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第十四章 内能的利用
一、选择题
1.如图是烟花弹燃放时的情形。火药点燃,推动烟花前进,这个过程与四冲程汽油机的哪一个冲程中的能量转化是相同的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
2.关于燃料及其热值,下列说法中正确的是( )
A.没有燃烧的燃料,热值等于零 B.燃料完全燃烧时,它的热值最大
C.燃料燃烧时温度越高,放出的热量越多 D.燃料的热值与质量和燃烧状态无关
3.如图所示是四冲程汽油机工作的一个冲程,关于该冲程的说法正确的是( )
A.吸气冲程,只吸入空气 B.压缩冲程,机械能转化成内能
C.做功冲程,内能转化成机械能 D.排气冲程,排放废气
4.为了提高热机效率,你认为下列方法目前不可能的是( )
A.尽量使燃料充分燃烧 B.尽量减少各种热散失
C.尽量减少因克服摩擦而损失的能量 D.想办法把燃料燃烧产生的全部热量都用来做有用功
5. 2022年11月29日晚,搭载神舟十五号载人飞船的长征二号遥十五运载火箭点火升空,成功将航天员费俊龙、邓清明、张陆送入太空,打响了中国空间站建造阶段的收官之战。火箭喷气发动机是火箭的动力。下列说法中正确的是( )
A.火箭喷气发动机不属于热机
B.火箭通常选用热值较大的物质作为燃料
C.火箭发射升空,燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
D.如果燃料燃烧得不充分,其热值就会减小
6.有关能量守恒定律,下列说法中正确的是( )
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,永动机是不存在的
7. 如图是某汽油机的主要能量流向和相关参数图,下列说法正确的是( )
A.有用机械能所占比例最大 B.废气带走的能量占比为25%
C.该汽油机的效率为35% D.减少机械摩擦不能提高汽油机效率
8.氢发动机是用气态氢作为燃料,代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机,氢气燃烧的生成物为水。如图所示,这是氢发动机汽车,它的四冲程内燃机转速为。该车在平直路面上以的速度匀速行驶,所受的阻力为,行驶消耗氢气。下列说法正确的是( )
A.氢气燃烧的生成物为水,所以氢发动机的效率可达
B.该汽车氢发动机对外做功次
C.该过程汽车牵引力做功的功率为
D.该氢发动机汽车的热机效率为
二、填空题
9.如图所示是汽车汽油机工作循环中的一个冲程,它是 冲程,此冲程主要将内能转化为 能。
10.小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起,这一现象与热机的工作循环中的 冲程原理相同,一单缸四冲程汽油机,飞轮转速为,则对外做功 次。
11.汽车刹车过程中,因摩擦将机械能转化为地面、轮胎和空气的内能。转化获得的这些能量,将无法重新自动地转化为汽车行驶所需的能量,此现象说明能量的转化具有 性;能量的转化或转移过程中,能的总量保持 。
12.火箭使用的燃料主要是液态氢,这是利用了氢燃料 大的特性。此次火箭发射过程中,30kg氢完全燃烧释放出的热量是4.2×109J,氢的热值是 J/kg;液态氢燃烧过程中,其热值大小 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
13.新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶装10kg液化气,液化气的热值取J/kg,则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量为 J;若放出的热量有40%被水吸收,在标准大气压下可让500kg、25℃的水温度升高 ℃。[]
三、实验探究题
14.在“比较酒精和碎纸片的热值”实验中,某小组用如图甲所示的装置进行实验,图中燃烧皿、烧杯a和b、温度计均完全相同,烧杯中盛有水。实验时,点燃放在燃烧皿中的酒精和碎纸片,通过石棉网给烧杯加热,直至酒精和碎纸片完全烧尽。
(1)安装实验器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序安装:石棉网的作用是 。
(2)为了保证实验结论的可靠性,在实验中还应控制两杯水的初温和 相等;通过比较 来反映酒精和碎纸片燃烧放出的热量多少。
(3)小组根据记录的各个时刻a、b烧杯中水的温度,绘制了如图乙所示的图像,则可初步判断 的热值较大。
(4)实验后,小组同学算出了酒精的热值。但对比物理书上的酒精热值,发现计算出的热值小了很多,这是因为: 。
四、计算题
15.如图甲是网上曾热销一种“55度杯”,称“能很快将开水变成适饮的温水,而后又能将凉水变成适饮的温水”。为破解此中秘密,某中学物理小组设计了如图乙模型。此杯内胆中被封存着300g水,室温20℃,不计热量损失。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q酒精=3×107J/kg]求:
(1)若向杯中倒入0.1kg、100℃开水,摇一摇,杯中水的温度迅速降至40℃,倒入的水放出了多少热量?
(2)完全燃烧2g的酒精放出热量为多少J?
16.某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.1kg的煤,煤的热值约为,水的比热容为,求:
(1)煤完全燃烧产生的热量;
(2)6分钟内水吸收的热量;
(3)煤炉烧水时的热效率。
17. 蓬溪县城内将开通第四路公交车,在公交车性能测试中,让其在一段平直的公路上匀速行驶,受到的平均阻力是,消耗燃油假设燃油完全燃烧。若燃油的热值,求:
(1)牵引力所做的功是多少?
(2)燃油放出的热量是多少?
(3)该公交车的热机效率是多少?
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