第十章機械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化第五節(jié)調(diào)查燃料的利用及其對環(huán)境的影響

1.

能夠

燃燒

的物質(zhì)稱為燃料。燃料的種類很多，固

體燃料有

煤

、

木柴

等，液體燃料有

汽

油

、

柴油

、

酒精

等，氣體燃料有

氫

氣

、

煤氣

、

天然氣

等。燃燒是一種

化學(xué)

反

應(yīng)，在燃燒過程中，燃料的

化學(xué)能

轉(zhuǎn)化為

內(nèi)能

。燃燒煤木柴汽

油柴油酒精氫

氣煤氣天然氣化學(xué)化學(xué)能內(nèi)能2.

一定質(zhì)量的某種燃料完全燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為

內(nèi)

能

的量（放出的熱量）與其

質(zhì)量

的比叫作這種燃料

的

熱值

，通常用符號q表示。熱值的單位是

焦每千

克

，用符號

J/kg

表示。內(nèi)

能質(zhì)量熱值焦每千

克J/kg3.

熱機用來做

有用功

的那部分能量，與燃料

完全

燃燒

釋放的能量之比，叫作熱機的效率。有用功完全

燃燒4.

（1）鍋爐

有效利用

的熱量與燃料

完全燃燒

放

出的熱量之比，叫作鍋爐的效率。（2）鍋爐有效利用的熱量為Q有用，燃料完全燃燒放出的

熱量為Q總，鍋爐效率的公式可以寫成有效利用完全燃燒5.

煤、石油等燃料往往含有雜質(zhì)，在燃燒時會產(chǎn)生

二

氧化硫

等有害氣體，在燃燒不充分時，還會產(chǎn)生

煙

塵

和

一氧化碳

。這些煙塵、廢氣是大氣污染的主要

來源。二

氧化硫煙

塵一氧化碳6.

煤炭、石油和天然氣等化石燃料過多燃燒排放出大量

的

二氧化碳

，還會導(dǎo)致

溫室效應(yīng)

加劇。二氧化碳溫室效應(yīng)【交流討論】隨著全球氣候變化的日益嚴峻，節(jié)能減排

已經(jīng)成為我們每個人的責(zé)任。家庭作為社會的基本單元，

更是節(jié)能減排的重要陣地。你的家庭有哪些節(jié)能減排的裝

置和行動？【討論結(jié)果】節(jié)能家電：LED燈、節(jié)能空調(diào)、智能插

座等。綠色出行：鼓勵步行、騎行、公共交通等低碳出行方式，

減少私家車的使用。

探究點一熱值【例1】下列關(guān)于熱值的說法，正確的是（D）。DA.

燃料的質(zhì)量越大，熱值就越大B.

燃料燃燒時才有熱值，燃燒越充分熱值就越大C.

燃燒時放出熱量越多，燃料的熱值就越大D.

燃料的熱值是燃料本身的性質(zhì)，與質(zhì)量和放出熱量的

多少無關(guān)【思路點撥】燃料的熱值由燃料自身決定，與燃料的種

類有關(guān)。

熱值是燃料的固有屬性，熱值是反映不同燃料燃燒

時放熱能力大小的物理量。熱值的大小等于一定質(zhì)量的

某種燃料完全燃燒時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量（放出的

熱量）與其質(zhì)量的比；它與燃料的種類有關(guān)，與燃料的

質(zhì)量、體積、是否完全燃燒等沒有關(guān)系。探究點二熱值的計算【例2】

2021年10月16日0時23分，伴隨著一輪明月，搭

載神舟十三號載人飛船的長征二號F遙十三運載火箭，在

酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火起飛。長征運載火箭用液態(tài)氫作燃

料是因為氫的

熱值

大，完全燃燒20

g的氫（熱值為

1.4×108

J/kg），放出的熱量是

2.8×106

J?！舅悸伏c撥】火箭升空攜帶燃料的質(zhì)量有限，因此，需

要選擇熱值大的物質(zhì)作為燃料。計算燃料完全燃燒放出的

熱量時，根據(jù)熱值的定義進行相關(guān)熱量的計算。熱值2.8×106探究點三了解燃料的利用效率【例3】為了節(jié)約能源，需要提高熱機的效率，下列措施

不能提高熱機效率的是（D）。DA.

