵循___________（选填“由上至下”、“由下至上”）；
（2）比较不同燃料的热值，应选择____两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择____两图进行实验；在实验中应控制液体的___________相等；
（3）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：
根据表中的数据计算，燃料2的热值为___________。
【答案】天平 由下至上 甲、乙 甲、丙 质量 1.2×106J/Kg
【解析】
（1）实验中，需要测量的物理量有时间、温度、质量，所以还需要天平来测量物质的质量。组装时，对各器材之间的间距有要求，为了快速组装，应该从下至上进行。（2）按照控制变量法的要求，如果比较不同燃料的热值，除燃料各类不同外，应该控制其他条件相同，因而要选择甲、乙两图进行对照。按照控制变量法的要求，如果比较吸热物质的比热容，除被加热物质的种类不同外，应该控制其他条件相同，因而要选择甲、丙两图进行对照。按照控制变量法的要求，无论是比较燃料的热值还是比较物质的比热容，都应该控制被加热物质的质量相同。（3）在研究不同燃料的热值时，燃料燃烧放出的热量的多少是间接通过杯中液体吸收的热量的多少反映出来的。两个杯中液体各类相同（比热容相同），质量相同，它们升高的温度分别为，，根据公式可知，第一杯液体吸收的热量是第二杯液体吸收热量的2倍，即第一种燃料放出的热量是第二种燃料燃烧放出热量的2倍，根据可以知道，在燃料质量相同的情况下，第二种燃料热值是第一种燃料热值的一半，即为
17．（2021 广西柳州）一杯0.2kg、100℃的开水，置于桌面一段时间后温度降到30℃。已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），忽略开水蒸发时损失的质量。
（1）这个过程中，开水放出了多少热量？
（2）这些热量相当于多少质量的酒精完全燃烧放出的热量？（酒精热值q=3.0×107J/kg）
【答案】（1）；（2）
【解析】
解：（1）已知， ， c水=4.2×103J/（kg•℃），开水放出的热量为；（2）已知，，由可得
18．（2021 湖南益阳）小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华用容量为5L的水壶装满水，水的初温是20℃，然后将水烧开。烧水前天然气表的示数是2365.02m3，水刚烧开时天然气表的示数变为2365.12m3，天然气的热值为3.2×107J/ m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为标准大气压。求：
（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）；
（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放；
（3）天然气灶的效率η。
【答案】（1）1.68×106J；（2）3.2×106J；（3）52.5%
【解析】
解：（1）水的质量
水吸收的热量
（2）天然气放出的热量
（3）天然气灶的效率
19．（2021 广西河池）为保障全校师生饮水安全，学校安装了热效率达到80%的现代化高效节能锅炉，每天可以提供1.0×103kg开水，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），优质煤的热值为3.0×107J/kg，求：
（1）1.0×103kg的水温度从20℃升高到100℃，至少需要吸收多少J热量？
（2）每天至少需要完全燃烧多少kg优质煤？
【答案】（1）3.36×108J；（2）14kg
【解析】
解：（1）水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.0×103kg×(100℃-20℃)=3.36×108J
（2）由题意得：优质煤完全燃烧所放出的热量Q放== =4.2×108J
则需要完全燃烧煤的质量为m煤= =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
燃料
加热前液体的温度（℃）
燃料燃尽时液体的温度（℃）
燃料的热值（J/Kg）
1
15
35
2.4×106
2
15
25
？
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
燃料
加热前液体的温度（℃）
燃料燃尽时液体的温度（℃）
燃料的热值（J/Kg）
1
15
35
2.4×106
2
15
25
？