课程解读

一、学习目标：

1. 从能量转化的角度认识燃料的热值。

2. 了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。

3. 通过能量的转化和转移，认识效率。

4. 了解四冲程汽油机的基本工作原理。

二、重点、难点：

重点：燃料的热值；四冲程汽油机的工作原理和能的转化过程。

难点：热机的工作过程、能量转化及损失，了解效率。

三、考点分析：

知识点	考纲要求	题型	分值
燃料的热值	了解	选择题	1~3分
探究燃料热值的大小	掌握	实验探究题	4~6分
热值的计算	理解	选择、填空题	2~3分
热机的效率	理解	选择、填空题	2~3分
热机的工作原理	理解	选择、填空题	2~3分

知识梳理

一、热值

1. 物理意义：为了表示质量相同的不同种燃料在燃烧时所放出的热量不同，在物理学中引入了燃料的热值的概念。

2. 概念：1kg某种燃料完全燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值，热值的表示符号及单位：符号为q，单位是J/kg。

3. 能量转化：燃料的燃烧过程是一种化学变化，燃料的化学能转化为内能。

4. 计算：如果用m表示质量，q表示热值，Q表示燃料完全燃烧时所放出的热量，则Q_放＝mq。

二、有效利用燃料

1. 影响燃料有效利用的因素：一是燃料不可能完全燃烧；二是燃料燃烧时放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。

2. 燃烧效率：有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫做燃烧效率。

3. 提高燃烧效率的方法：提高燃料的利用率是节约能源的重要措施，方法一是把固体燃料磨成粉末，用空气吹进炉膛内燃烧，可燃烧得更充分，方法二是用各种办法加大受热面积，可减少烟气带走的热量。

注意：多数情况下，燃料都不可能完全燃烧，无烟煤的燃烧效率只有15%，普通煤锅炉的燃烧效率约为30%，现代化锅炉的燃烧效率可达90%。

三、热机

1. 热机把内能转化为机械能，热机的种类很多，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。

2. 内燃机

生活中常接触的热机是内燃机，其主要特点是：燃料直接在气缸内燃烧，生成高温高压燃气，燃气推动活塞做功，从而使内能转化为机械能。

常见的汽油机和柴油机都是内燃机。

区别：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴。

3. 内燃机工作原理

冲程：活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程

①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸。

②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。

③做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。

④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。

总结：每个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成；在这四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮的惯性来完成；一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，飞轮转两圈，做功一次。

四、热机的效率

如果将燃料释放的能量用来开动热机，这些能量也不会全部用来做有用功。

用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。

η＝W_有用/Q_总＝ W_有用/qm。

蒸汽机效率最低：6%~15%；

汽油机效率：20%~30%；

柴油机效率：30%~45%。

提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；机件间保持良好的润滑性、减小摩擦。

五、热机与环境

1. 热机的利用带来了环境的污染

主要表现为两个方面：

（1）废气污染：热机排放的废气不仅温度高于环境温度，而且还含有铅、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等各种对人体有害的物质，严重污染空气，直接影响人们的身体健康和动植物的生存。

（2）噪声污染：各种热机以及由热机带动的机器，工作时会产生噪声，直接影响人们的正常生活。

2. 怎样控制热机工作时对环境的污染

（1）改进燃烧设备，安装除尘装置，控制废气的排放总量。

（2）按照我国已颁布的《汽车尾气排放标准》，推广使用无铅汽油，安装电子控制燃油喷射发动机（EFI系统）等。

（3）开发利用更多的新技术、新材料，将来，天然气汽车、太阳能汽车、电动汽车等将逐步取代以汽油为燃料的汽车。

（4）在内燃机排气管上安装消声装置，减少噪声污染。

典型例题

知识点一：热值概念辨析

例：关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ）

A. 燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关

B. 燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值

C. 燃料燃烧时，质量越大，热值越大

D. 燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小

解题思路：燃料的热值是燃料本身的一种性质，与燃料是否燃烧、是否完全燃烧、燃料的质量等无关，只与燃料的种类有关，故A正确，C、D错误；热值的定义是1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，B项错误。

答案：A

解题后的思考：本题考查热值的概念，解有关物理定义的题时，关键是搞清其是不是物质的特性，若是物质的特性，则只与物质的种类有关，而与其他条件无关。

知识点二：探究热值的大小

例：某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录杯中水的温度（见下表）。

（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定 的位置，再调整固定 的位置（选填“A”或“B”）。