讓燃料與空氣混合充分，使燃料燃燒得比較完全B.

在設(shè)計與制造熱機時要不斷改進與創(chuàng)新，以減少能量

的損失C.

盡量減少熱機內(nèi)部各部件間的摩擦D.

盡量增加熱機的工作時間

提高熱機效率的方法：1.使燃料充分燃燒（提高能

量轉(zhuǎn)化率）；2.減少能量損失（優(yōu)化熱機設(shè)計）；3.降

低機械摩擦（減少無用功）。探究點四認識燃料的利用對環(huán)境的影響【例4】為了保護環(huán)境，控制大氣污染，下列措施錯誤的

是（C）。CA.

改進燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置，以減少煙塵的排

放量B.

冬季采取集中供熱，去掉一家一戶的取暖煤爐，以提

高燃料的利用率C.

一家一戶的取暖煤爐不應(yīng)去掉，只要煙囪加高即可D.

在農(nóng)村普及煤氣和天然氣【思路點撥】減少煙塵、提高熱效率、使用清潔能源都

是有效減排方法。解題關(guān)鍵：區(qū)分“轉(zhuǎn)移污染”和“減少

污染”。

燃料的利用，改善了人類的生活，促進了社會的進

步，同時在一定程度上造成了大氣污染，大氣污染不僅

危害人類身體健康，還會影響植物的生長。所以，我們

既要有效地利用能源，也要采取有效措施控制并減少它

對大氣的污染。1.

對于燃料的熱值，下列說法正確的是（

A

）。A.

熱值是一個確定的值，與燃料的質(zhì)量及燃料燃燒放出

的熱量無關(guān)B.

燃料的熱值與燃料的質(zhì)量成正比C.

燃料的熱值與燃料燃燒時放出的熱量成正比D.

熱值是一個確定的值，與燃料的種類及燃料燃燒的充

分程度有關(guān)A2.

古語道“人要實，火要虛”。其意思是做人要腳踏實

地，才能事業(yè)有成；可燃物要架空一些才能燃燒更旺。

“火要虛”的目的是（C）。A.

提高可燃物的熱值B.

增大可燃物的比熱容C.

使可燃物充分燃燒D.

不會產(chǎn)生廢氣，不會造成環(huán)境污染C3.

小杰家搬到開通了天然氣的新小區(qū)居住一段時間后，

爸爸發(fā)現(xiàn)一個月的時間內(nèi)，家庭做飯和洗澡使用的天然氣

和過去他們家只做飯使用的液化石油氣質(zhì)量基本相同，你

認為這是由于兩種燃料具有不同的（

B

）。A.

比熱容B.

熱值C.

內(nèi)能D.

密度B4.

關(guān)于熱機的效率，下列說法正確的是（

C

）。A.

熱機做的有用功越多，效率一定越高B.

熱機消耗的燃料越少，效率一定越高C.

熱機做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越

高D.

熱機做功越快，效率一定越高C5.

下列說法正確的是（

D

）。A.

燃料實際上都能完全燃燒B.

鍋爐有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量相等C.

燒柴鍋爐效率最高D.

鍋爐有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比

叫作鍋爐的效率D6.

全球變暖已是大家非常關(guān)注的一種現(xiàn)象，它會給人類

帶來一系列的不利影響。下列現(xiàn)象不是由全球變暖帶來的

是（

B

）。A.

海平面上升B.

春天來了桃花盛開C.

溫度和降水的變化影響到作物產(chǎn)量D.

高溫天氣導(dǎo)致人類發(fā)病率增加B7.

