第十四章 专题特训一 热学的综合计算-2022-2023学年九年级全一册物理【拔尖特训】人教版

12. 变大 做功 900 [解析]在空 气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团 干燥的棉花,快速压下活塞,棉花燃烧 起来,是因为压缩筒内空气做功,使空 气内能增加,温度升高。当内部棉花 着火燃烧,引火仪内部气压增大,向上 推动活塞做功,此过程与四冲程汽油 机的做功冲程的能量转化相同。四冲 程汽油机的一个工作循环飞轮转2圈, 完成4个冲程,对外做功1次,若汽油 机飞轮的转速为1800r/min,则1min 飞轮转1800r,对外做功900次。 第2节　热机的效率 1. 完 全 燃 烧 完 升 高 的 温 度 2. 3.36×107 8.4×106 25% 3. D 4. B 5. 6.8×106 内 8.5 热传递 [解析]燃料油完全燃烧释放出的热量 Q放=mq=0.17kg×4.0×107J/kg= 6.8×106J;燃料油燃烧过程中,将燃 料油的化学能转化为内能;水吸收的 热量Q吸=Q放×42%=6.8×106J× 42%=2.856×106J;因 为 Q吸 = cm水Δt,所以水的质量 m水= Q吸 cΔt= 2.856×106J 4.2×103J/(kg·℃)×(100℃-20℃) = 8.5kg;水吸收热量,是通过热传递的 方式改变水的内能的。 6. 压缩 机械 内 2 提高效率 [解析]图中的气门都关闭,活塞向上 运行,汽缸容积减小,是压缩冲程,机 械能转化为内能;比原有的四冲程汽 油机多做一次功,因此六个冲程中共 做功2次,因为是利用排气冲程后的 余热,所以大大提高了汽油机的效率, 节约了能源。 7. 温室效应 热岛效应 降低 35% [解析]内燃机在使用过程中, 排放过多二氧化碳使得温室效应加 剧,产生的废气是热岛效应的元凶之 一;汽车发动机工作时将内能转化为 机械能,冒“黑烟”说明燃烧不充分,用 来做有用功的能量占燃料完全燃烧放 出总能量的比值就小,所以效率降低; 由能流图可知该内燃机的效率η= 100%-25%-40%=35%。 8. A [解析]热值是燃料的一种特 性,它和燃料的质量、放出热量的多少 无关。故A正确。 9. D [解析]设甲的功率为P甲,乙 的功率为P乙,甲的效率为η甲,乙的 效率为η乙,汽油的热值为q,做功时 间为t,甲在时间t 内做的有用功 W甲=P甲t。乙在时间t内做的有用功 W乙=P乙t。则由题意知,P甲∶P乙= 2∶1,η甲∶η乙=30%∶20%=3∶2; 甲在时间t内消耗的总能量Q甲= W甲 η甲 = P甲t η甲 。甲在时间t内的耗油量 m甲= Q甲 q = P甲t η甲q 。同理可以得到乙 在时间t 内的耗油量m乙 = P乙t η乙q 。 甲、乙两汽油机在相同时间内的耗油 量之比 m甲∶m乙= P甲t η甲q ∶ P乙t η乙q = P甲 η甲 ∶ P乙 η乙 =23∶ 1 2=4∶3 。 10. [解析](1) 发动机所做的功W有= Fs=1.6×105N×600000m=9.6× 1010J;(2) 由η= W有 Q放×100% 可得,航 空煤油完全燃烧放出的热量Q放= W有 η = W有 60%= 9.6×1010J 60% =1.6×10 11J; 由Q放=qm 可得,消耗航空煤油的质 量m= Q放 q = 1.6×1011J 4×107J/kg =4000kg; (3) 若发动机效率提高4%,则η'= 64%,由η= W有 Q放×100% 可得,航空煤 油完全燃烧放出的热量Q放'= W有 η' = 9.6×1010J 64% =1.5×10 11J;由Q放'= qm'可得,消耗的航空煤油的质量 m'= Q放' q = 1.5×1011J 4×107J/kg =3750kg, 则这段航程可以节约航空煤油的质量 Δm=m-m'=4000kg-3750kg= 250kg。 11. [解析](1) 一个标准大气压下水 的沸点为100℃,把壶内20℃、5kg 的水 烧 开,水 吸 收 的 热 量 Q吸 = c水 m水Δt1=4.2×103J/(kg·℃)× 5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J; (2) 普通煤炉的烧水效率为28%,由 η= Q吸 Q放×100% 可得煤完全燃烧放出 的热量Q放= Q吸 η =1.68×10 6J 28% =6× 106J,由Q放=mq可得普通煤炉完全 燃 烧 煤 的 质 量 m煤 = Q放 q煤 = 6×106J 3×107J/kg =0.2kg;(3) 由题可知, 双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg 水从20℃加热至40℃,则炉壁间水 吸收 的 热 量 Q吸'=c水 m水'Δt2= 4.2×103J/(kg·℃)×10kg× (40℃-20℃)=8.