内容正文:
第一部分 课时训练
第十四章 内能的利用
第十四章章末复习
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2
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汽油机和柴油机的区别
【例1】 关于柴油机和汽油机,下列说法错误的是( )
D
A.柴油机以柴油为燃料 B.汽油机以汽油为燃料
C.柴油机顶部有个喷油嘴 D.汽油机对环境没有污染
柴油机汽缸顶端有个喷油嘴,汽油机汽缸顶端有个火花塞。
汽油机排放出的和 等气体,会污染环境,还会形成酸雨。
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1.下列关于汽油机的说法正确的是( )
B
A.汽油机上的火花塞坏了的时候,可以用柴油机的喷油嘴代替
B.汽油机和柴油机可以达到相同的功率
C.汽油机中的燃料完全可以用柴油来代替
D.汽油机与柴油机除了所用燃料之外,其余没有区别
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与压强有关的热机计算
【例2】(1) 单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如图所示,下列关于
这种内燃机一个工作循环的四个冲程顺序排列正确的是___。
B
A.丙、丁、乙、甲 B.乙、丁、甲、丙
C.乙、甲、丁、丙 D.甲、乙、丙、丁
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(2)某四冲程内燃机,飞轮转速为,活塞面积为,行程
是,假如做功冲程中燃气的平均压强是 ,求:
①做功冲程中燃气对活塞的平均压力;
解:活塞的面积 ,
由 得做功冲程中燃气对活塞的平均压力:
。
②一个做功冲程中燃气对活塞做的功;
解:一个做功冲程中燃气对活塞做功:
。
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③内燃机的功率。
解: 表示每分钟飞轮转动300转,每两转对外做功一次,所以每
分钟做功150次,内燃机每分钟做的功:
;
内燃机的功率: 。
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1.理解四冲程的先后顺序和工作的特点,结合图做出判断。
2.做功冲程中燃气对活塞的平均压力需结合固体压强公式求解。
3. 表示每分钟飞轮转动300转,每两转对外做功一次,所以每分钟
做功150次。
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2.某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为 ,一个冲程活塞在汽缸中移
动的距离是,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 ,
飞轮 转2 400周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),则做功冲程燃
气对活塞平均压力为________,一个做功冲程中燃气对活塞做功_____ ,
汽油机的功率是________ 。
2 700
135
2 700
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热值的影响因素
【例3】 关于热值,下列说法正确的是( )
D
A.燃料燃烧时放出的热量越多,其热值越大
B.燃料燃烧越充分,其热值越大
C.燃料燃烧时温度越高,其热值越大
D.热值的大小由燃料本身决定
热值是燃料本身的一种特性,只由燃料本身决定,和燃料燃烧放出热量
的多少、燃烧是否充分、温度高低无关。
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3.中是燃料的质量, 是燃料燃烧完全燃烧放出的热量,那么( )
D
A.热值的大小与 成正比
B.热值的大小与 成反比
C.热值的大小与、都有关,由与 共同决定
D.热值的大小与、 都无关,由燃料的种类决定
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误认为增加热机工作时间可以提高热机效率
【例4】 为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率
的是( )
D
A.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失
B.尽量减少热机内部各部件间的摩擦
C.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全
D.尽量增加热机的工作时间
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热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比,所
以减少热量的损失、使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件
间的摩擦都可以减少热量的损失,提高效率;而增加热机的工作时间,并不
能减少热量的损失,所以不能提高热机的效率。
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4.下列措施可以提高热机效率的是( )
C
A.燃烧更多的燃料 B.使用热值更大的燃料
C.使燃料燃烧更充分 D.提高热机的功率
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不能正确理解能量守恒定律
【例5】 在各种形式的能量相互转化过程中,下列说法正确的是( )
C
A.动能一定守恒 B.内能一定守恒
C.各种形式能的总量一定守恒 D.各种形式的能量都守恒
各种形式的能量相互转化是有方向和条件限制的,能量相互转化时其总
量保持不变,表明能量是不能被创造或消灭的。因此各种形式能的总量一定
守恒,单一的某一种形式的能或几种能不一定守恒。
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5.有关能量守恒定律,下列说法中正确的是( )
D
A.能量守恒定律只适用于机械能与内能的相互转化
B.能量守恒定律只适用于能量转化过程
C.“摩擦生热”是创造了热,它不符合能量守恒定律
D.按照能量守恒定律,宇宙中的能量总和永远不会增减
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热平衡的计算
两个温度不同的物体放在一起,高温物体放出热量,低温物体吸收热量,
当两个物体温度达到相同时,如果没有热量损失,则有 ,称为热
平衡方程。在热量计算题中,常采用此等式。如果有热量损失,则有
,一般会利用效率来讨论问题。
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1.小星用燃气灶将质量为、温度为的水加热到 ,则水需要吸
收多少热量?该燃气灶的热效率是 ,则加热这些水需要燃烧的燃气为多
少立方米?
