内容正文:
第十四章 内能的利用
一、单选题
1.人类的发展离不开能源,“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。如图是我国研制的一款清洁无污染的新型氢燃料汽车,氢燃料还具有较高的( )
A.内能 B.热值 C.凝固点 D.比热容
2.有些火箭用液态氢作燃料,是因为液态氢有( )
A.较小的密度 B.较低的沸点
C.较小的比热容 D.较大的热值
3.用铝壶在天然气灶上烧水的过程中( )
A.水的温度越高,水分子运动越剧烈
B.是通过做功的方式改变水的内能
C.铝的比热容比水小,铝的吸热能力比水强
D.天然气热值越大,燃烧就越充分
4. 下列关于一些物理概念的理解,说法正确的是( )
A.根据可知,同一物质的密度与质量成正比,与体积成反比
B.在光的反射定律中,两角相等是指:入射角等于反射角
C.惯性是物体的固有属性,惯性大小只与物体的质量有关,与是否受力、速度大小无关
D.热值大的燃料燃烧时放出的热量一定多,因此选用热值大的燃料可以提高燃料的利用率
5.这个春天, “淄博烧烤”凭借小葱、小饼、小火炉的“烧烤灵魂三件套”爆火出圈,成为淄博的新名片。在烧烤过程中涉及的物理知识,下列说法错误的是 ( )
A.香气四溢是扩散现象
B.火炉中新加的一木炭块越烧越旺,木炭的热值越来越大
C.木炭燃烧时将化学能转化为内能
D.食材吸热,温度升高,是通过热传递改变食材的内能
6.汽油机作为动力装置大多用在小汽车、飞机以及一些轻巧的机械上。如图所示是汽油机工作原理示意图,分析可知是四冲程汽油机的( )
A.做功冲程,将机械能转化为内能
B.压缩冲程,将机能转化为内能
C.做功冲程,将内能转化为机械能
D.压缩冲程,将内能转化为机械能
7.小明同学为了比较质量均为200g的水和燃油的吸热能力,利用如图甲所示的实验装置进行实验,实验中两个酒精灯完全一样,加热10min后每个酒精灯消耗酒精5g(q酒精=3×107J/kg),水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),用测得的数据绘制了温度随时间变化图像(如图乙)。若单位时间内水和煤油吸收的热量相等,则下列说法正确的是( )
A.煤油的末温比水的高,所以吸热能力更强
B.10min酒精完全燃烧放出的热量为1.5×104J
C.20min内煤油吸收的热量为1.26×104J
D.他使用的酒精灯的加热效率为8.4%
8.某家用轿车,重为1.5×104N,当车以72km/h的速度匀速直线行驶了1h,消耗汽油5.6kg,期间车受到的阻力为车重的0.08倍。已知汽油的热值为4.6×107J/kg,在此过程中,下列说法正确的是( )
①汽车通过的路程为72000m
②牵引力做功的功率为24000W
③汽油完全燃烧放出的热量为2.576×107J
④汽车发动机的效率为33.54%
A.只有①②③正确 B.只有②③④正确
C.只有①②④正确 D.只有②③正确
二、多选题
9.汽油机的做功冲程中,汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动做功。在活塞向下运动的过程中,汽缸内气体的( )
A.内能减少 B.温度升高
C.内能增大 D.分子热运动变慢
10.用酒精灯给试管内的水加热至一定程度,发现在试管口的木塞被冲出,如图所示。下列描述正确的是( )
A.试管中的水是靠做功的方式增加内能的
B.水蒸气对木塞做功,把机械能转化为内能
C.水蒸气对木塞做功,与汽油机做功冲程的原理相同
D.水蒸气对木塞做功,水蒸气内能减少
11.下列说法,正确的是( )
A.炒菜时,满屋飘香,表明分子在不停地做无规则运动
B.煮面条时,主要通过做功的方式改变了面条的内能
C.物体内能增大,一定是吸收了热量
D.四冲程汽油机的做功冲程中,内能转化为机械能
12.如图是“五香甜沫”,它是以小米面为主的熬煮成粥,为济南的一道传统美食。下列分析正确的是( )
A.被热蒸气烫伤往往比被热水烫伤更严重,是因为液化放热
B.用燃气灶熬煮时,调大火力可以提高燃气的热值
C.用高压锅煮粥熟的更快,因为锅内气压大液体沸点高
D.人们不敢大口喝热腾腾的甜沫,因为粥里含有的热量较多
13.学习了内能及能量的转化和守恒后,同学们在一起梳理知识时交流了以下想法,你认为其中正确的是( )
