内容正文:
第十章 机械能、内能及其转化
五、火箭 六、燃料的利用和环境保护
1. 火箭使用的是喷气发动机,它是靠燃料在燃烧室内燃烧后产生 高温 、 高压 的气体,这种气体从尾部以极高的速度喷出,同时产生很大的 反冲推力 推动机身向前运动。
2. 喷气发动机分为 空气 喷气发动机和 火箭 喷气发动机两类。前者本身只携带燃料,它需要利用外界 空气 来助燃,因此不宜在空气稀薄的高空飞行;而后者本身带有燃料和氧化剂,不需要依靠外界 空气 来助燃,因此,飞行高度不受限制。
3. 某种燃料 完全燃烧 时 化学 能转化为 内 能的量(放出的热量)与其 质量 的比,叫作这种燃料的热值。
高温
高
压
反冲推力
空气
火箭
空气
空气
完全燃烧
化学
内
质量
4. 热值用字母 q 表示,单位是 J/kg 。质量为m的燃料完全燃烧放出的热量Q= mq 。对于气体燃料而言,一般对应的单位是 J/m3 。体积为V的气体燃料完全燃烧放出的热量Q= qV 。
5. 锅炉 有效利用 的热量与 燃料完全燃烧放出 的热量之比,叫作锅炉的效率。
6. 炉子有效利用的热量为Q有,燃料完全燃烧放出的热量是Q总,炉子效率公式可以写成:η= ×100% 。
q
J/kg
mq
J/m3
qV
有效利用
燃料完全燃烧放出
×100%
火箭使用的发动机是喷气发动机,与内燃机一样都属于热机,都是把燃料的
化学 能转化为内能,内能再转化为 机械 能。
2. (2022·吴忠盐池二模)一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106J,这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到,则干木柴的热值为 1.2×107 J/kg;干木柴用掉一半后,剩余干木柴的热值将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
3. (2022·驻马店上蔡月考)一台单缸四冲程汽油机每分钟消耗汽油10g,其中与钻木取火能量转化相同的是 压缩 冲程,若飞轮转速为1500r/min,一个做功冲程燃气对活塞做功150J,则该汽油机工作时热机效率为 25% 。(汽油热值为4.5×107J/kg)
化学
机械
1.2×107
不变
压缩
25%
4. 关于火箭的论述,下列说法错误的是( D )
A. 火箭是一种新型的热机,是人类征服宇宙空间的工具
B. 火箭可以飞出大气层,在太空中飞行
C. 火箭的飞行是让高温高压的燃气高速地向后喷出,而使它获得向前的动力
D. 火箭不需要空气助燃,也不需要带任何氧化剂助燃
5. (2022·成都青羊模拟)关于q=的理解,下列说法中正确的是( D )
A. 热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B. 若燃料燃烧不充分,热值将减小
C. 当燃料未燃烧时,其热值为零
D. 某种燃料热值大小与是否充分燃烧无关
D
D
6. (2022·长春)内燃机的能量流向图如图所示。内燃机的效率为( D )
A. 7% B. 28%
C. 31% D. 34%
D
7. (2022·镇江)如图所示,用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热,两图装置均相同。燃料的质量用m表示,燃料充分燃尽时水升高的温度用Δt表示(水未沸腾)( D )
A. 若m相同,Δt越小,燃料的热值越大
B. 若Δt相同,m越大,燃料的热值越大
C. 若的值越大,燃料的热值越大
D. 若的值越大,燃料的热值越大
D
8. (2021·潍坊)某同学估算煤气灶烧水时的效率,他在烧水壶中装入V=2.5L的水,烧水前的水温为20℃,将水加热至100℃,立即关闭煤气,烧水前、后燃气表的示数变化ΔV=0.105m3,该同学查得煤气的热值q=4×107J/m3,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),求:
(1) 水吸收的热量。
解:(1) 已知V=2.5L=2.5dm3=2.5×10-3m3,由ρ=可得,水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg,烧开这壶水,水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×105J
(2) 煤气灶烧水的效率。
解:(2) 煤气完全燃烧放出的热量Q放=ΔVq=0.105m3×4×107J/m3=4. 2×106J,煤气灶烧水的效率η=×100%=×100%=20%
9. (2022·菏泽牡丹三模)某机器的能量流向如图所示,据此推理该机器可能是( A )
A. 火箭发动机 B. 发电机
C. 滑轮组 D. 电饭煲
A
10. (2022·常州天宁期中)释放化学能的过程