（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的 、 。

（3）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 ____ 。

加热的时间/min	0	1	2	3	4	5	6
甲杯水温/℃	25	27	29	32	34	36	38
乙杯水温/℃	25	26	27	28	29	30	31

解题思路：（1）利用酒精灯加热时，要利用酒精灯的外焰，故应先放好最下面的酒精灯，然后调整石棉网的高度，而温度计的玻璃泡不能接触容器壁，因此温度计最后安放，由此可知，器材按照从下向上的顺序放置；（2）本题应用控制变量法进行探究，只能改变燃料的种类，所以要控制冷水的质量、燃烧掉的煤油和菜籽油的质量相同；（3）因为相同时间里，由煤油供热的水的温度升高的多，所以煤油的热值大；（4）我们要控制的是燃烧掉的煤油和菜籽油的质量相等，本题的操作并没有明确所测出的煤油、菜籽油是不是都燃烧完或燃烧掉的部分是否相等，所以这个计算结果不可靠。

答案：（1）B A

（2）质量 水的初温

（3）煤油

解题后的思考：本实验涉及到许多热学实验的操作，同时还涉及到控制变量法的应用以及对于实验误差的评价，是一道综合性较强的热学探究题。

知识点三：热值的计算

例1：已知天然气的热值是5×10⁷J/kg，若某家庭一个月用9kg的天然气，则这些天然气完全燃烧时放出的热量是_______J，若这些热量全部由热值是3.0×10⁷J/㎏的焦炭来提供，应完全燃烧_______㎏的焦炭。

解题思路：这是一道热值计算的基础题，只要能理解热值的定义，知道热值的计算公式即可。根据热值计算公式Q=mq可知，完全燃烧9kg天然气可放出的热量为Q＝m_天然气q_天然气＝9kg×5×10⁷J/kg＝4.5×10⁸J。若这些热量全部由焦炭完全燃烧来提供，则需要消耗的焦炭的质量为。

答案：4.5×10⁸ 15

解题后的思考：理解热值的定义，熟悉热值计算公式Q＝mq是解热值相关计算题的前提。

例2：氢气的热值为14.3×10⁷J/kg，完全燃烧0.1kg氢气可以放出 J的热量，这些热量可以使100kg水的温度从20℃升高到 ℃。作为燃料，氢气燃烧后的生成物仅为水，和煤炭相比具有 的特点。[水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃）]

解题思路：氢气完全燃烧放出的热量为Q＝mq＝0.1kg×14.3×10⁷J/kg＝1.43×10⁷J。根据Q_吸＝cm（t-t₀）可得，

答案：1.43×10⁷ 54 无污染（清洁）

解题后的思考：本题是典型的“一放一吸”热学计算题，即燃料燃烧放出的热量供给水吸收，只要计算仔细，难度不大。

知识点四：热机

例1：关于热机，下列说法错误的是（ ）

A. 热机性能好坏的重要标志之一是热机效率

B. 在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率

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. 在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能

解题思路：热机效率的高低是衡量热机性能的一个重要标志，A选项正确；导致热机效率低的因素有燃料燃烧不充分、废气以及机体带走的热量多、机械之间摩擦损失的能量等，B选项也正确；压缩冲程过程中机械能转化为内能，D选项正确；利用排除法可知C选项错误。

答案：C

例2：如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是（ ）

解题思路：四冲程汽油机的四个工作冲程是：吸气、压缩、做功、排气，区分它们的依据有活塞的运动方向、进气阀和排气阀的开闭情况，如活塞向下运动、进气阀和排气阀都关闭时，是燃气推动活塞做功，是做功冲程，所以选项C正确。

答案：C

解题后的思考：判断热机的四个冲程是同学们学习过程中的难点，为了帮助同学们攻克这一难点，下面教给同学们一个口诀，希望对同学们学习这部分知识能有帮助。

吸压做排四冲程，基本区别要记清。

先看气门开与闭，再看活塞上下行。

开下吸气开上排，关上压缩关下功。

例3：汽油机和柴油机相比较，下列说法中正确的是（　 ）

A. 汽油机顶部有喷油嘴，吸入的是空气，效率高

B. 汽油机顶部有火花塞，吸入的是汽油和空气的混合物，效率高

C. 柴油机顶部有火花塞，吸入的是柴油和空气的混合物，效率高

D. 柴油机顶部有喷油嘴，吸入的是空气，效率高

解题思路：汽油机顶部有火花塞，吸入的是汽油和空气的混合物。热机效率是指用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，与柴油机相比，汽油机在压缩冲程结束时，燃气压强和温度较低，因此在做功冲程中，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比较小，所以汽油机效率较低。选项A、B错误。柴油机顶部有喷油嘴，吸入的是空气，效率高。选项C错误，选项D正确。