A.只有物体做了功,我们才能说物体具有能量
B.中国的空间站要维持一定的在轨高度,需要不断的补充能量,这是因为空间站在飞行的过程中有一部分机械能转化为内能
C.人造卫星在从近地点向远地点运动过程中是重力势能转化为动能
D.能量在转化和转移的过程中总会有损耗,但能量的总量保持不变
14.某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮1min转动1800周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),下列说法中正确的是( )
A.汽油机每秒内完成30个冲程
B.汽油机的功率为2025W
C.做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N
D.一个做功冲程中燃气对活塞做的功为1.35×105J
15.用相同的酒精灯加热初温相同(未知)、质量均为100g的甲、乙两种液体,已知68min消耗酒精的质量为0.4g,它们的温度随时间变化的图像如图,甲、乙单位时间吸收的热量相等,甲的比热容c甲=2×103J/(kg•℃),酒精的热值q酒 =3×107J/kg(单位时间消耗酒精的质量相同)。下列说法正确的是( )
A.甲液体的沸点为80℃,乙液体的沸点为40℃
B.68min酒精灯对甲液体的加热效率约为33.3%
C.甲、乙两种液体的初温都是0℃
D.乙液体的比热容c乙=4×103J/(kg•℃)
三、填空题
16.某单缸四冲程内燃机,在1min内曲轴转动3000圈,做功冲程推动活塞一次做功1200J,该内燃机工作时的功率是 W。
17.如图是我国用长征火箭发射“嫦娥一号”卫星时的壮观情景.
(1)火箭发射升空时,燃料通过燃烧将 能转化为燃气的 能,再转化为火箭的 能;火箭的燃料使用液态氢,主要是因为它的密度小且 大。
(2)“嫦娥一号”卫星绕月飞行时在遭遇月食期间没有太阳光照射,卫星表面的温度会急剧下降,内能 (选填“增大、减小或不变”).
(3)卫星在轨道上从远地点到近地点运行的过程中,飞船的重力势能 ,速度 .(选填“变大”、“变小”或“不变”)
18.古代取火的工具称为“燧(suì)”,取火方法有木燧、金燧、石燧。木燧即钻木取火,钻木取火过程的能量转化与汽油机 冲程能量转化情况相同。如图所示是钻木取火的工钻,使用时相当于我们学过的一种简单机械叫 。
19.用切割机切割钢筋,切割片的温度急剧上升,该过程将 能转化成内能,这与热机的 冲程的能量转化相同。
20.我国北方楼房的“暖气”中用水作为输送能量的介质,是因为水的比热容 ;汽车行驶时,其动力来源于汽油机的 冲程。
21.氢气是一种清洁能源。相同质量的氢气完全燃烧放出的热量可以达到煤气的三倍以上,说明氢气的 (选填“比热容”或“热值”)很大。以3倍的关系粗略计算,1 kg氢气完全燃烧放出的热量约为 J,这些热量可以使 kg 的水从 20 ℃加热至 80 ℃。(c水=4.2×103J/(kg·℃),q煤气 =4.2×107 J/kg)
22.建筑工地上有一台大型汽车吊,把100t建筑材料从地面吊到30m高处,汽车吊做的有用功为 ,在这过程中,汽车吊消耗柴油的质量为4kg,则完全燃烧4kg柴油释放的热量为 ,该过程中汽车吊的效率为 。若该柴油机的转速是3000r/min,它1秒钟对外做功 次.(柴油的热值为q=4.3×107J/kg,g取10N/kg)
四、计算题
23.某款汽车在平直的公路上匀速行驶一段距离后,消耗汽油2kg。已知汽油的热值,水的比热容。
(1)求2kg汽油完全燃烧放出的热量。
(2)在标准大气压下,假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%,这些废气的能量全部被质量为200kg、温度为20℃的水吸收,则水温升高多少摄氏度?
24. 如图所示,网红“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石,再加入质量为2kg、初温为60℃的鱼汤,鹅卵石放热能使鱼汤沸腾。[在一标准大气压下,鱼汤的比热容视为水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),q天然气=3.5×107J/m3]:
(1)鱼汤所吸收的热量为多少?