我國在南海海底開采出的天然氣水合物，俗稱“可燃

冰”，1

m3可燃冰釋放出約0.8

m3的水和164

m3的天然

氣。居民使用天然氣燒水是利用

熱傳遞

（填“熱傳

遞”或“做功”）的方式改變水的內(nèi)能。天然氣的熱值為

3.6×107

J/m3，完全燃燒50

m3的天然氣釋放的熱量

為

1.8×109

J，天然氣在使用過程中熱值

不變

（填“變大”“變小”或“不變”）。熱傳遞1.8×109不變8.

甲、乙兩種燃料，甲的質(zhì)量是乙的2倍，甲、乙完全燃

燒后放出的熱量之比為3∶2，則甲、乙兩種燃料的熱值之

比為（

A

）。A.3∶4B.4∶3C.2∶3D.3∶2A9.

如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同，燃料的質(zhì)量相同，燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量也相同。下列說法正確的是（

D

）。A.

比較不同液體的比熱容，可以選擇甲、乙兩圖B.

比較不同液體的比熱容，可以選擇乙、丙兩圖C.

比較不同燃料的熱值，可以選擇乙、丙兩圖D.

比較不同燃料的熱值，可以選擇甲、乙兩圖D10.

某汽車廠技術(shù)進行了創(chuàng)新，在同樣油耗和使用條件下，汽車發(fā)動機工作時較以前排放的尾氣“汽油味”明顯降低，動力更強勁。如圖所示是汽油機工作時的某個沖程示意圖，下列說法正確的是（

A

）。A.

該發(fā)動機減少了碳排放，有利于節(jié)約能源和環(huán)境保護B.

尾氣中“汽油味”降低，可以增大汽油的熱值C.

該沖程溫度降低，內(nèi)能減小D.

該沖程為做功沖程，內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機械能，所以動力更強勁A第10題圖11.

小李家使用的燃氣熱水器，將30

kg的水從20

℃加熱

到45

℃，消耗了0.15

m3的天然氣，已知水的比熱容為

4.2×103

J/（kg·℃），天然氣的熱值為3.6×107

J/m3，則

下列與該過程有關(guān)的計算結(jié)果和分析，正確的是

（

C

）。A.

水吸收的熱量與水的末溫成正比B.

水吸收的熱量為3.15×105

JC.

熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率約為58.3％D.

燃氣熱水器主要將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能C12.

如圖所示是某汽車的內(nèi)燃機能量流向圖，可見內(nèi)燃機

的效率為

30％

。根據(jù)圖中信息，請?zhí)岢鲆粋€物理問

題，并自行回答。問題：

如何提高內(nèi)燃機工作效率

？回答：

使燃料燃燒更充分或減少廢氣帶走的熱量等

。30％如何提高內(nèi)燃機工作效率使燃料燃燒更充分或減少廢氣帶走的熱量等第12題圖

13.

蒸飯時利用煤氣灶把鍋中3.9

kg的水從20

℃加熱至沸

騰，水吸收的熱量是

1.3104×106

J。若需要消耗168

g煤氣，則煤氣灶的效率為

20％

。[水的比熱容為

4.2×103

J/（kg·℃），煤氣的熱值為3.9×107

J/kg，氣壓

為標(biāo)準大氣壓]1.3104×106

20％14.

我國汽車使用的是乙醇汽油，乙醇汽油是用90％的普

通汽油與10％的燃料乙醇調(diào)和而成的，乙醇的熱值是常規(guī)

車用汽油的60％，使用乙醇汽油可有效降低汽車尾氣的危

害，改善能源結(jié)構(gòu)。近年來，“渦輪增壓”（T型）轎車

非常流行，它是通過給發(fā)動機更足量的空氣使汽油更充分

地燃燒，比普通轎車（L型）更節(jié)能，排氣更清潔。由以

上信息可知乙醇汽油的熱值

小于

普通汽油；同樣的汽

油加在T型轎車內(nèi)的熱值

等于

加在L型轎車內(nèi)的熱

值。（均填“大于”“小于”或“等于”）小于等于15.

小明學(xué)習(xí)了燃料的熱值后，很想知道家中使用的天然

氣的熱值是多少，于是，他在家里將裝有2

kg水的水壺放

到天然氣灶上去燒（如圖），用溫度計測量水從20

℃加

熱至80