答案：D

解题后的思考：根据具体的使用要求和燃料的区别，热机分为柴油机和汽油机，它们结构上的区别以及由此导致的性能特点，我们应该清楚。

例4：汽车在开动前，是如何使内燃机启动的？

解题思路：

答案：通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程，内燃机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩冲程。这样内燃机就可连续工作下去了。

知识点五：热机的相关计算

例1：一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机活塞1s对外做功____次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是 J。（q_柴油＝4.3×10⁷J/kg）

解题思路：飞轮转速为3600转/分，则1s中飞轮转60转，在一个工作循环中做功一次，飞轮转两周，因此60转是30个工作循环，做功30次。5kg的柴油完全燃烧时放出的热量为Q＝qm＝4.3×10⁷J/kg×5kg＝2.15×10⁸J，转化的机械能为W＝ηQ＝40%×2.15×10⁸J=8.6×10⁷ J。

答案：30 8.6×10⁷

解题后的思考：此类试题要理解和掌握内燃机的工作过程。这里要记住：汽油机的一个工作循环中，有四个冲程，活塞往复两次，曲轴转动两周，对外做功一次。

例2：现代生活中最重要的交通运输工具——汽车，与我们的生活走得越来越近了。

（1）某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm²，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是5×10⁵Pa。汽油的热值是4.6×10⁷J／kg，每次做功耗油0.2g，气体一次膨胀对活塞做的功是 J；若每次做功过程中汽油的90％完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是 J；排气过程中，废气温度 ，内能 。

（2）汽油机的效率很低，主要原因之一是 带走了大量的能量。

解题思路：本题综合考查功、热值、热机效率等知识点。

（1）W＝Fs＝pSs＝5×10⁵Pa×1.2×10^-2m²×0.3m＝1800J

Q＝mq×90%＝0.2×10^-3kg×4.6×10⁷J/kg×90%＝8.28×10³J

排气过程中，废气温度降低，同时内能减小。

（2）汽油机的效率很低的主要原因是废气带走了大量的热量。

答案：（1）1800 8.28×10³ 降低 减小 （2）废气

例3：泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×10³N，消耗燃油1.5×10^－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×10³kg/m³，热值q＝4×10⁷J/kg，求：

（1）专用车牵引力所做的功。

（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？

解题思路：（1）根据二力平衡的知识可知，牵引力的大小等于阻力，又汽车前进的距离是已知的，所以根据功的计算公式易求出牵引力做的功。

（2）根据密度的变形公式求出燃油的质量，再由Q＝mq计算出燃油完全燃烧放出的热量，结合上一问求出的牵引力做的功，

答案：（1）因为专用车匀速行驶，所以牵引力F＝f＝3.0×10³N

牵引力做的功W＝Fs＝3.0×10³N×5.6×10³m ＝1.68×10⁷J

（2）消耗燃油的质量：m＝ρV＝0.8×10³kg/m³×1.5×10^－3m3＝1.2kg

燃油完全燃烧所产生的热量：Q＝mq＝1.2kg×4×10⁷J/kg＝4.8×10⁷J

解题后的思考：总之，求解热机效率问题时，一定要找出有用的能量（用来做有用功）和总能量（燃料完全燃烧放出的能量），

提分技巧

1. 热值是反映燃料完全燃烧所放出热量多少的物理量。要注意的是，不同的燃料，其热值不同；同一种燃料其热值相同，与燃料的质量等因素无关。

2. 热机的能量转化

压缩冲程中把机械能转化为内能；做功把内能转化为活塞、飞轮的机械能。

预习导学

1. 以下物体看似都在发光，实际上它们有何不同？

2. 如何解释下面的光学现象？

3. 如图甲，是位于天安门广场西侧的中国国家大剧院，与其水中倒影完美地天然合一。“倒影”是如何形成的？它与本节课讲的“手影、皮影”有什么不同？

4. 如图乙，教室里的黑板用久了总会“反光”，为什么“反光”就看不清黑板上的字了？如何才能使黑板不“反光”？

5. 猴子为何捞不到月亮呢？

同步练习

（答题时间：60分钟）

一、选择题

1. 2009年4月15日零时16分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第二颗北斗导航卫星送入预定轨道。“长征三号丙”运载火箭采用液态氢做为火箭的燃料，原因是液态氢具有（ ）

