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第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
目 录
01
基础过关
02
能力提升
01
基础过关
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1.下列关于热机、热值的说法正确的是( )
A.汽油机、柴油机都有火花塞和喷油嘴这两个关键部件
B.某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值,单位是kg/J
C.柴油机工作的效率是35%,说明它工作时柴油燃烧释放的能量65%转化为有用功
D.四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的
D
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第2节 热机的效率
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2.为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,东风汽车集团研发了-款新型汽车,与旧款汽车同样油耗和使用条件下相比,其发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法正确的是( )
A.尾气中有“汽油味”说明汽油在汽缸中燃烧不完全
B.该冲程为做功冲程,机械能转化为内能
C.若汽油在汽缸内完全燃烧,则发动机效率可达100%
D.尾气温度越高,说明发动机效率越高
A
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第2节 热机的效率
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3.下列说法正确的是( )
A.我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料,是因为氢的密度小
B.新能源汽车实现了“零排放”,其效率已达到了100%
C.物体吸热时,温度不一定升高
D.燃料的热值越大,热量越多
C
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4.汽车发动机之一是汽油机,汽油的热值为4.6×107J/kg,阅读了某汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成右图,下列说法正确的是( )
A.该内燃机的效率为60%
B.1kg的汽油燃烧一定能够释放4.6×107J的能量
C.利用废气的能量及减小摩擦是提高热机效率的有效途径
D.发动机压缩冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能
C
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5.天然气的热值是4.0×107J/m3,它的物理意义是____________________
_________________________。2.5m3的天然气完全燃烧能放出__________J的热量。
1m3天然气完全燃
烧时放出4.0×107J的热量
1.0×108
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6.图示为“长征六号”运载火箭,它首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。
(1)煤油燃烧过程中,其热值大小________。
(2)火箭起飞时,煤油燃烧产生大量高温高压的燃气,燃气对火箭的推力达1.2×106 N,这个力可举起质量为_______t的物体(g取10 N/kg)。
(3)燃气对火箭做功,燃气的内能会__________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
不变
120
减小
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7.某人参加长跑后,身体消耗的能量约为6.6×106J,这些能量需要完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到,则干木柴的热值为___________J/kg。一捆干木柴用掉一半后,剩余干木柴的热值将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
1.2×107
不变
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02
能力提升
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8.下列关于热机效率的说法不正确的是( )
A.减少各部件间的摩擦可提高热机效率
B.消耗等量燃料,做有用功越多,热机效率越高
C.减少热机工作的时间可以提高热机效率
D.柴油机的效率通常高于汽油机
C
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9.如图甲所示为四缸发动机,其工作原理:内燃机通过连杆把四个相同汽缸的活塞连在一根曲轴上,并使各汽缸的做功过程错开,飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。
(1)某汽缸在某时刻的状态如图乙所示,这是________冲程,这个冲程将________转化为__________;
做功
内能
机械能
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(2)小锦同学阅读了某品牌汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图丙所示的图表,请根据给出的信息,计算该内燃机输出的有用功为燃料释放能量的______%;
30
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(3)某台四缸发动机,其输出功率随转速变化如图丁所示,转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数,当发动机的转速达到3000r/min时,该发动机在1s内做功________ J;在该发动机的每个做功冲程里,发动机做功_____J。
3×104
300
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10.随着人们生活水平的提高,轿车已逐步进入我国普通百姓家中。已知某国产轿车每100km消耗8L汽油(1L=10-3m3),汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×107J/kg。则:
(1)10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是多少?
解:10kg汽油完全燃烧时所产生的热量
Q放=m1q=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J
(2)该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是多少?
解:该汽车行驶100km消耗的汽油的质量
m2=ρV=0.71×103kg/m3×8×10-3m3=5.68kg
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(3)若该汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为1000N,则此汽车发动机的效率为多少?
解:汽车在平直公路上匀速行驶时做的功
W=Fs=fs=1000N×105m=108J
消耗的汽油共放出的热量
Q=m2q=5.68kg×4.6×107J/kg=2.6128×108J
汽车发动机的效率
η= ×100%= ×100%≈38.3%
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