内容正文:
第十四章 内能的利用
一、选择题
1.世界最大、钻井深度最深的海上钻井平台“蓝鲸1号”在南海成功试采出“可燃冰”。同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量为煤气的数十倍,说明“可燃冰”具有很大的( )
A.密度 B.比热容 C.热值 D.热量
2.图所示的是汽油机的四冲程的示意图,其中表示机械能转化内能冲程的是( )
A. B. C. D.
3.热机包括内燃机,柴油机和汽油机都属于内燃机,关于热机的下列说法中正确的是( )
A.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞
B.柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合物吸入汽缸
C.四冲程汽油机在工作过程中,进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D.在柴油机的压缩冲程中,内能转化为机械能
4.如图所示为某单缸四冲程内燃机工作示意图,下列说法中正确的是( )
A.一个完整工作循环的顺序是:乙甲丁丙
B.甲冲程是依靠飞轮的惯性运转的
C.丙冲程中活塞向上运动排出废气
D.丁冲程发生的能量转化是内能转化为机械能
5.某四冲程汽油机的转速为3000r/min,则( )
A.该汽油机每秒钟对外做功50次 B.该汽油机每秒钟活塞往复运动25次
C.该汽油机每秒钟对外做功25次 D.该汽油机每秒钟活塞完成50个冲程
6.关于热机,下列说法正确的是( )
A.柴油机和汽油机在吸气冲程中吸入的都是空气
B.热机使用的燃料的热值越大,热机效率就越高
C.四个冲程中除了做功冲程,其他冲程都是靠惯性完成
D.目前有些新型燃料汽车实现了“零排放”,它们的热机效率达到了100%
7.2023年1月1日起,国内全面推行国六B汽油,与国六A汽油相比,国六B汽油烯烃(碳氢元素组成的化合物)含量降低约,因此汽车发动机工作时,能有效减少尾气中污染物的排放。如图,这是汽车发动机某冲程的示意图,下列说法正确的是( )
A.该冲程为做功冲程,机械能转化为内能
B.若该汽油机飞轮的转速为,则每秒对外做功20次
C.若汽油在汽缸内完全燃烧,则发动机效率可达
D.汽车行驶过程中,随着油箱中汽油质量的减少,剩余汽油的热值不变
8.一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J的热量,共计损失了4.8×107 J能量,下列说法错误的是( )
A.该柴油机的效率为40% B.用来做有用功的能量为3.2×107 J
C.通过科技进步,在未来可以实现能量零损失 D.减少机械间的摩擦可以提高热机效率
二、填空题
9.如图所示是汽油机工作过程中的 冲程,此冲程的能量转化是 。
10.“收官之作,星耀全球”。年月日,长征三号乙运载火箭搭载着北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射,标志着我国全面完成北斗全球卫星导航系统星座部署。燃料燃烧时,将化学能转化为 能。能量的转化过程中,能量的总量是 选填“增大”“减小”或“不变”的。
11.如图所示的三幅图中,图甲、乙是两个演示实验,丙是四冲程汽油机工作过程的一个冲程。图丙是 冲程,与图丙所示冲程原理相同的是 (选填“甲”或“乙”)图所示的演示实验。已知汽油的热值是4.6×107J/kg,则完全燃烧50g汽油放出的热量为 J。
12.人类发展史也是利用燃料的历史,干木柴、煤的放热本领不同,是因为它们的 (选填“热值”“热量”或“温度”)不同。某公司研发的一款无人驾驶汽车以一定的速度匀速直线行驶20km,受到的阻力为2430N,若燃料完全燃烧放出的热量有30%的能量转化为汽车的机械能,则消耗的燃料质量为 kg。(q燃料=4.5×107J/kg)
13.小华尝试估测家里天然气灶的效率。她在水壶中加入2kg水,经测量水的初始温度为20℃,然后将水烧开,他观察天然气表发现此次烧水用了0.1m3天然气,水吸收的热量为 J。该天然气灶的效率为 %。[天然气的热值为,水的比热容,假设当地大气压为1个标准大气压]
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.如图所示,这是某家庭安装的壁挂式太阳能热水器,假设太阳能面板受到阳光照射时,平均每小时吸收的太阳能,若热水器吸收8h的太阳能,可以使质量为100kg的水温度升高50℃。求:[]
(1)水吸收的热量;
(2)该太阳能热水器的效率;
(3)若用效率为50%的燃气灶对这些水加热,达到同样的效果需要的燃气质量。(燃气的热值为)
17.有一辆汽油机提供动力的汽车,该车输出功率与汽油机转速的关系如图所示。这辆汽车在某次测试时以90km/h的速度在水平公路上匀速行驶了10min,消耗1.1kg的汽油,此过程中汽油机的转速为2000r/min(汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg)
(1)该汽车行驶时产生的牵引力多大?
(2)若消耗的汽油完全燃烧,汽油机一个工作循环汽油完全燃烧的热量多少焦耳?
(3)此过程中汽油机的效率是多少?(百分数保留到0.1位)
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