(2)若天然气完全燃烧放出的热量被鹅卵石全部吸收,而鹅卵石放出热量的80%被鱼汤吸收。求此过程需要燃烧多少m3天然气?
25.学习过热效率后,王明同学为计算他家天然气灶烧水的热效率,将2kg的水倒入烧水壶中,测出水温为20℃,把水刚加热到70℃时,测出消耗的天然气为0.03m3。已知,天然气的热值约为4.0×107J/m3。假设天然气完全燃烧,求:
(1)水吸收了多少热量。
(2)完全燃烧的天然气放出了多少热量。
(3)他家天然气灶的效率。
26.一辆氢气动力试验汽车的质量为1.5×103kg,10min内汽车在平直路面上匀速行驶了1.2×104m,消耗了0.15kg的氢气。此过程汽车发动机产生的牵引力为1.0×103N,汽车轮胎与地面接触的总面积为10dm2(氢气的热值取1.4×108J/kg,g取10N/kg)。求:
(1)行驶前汽车对地面的压强;
(2)牵引力做功的功率;
(3)汽车发动机的效率
五、作图题
27.如图所示,图甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图,图中画出了吸气冲程中活塞与曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况.请在图乙中,画出压缩冲程中活塞运动的方向(用“↑”或“↓”表示)和进气门、排气门的开闭情况.
六、实验探究题
28.小明和小辉学习了燃料的热值后,他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图甲和乙所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)为了保证实验结论的可靠性,小明和小辉选择了两套完全相同的装置,并且控制油的质量以及水的质量 。但对于两杯水的初温他们的看法却不同,请将下列他们的想法补充完整。
①小辉认为实验中是直接用 来表示煤油和菜籽油放出热量的多少,所以,实验中两杯水的初温可以不同。
②小明认为探究过程中他们采用了 法,所以只有燃料的 不同,其他因素都必须控制相同。如果两杯水的初温不同,那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同,于是两杯水的 就不相同,就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多,而水吸收的热量少、水温变化慢的情况。因此,实验时必须控制水的初温相同。
③你认为 (选填“小明”或“小辉”)的想法更合理。
(2)根据他们的实验记录,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 。
29.小侨要探究“不同物质吸热升温的现象”,同时又想要探究“不同燃料完全燃烧的放热能力”,他设计了如图所示的两组实验装置:(甲图中两酒精灯完全相同;乙图中酒精和碎纸片的质量相同,烧杯中水的质量、初温也相同)
质量/g
升温10℃所需时间/s
沙子
100
60
水
100
252
(1)你认为研究不同燃料燃烧放热能力应选用 (选填“甲”或“乙”)图器材;
(2)进行甲图实验时,要控制水和沙子的初温和 相同;
(3)除了图中实验器材外,还要用到搅拌器,使用搅拌器的好处是 ;
(4)甲图实验中当沙子和水升高相同的温度时,小侨是通过比较 来判断物质吸收热量的多少;小侨将实验数据记录在表一中,分析实验数据可知 (选填“沙子”或“水”)的吸热能力强;
(5)下列示例中与比热容无关的是 (填字母);
A.城市建造人工湖来改善气候
B.空调房间里放盐水可以增加湿度
C.用冷水冷却发动机
(6)乙组实验中,通过 来反映燃料放出热量的多少。
七、综合题
30.宁夏的能源储备充足,煤炭、风能、太阳能等多种能源富集互补,是全国首个新能源综合示范区,新能源利用率超过95%,居西北第一,同时水和天然气价格也相对低廉。
(1)小峰家常用天然气烧水。水烧沸腾时,壶盖不断向上跳动,此过程中能量转化与四冲程汽油机的 冲程的能量转化相同。
(2)在标准大气压下用天然气把一壶2kg的水从25℃加热至刚沸腾时,水吸收了多少的热量?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)若燃烧天然气放出的热量有40%被水吸收,则烧开(2)中的那壶水至少需要燃烧多少天然气?(天然气热值为4.2×107J/m3,设天然气完全燃烧)
31.我国近年来大力开发太阳能热水器。下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息。【水的比热容 c=4.2×103J/(kg·℃)】
太阳照射时间
(h)
装水量
(kg)
吸热板面积
(m 2)
水升高的温度
(℃)
太阳辐射功率
J/ (m2 ·h)
10
100
2
50
2.1×106
太阳辐射功率是指 1h 内投射到 1m2 面积上的热量,求:
(1)水吸收的热量;
(2)太阳投射到热水器的热量 E= J;
(3)太阳能热水器的效率;
(4)如果水吸收的热量由天然气来提供,需完全燃烧多少 m3的天然气?(q=4×107J/m3,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