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

2. 煤的热值比木柴的热值大，这表示（ ）

A. 烧煤比烧木柴产生的热量多

B. 烧煤比烧木柴产生的温度高

C. 煤比木柴具有的内能多

D. 相同质量的煤和木柴完全燃烧，煤放出的热量多

3. 我们平时买煤球时，总是要问一下这种煤“耐不耐烧”。这里所说的“耐”在物理上是指煤的（ ）

A. 密度 B. 比热容 C. 热量 D. 热值

4. 燃料的热值是燃料的一种特性，小明学完这一知识后，参考下表总结了一些认识，其中错误的是（ ）

物质	热值q
煤气	1.8×10^7J/·m^3
无烟煤	3.4×10^7J/·kg^－1
酒精	3.0×10^7J/·kg^－1
干木柴	1.2×10^7J/·kg^－1
焦炭	3.0×10^7J/·kg^－1

A. 煤气的热值比无烟煤低，所以燃烧无烟煤放出的热量多

B. 1kg焦炭的热值与1t焦炭的热值一样大

C. 酒精的热值比干木柴的热值大

D. 燃料的开发与使用加快了人类的发展，但也给人类带来了危害

5. 如图所示实验，试管口木塞冲出过程（ ）

A. 试管口出现的白雾是水蒸气

B. 试管口出现白雾说明水蒸气内能增加

C. 能量转化情况与内燃机压缩冲程相同

D. 水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减小

6. 如图所示，下列有关这个小小蒸汽机的说法中不正确的是（ ）

A. 酒精燃烧将内能转化为化学能

B. 水吸热发生了汽化现象

C. 蒸汽的内能转化为轮子的机械能

D. 内能的一个重要应用是可以用来做功

7. 四冲程汽油机在工作过程中，将燃气的内能转化为机械能的冲程是（ ）

A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程

8. 关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法，其中说法正确的是（　　）

①在做功冲程中，是机械能转化为内能

②在做功冲程中，是内能转化为机械能

③只有做功冲程是燃气对外做功

④汽油机和柴油机的点火方式相同

A. 只有②③ B. 只有①③ C. 只有②④ D. 只有②③④

9. 甲、乙两台热机的燃料种类和燃烧情况相同，甲的效率比乙的效率低，这表明（　 ）

A. 甲热机比乙热机做的有用功少　

B. 甲热机比乙热机消耗的燃料多

C. 在做有用功相同的条件下，消耗同种燃料，甲比乙的多

D. 在做有用功相同的条件下，甲损失的能量比乙少

二、填空题

10. 2009年5月15日，陈家冲垃圾卫生填埋场启动点火，成为湖北省首个填埋气体发电厂（如图所示），从而减小了填埋气体对周围地区的 污染。该项目一年约可燃烧10⁸kg填埋气体，如果这些填埋气体的热值约为2×10⁷J/kg，那么这些气体完全燃烧可产生约 J的热量以供发电。

11. 某家庭原来用烟煤作燃料，平均每月耗煤约60kg，若每月耗煤完全燃烧，应放出________J的热量。随着生活水平的提高，现改用天然气做燃料，每月耗天然气约为________m³。（烟煤热值3.0×10⁷ J/kg，天然气热值8.0×10⁷ J/m³）

12. 在我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的天然气被送到缺乏能源的东部地区。天然气与煤相比，从热学角度分析它突出的优点是 ；从环保角度分析它突出的优点是 （天然气、煤的热值分别是1.14×10⁸J/kg、3×10⁷J／kg）。

13. 某中学为了保证学生饮水卫生，学校决定为学生供应开水，工人师傅用锅炉将300kg、20℃的水烧开（在一标准大气压下），这些水要吸收 J的热量。而实际烧了10kg的无烟煤，这些煤完全燃烧放出 J的热量，该锅炉的效率为 。（c_水=4.2×10³J/kg·℃，q_煤=3.4×10⁷J/kg）

14. 内燃机是把内能转化为_________能的装置，其中四冲程内燃机实现此能量转化的冲程是_________冲程。

15. 有一台汽油机在一个工作循环中消耗了100 g汽油（热值为4.6×10⁷J/kg），这些汽油完全燃烧产生的热量是________J，若这台汽油机的效率为30%，则一个工作循环中输出的有用机械能为________J。

三、计算题

16. 近年来，我国汽车工业发展迅猛，各种新型汽车不断投放市场。以下是我国某品牌轿车的测试报告。

车型	某品牌轿车
测试道路	标准水平国道
测试距离	100km
测试速度	80km／h匀速行驶
整车质量	900kg
消耗汽油	9L
受到阻力	整车重的0.08倍

（1）汽油的热值q＝3.3×10⁷J／L，燃料完全燃烧放出热量的公式是Q＝qV，式中V表示燃料的体积。请计算该品牌轿车在测试过程中，汽油完全燃烧产生的内能为多少？