[水的比热容是,燃气的热值是
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解:水吸收的热量:
。
由 可得,燃气完全燃烧放出的热量:
,
由,
可得,需要燃气的体积:
。
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燃料的热值计算
热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质
量、体积、是否完全燃烧等无关。
公式:
放出的热量——焦耳;热值——焦耳每千克;
燃料质量——千克。气体燃料按体积来量度, 燃料体积——立方
米 。
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2.某家庭用的燃气热水器,将的水从加热到 ,完全燃烧了
的煤气。已知水的比热容为 ,煤气的热值为
。试求:
(1)煤气完全燃烧放出的热量是多少?
解: 煤气完全燃烧放出的热量:
。
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(2)水吸收的热量是多少?该热水器烧水的效率是多少?
解:水吸收的热量:
,
该热水器烧水的效率: 。
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(3)如果完全燃烧天然气放出的热量的 用来对小轿车做功,以
的动力进行牵引,可使轿车行驶多远?(天然气的热值为
解: 天然气完全燃烧放出的热量:
;
根据 可知小轿车做功:
;
根据可知轿车行驶的距离: 。
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热机的效率计算
影响燃料有效利用的因素:一是燃料很难完全燃烧;二是燃料燃烧放出
的热量散失很多,只有一小部分被有效利用。
有效利用燃料的一些方法:把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛
(提高燃烧的完全程度);以较强的气流,将煤粉在炉膛里吹起来燃烧
(减少烟气带走的热量)。
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热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之
比叫做热机的效率。
热机的效率是热机性能的一个重要标志,与热机的功率无关。
公式:
由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
热机能量损失的主要途径:废气、散热损失、机器损失。
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3.某汽车质量为,在一段平直公路上匀速行驶了 ,车受
到的阻力为车重的倍。(假设燃油完全燃烧,燃油密度 为
,燃油热值为,取
(1)求该汽车牵引力所做的功;
解:汽车的重力为 ;
汽车匀速直线运动,受平衡力作用,故汽车受到的牵引力为
;
汽车牵引力做功为 。
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(2)已知这一过程消耗燃油 ,求该汽车的效率。
解:燃油的质量为 ;
燃油燃烧放出热量为 ;
汽车的效率为 。
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4.目前,“节能减排”已引起全球的关注。如何减少能耗,提高汽车发动机
的效率越来越受到人们的重视。某汽车以 的速度在平直公路上匀速
行驶消耗了 汽油。
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(1)请计算这段路程内所消耗的汽油完全燃烧所产生的热量。
(汽油密度,热值
解:根据可知, 汽油的质量为
,
这些汽油完全燃烧放出的热量
。
(2)此汽油机的效率为多少?
解:汽油机的效率 。
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(3)求汽车输出的有用功率。(保留三位有效数字)
解:有用功: ;
运动时间: ,
汽车输出的有用功率: 。
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5.(2024春·广州天河期末)小明看到一则新闻(材料一),若该汽车行驶过程
中牵引力保持不变,氢气的热值 ,求:
材料一
氢能源汽车明年1月开跑
跨时代核心科技——氢燃料发动机,采用全新绿色氢能源,真正实现
零排放!
加满 氢可跑400公里!
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(1) 氢完全燃烧放出的热量;
解: 氢完全燃烧放出的热量
。
(2)该汽车行驶 牵引力所做的功;
解:该汽车行驶 牵引力所做的功
。
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(3)该汽车氢燃料发动机的效率;
解:该汽车氢燃料发动机的效率
。
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(4)小明又查阅了大量资料,总结各种内燃机的效率范围如材料二,据此
判断,(3)中算出的效率是否符合材料二?____(选填“是”或“否”)。
材料二
内燃机种类 效率范围
汽油机
柴油机
氢燃料发动机
否
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$$