32.天气温暖,小明家准备去户外野炊,如图所示是他家用到的一款户外分体式燃气炉。该燃气炉的铭牌如表所示,其中功率4500W是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量。炉头上标有“参数15”字样,该参数表示的是燃气炉功率[单位:瓦(W)]与耗气量[单位:克/时(g/h)]之比的数值为15。请回答以下相关问题:
品名
XX牌分体式防风燃气炉
材质
不锈钢铜铸铝
规格
展开φ260×116mm
折叠φ127×132mm
功率
4500W
储气质量
120kg
(1)燃气炉是通过 的方式增加食物的内能把食物煮熟。闻到食物的香味说明分子在 运动;
(2)气体燃料在常温下是通过 的方法液化存储在储气罐内。使用过程中,罐体温度变低,是因为燃料自碰嘴喷出后,发生 (填物态变化名称),要 (选填“吸收”或“放出”)热量;
(3)利用题目中的数据,可得气罐内燃料的热值是 J/kg。
答案解析
1.【答案】B
【知识点】凝固与凝固放热特点;内能的概念;比热容;燃料的热值
2.【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【解答】解:运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比,液态氢可以释放出更多的热量;并且所需的液态氢的体积小,便于储存和运输。
故答案为:D。
【分析】性质决定用途,燃料必须具有较大的热值.
3.【答案】A
【知识点】热传递改变物体内能;燃料的热值
4.【答案】C
【知识点】密度及其特性;光的反射定律;热量的计算;燃料的热值;惯性及其现象
【解析】【解答】A、密度是物质的一种特性,只与物质种类和状态有关,与质量和体积无关,故A错误;
B、 在光的反射定律中,两角相等是指: 反射角等于入射角,故B错误;
C、惯性是物体本身的一种属性,惯性大小只跟物体的质量大小有关,与物体是否受力、是否运动无关,故C正确;
D、由Q放=qm可知,相同质量的不同燃料,热值大的燃料,完全燃烧放出的热量多;选用热值大的燃料,燃料的利用率不一定高,故D错误。
故选择C
【分析】(1)质量是物体的一种属性,与物体的形状、状态、温度、所处空间位置的变化无关;密度是物质的一种特性,其大小与物质种类、状态有关,而与质量、体积无关;
(2)在光的反射现象中,先有入射角才有反射角,故应该反射角等于入射角;
(3)物体保持原来匀速直线运动状态和静止状态不变的性质叫惯性;
(4)热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与质量大小、燃烧程度无关;燃料的利用率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
5.【答案】B
【知识点】热传递改变物体内能;燃料的热值;分子动理论基本观点
【解析】【解答】A. 香气四溢是因为分子在不停地做无规则运动,是扩散现象,故A正确;
B.热值大小只与燃料的种类有关,木炭在燃烧过程中,热值不变,故B错误;
C. 木炭燃烧时将化学能转化为内能 ,故C正确;
D. 食材吸热,温度升高,内能增大,是通过热传递改变食材的内能 ,故D正确;
故答案为B。
【分析】扩散:不同物质在相互接触时,彼此进入对方的现象,表明分子在不停地做无规则运动;
热值大小只与燃料的种类有关;
燃烧的实质:将化学能转化为内能;
改变内能的方法:做功和热传递。
6.【答案】C
【知识点】热机的四个冲程
7.【答案】D
【知识点】比热容;燃料的热值;热机的效率;比较不同物质吸热的情况实验
8.【答案】C
【知识点】功率计算公式的应用;热机的效率;速度公式及其应用;功的计算及应用
9.【答案】A,D
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【解答】汽油机的做功冲程中,汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动做功,内能减少,温度降低,分子运动变慢。选AD。
【分析】根据压缩冲程能量的转化和温度、热量和内能的关系即可解出此题。本题考查的是内燃机的四个冲程和温度、热量和内能的关系。
10.【答案】C,D
【知识点】做功改变物体内能;热传递改变物体内能;热机
11.【答案】A,D
【知识点】做功改变物体内能;热传递改变物体内能;热机的四个冲程;分子热运动
【解析】【解答】A.芳香油分子不停地做无规则运动,扩散到空气中,炒菜时“满屋飘香”,由于炒菜时温度很高,分子的扩散速度加快,A符合题意;
B.煮面条时,主要通过热传递的方式改变了面条的内能,B不符合题意;
C.物体内能增大,有可能是外界对物体做了功,C不符合题意;
D.四冲程汽油机的做功冲程中,将高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能,D符合题意,
故答案为:AD。
【分析】物质是由分子组成的,分子不停地做无规则运动,改变内能的方式有热传递和做功,四冲程汽油机四个冲程的能量转化.