（2）近年来，我国部分省份开始推广使用乙醇汽油，乙醇汽油是由10％体积的乙醇与90％体积的汽油混合而成，已知乙醇的热值q＝2.4×10⁷J／L，设混合后总体积不变，请计算乙醇汽油的热值为多少焦／升。

（3）乙醇，俗称酒精。推广使用乙醇汽油，有何积极意义？（请写出一点）

17. 如图是某四冲程汽油机做功冲程的示意图，活塞的横截面积是35cm²。做功冲程中，燃气对活塞的平均压强是1.0×10⁶Pa，活塞移动的距离是60mm，所用时间是0.015s。试求：

（1）做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？

（2）做功冲程中，平均压力做功的功率是多少？

（3）设做功冲程汽油完全燃烧，放出的热量是840J，则该汽油机的效率是多少？

18. “南有杭州西子秀，北有东昌胭脂美”。江北水城聊城的东昌湖风光秀丽、景色怡人。每年夏天，中外游客络绎不绝。乘坐游艇是许多游客积极参与体验的水上娱乐项目。游艇使用的是一种新型燃料——乙醇汽油，它是由乙醇和普通汽油按一定比例混配而成的。能有效地改善油品的性能和质量，不影响汽车的行驶性能，还能减小有害气体的排放量。

已知该游艇使用的乙醇汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，密度为0.7×10³ kg /ｍ³，它在水中匀速航行时所受的阻力为1400N，若游艇匀速行驶46kｍ耗油8L，则此游艇发动机的效率为多少？

试题答案

一、选择题

1. C（提示：液态氢属新燃料，它具有较大的热值）

2. D（提示：根据热值的定义可以判断出煤的热值比木柴的热值大，实际上指的就是相同质量的煤和木柴完全燃烧，煤放出的热量多）

3. D（提示：煤的质量好坏看它的热值大小，即单位质量的煤燃烧放出热量的多少）

4. B（提示：热值是燃料本身具有的一种特性，与燃料的质量无关）

5. D（提示：这是水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能，所以水蒸气的内能减小，木塞的机械能增加。水蒸气是气体，看不见，而白雾是小水珠。内燃机压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能）

6. A（提示：酒精的燃烧过程是将酒精的化学能转化为内能的过程，所以A是错误的。B、C、D选项是正确的）

7. C（提示：本题考查的是内燃机的工作原理。内燃机每个工作循环有四个冲程，其中两个冲程里有能量转化，压缩冲程是机械能转化为内能。做功冲程是内能转化为机械能，故本题选C）

8. A（提示：汽油机和柴油机的点火方式不同，汽油机为点燃式，柴油机为压燃式）

9. C（提示：甲热机的效率低，说明甲热机工作时用于做有用功的能量与燃料完全燃烧所放出的能量之比值要比乙的小，即在均完全燃烧等质量的同种燃料的条件下，甲热机做的有用功要比乙少，选项A中，因未明确燃料的质量情况，所以不对；选项B中，没有说明热机所做的有用功是多少，所以也不对；选项D中，结论正好与甲的效率低相反，因为热机效率低，在做有用功相同的条件下，损失的能量应多一些，所以选项D是不对的）

二、填空题

10. 大气 2×10¹⁵ （提示：根据燃料燃烧放出热量的计算公式进行计算即可）

12. 热值大（或完全燃烧相同质量的燃料放出的热量多） 污染小（或无污染）

13. 1.008×10⁸ 3.4×10⁸ 29.6%（提示：锅炉的效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比）

14. 机械 做功（提示：本题考查内燃机的工作原理。内燃机是利用燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，它在工作过程中将燃料燃烧释放的内能转化为机械能；它的一个工作循环包括四个冲程，该能量转化是在做功冲程中实现的）

的变形公式W＝ηQ计算出汽油机所做的有用功，即输出的机械能）

三、计算题

16. （1）

（2）1L乙醇汽油中含有0.1L的乙醇，它完全燃烧放出的热量为

1L乙醇汽油中含有0.9L的汽油，它完全燃烧放出的热量为

则乙醇汽油的热值为：

（3）它是清洁能源，可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物的排放。（答案合理即可）

17. （1）p＝F/S

F＝pS＝1.0×10⁶Pa×35×10^-4m²＝3.5×10³N

（2）W＝Fs＝3.5×10³N×0.06m＝210J

P＝W/t

＝210J/0.015s＝1.4×10⁴W

（3）η＝W/Q_放

＝210J/840J＝25%

18. 有用功W_有用＝F s＝f s＝1400N×46×10³ｍ＝6.44×10⁷J

乙醇汽油放出的热量为Q_放＝mq＝4.6×10⁷J/kg ×8×10^-3 m³×0.7×10³kg/m³

＝2.576×10⁸J