12.【答案】A,C
【知识点】液化及液化放热;燃料的热值;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】A. 被热蒸气烫伤往往比被热水烫伤更严重,是因为液化放热,故A正确;
B.燃料的热值与燃料的种类有关,与火力大小无关,故B错误;
C. 用高压锅煮粥熟的更快,因为锅内气压大液体沸点高,故C正确;
D.热量是热传递过程中的一个过程量,不能说含有,故D错误;
故答案为AC。
【分析】液化:物质由气态变成液态的过程,液化放热;
B.燃料的热值与燃料的种类有关;
C.液态沸点随气压的增大而增大;
D.热量是一个过程量,不能说含有。
13.【答案】B,D
【知识点】能量的转化或转移;能量守恒
【解析】【解答】A.能量表示物体能够对外做功的本领,而不是一定要对物体做功,一个物体具有能量不一定要对物体做功,A不符合题意;
B.中国的空间站在运动的过程中,会克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,所以为了要维持一定的在轨高度,需要不断的补充能量,B符合题意;
C.人造卫星在从近地点向远地点运动过程中,质量不变,高度变大,重力势能变大,由于不受空气阻力,机械能守恒,则动能会变小,是动能转化为重力势能,C不符合题意;
D.能量在转化和转移的过程中总会有损耗,但能量的总量保持不变,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】物体运动中,机械能转化为内能;能量在转移和转化时,总量保持不变,能量是守恒的。
14.【答案】B,C
【知识点】功率计算公式的应用;热机的四个冲程;压强的大小及其计算;功的计算及应用
15.【答案】A,B,C
【知识点】沸腾及沸腾条件;比热容;热机的效率
16.【答案】3×104/30000
【知识点】功率的计算;热机的四个冲程;有关热机的计算
【解析】【解答】曲轴每转2圈对外做一次功,1min内曲轴转动3000圈,则内燃机对外做功1500次,活塞对外做的总功W=1200J×1500=1.8×106J
活塞对外做功的功率P= = =3×104W
【分析】根据汽油机的飞轮转数计算做功数,利用功和时间的比值计算功率。
17.【答案】(1)化学;内;机械;热值
(2)减小
(3)变小;变大
【知识点】机械能及其转化;热传递改变物体内能;燃料的热值;能量的转化或转移
18.【答案】压缩;轮轴
【知识点】热机;轮轴及其他常见简单机械
19.【答案】机械;压缩
【知识点】热机;热机的四个冲程
20.【答案】大;做功
【知识点】比热容;热机的四个冲程
【解析】【解答】我国北方楼房的“暖气”中用水作为输送能量的介质,是因为水的比热容较大,相同质量的水,放出相同热量,比其他物质降低的温度较小。
汽车行驶时, 汽油机的吸气冲程和排气冲程没有能量的转化,压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能,其动力来源于汽油机的做功冲程。
【分析】水的比热容较大,相同质量的水,放出相同热量,比其他物质降低的温度较小。
做功冲程对外做功,将内能转化为机械能;另外还有压缩冲程有能量转化,将机械能转化为内能。
21.【答案】热值;1.26×108;500
【知识点】热量的计算;燃料的热值;热机的效率
【解析】【解答】在同等条件下,氢气完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明氢气的热值很大。
1kg煤气完全燃烧放出的热量Q放=mq煤气=1kg×4.2×107J/kg=4.2×107J
1kg氢气完全燃烧放出的热量Q放′=3Q放=3×4.2×107J=1.26×108J
由题知Q吸=Q放′=1.26×108J
水的质量
【分析】某种燃料完全然烧放出的热量和质量的比值叫做热值;
利用Q放=mq求出1kg煤气完全燃烧放出的热量,进一步求1kg氢气完全燃烧放出的热量;由题知,Q吸=Q放=cm△t,据此可求水的质量。
22.【答案】3×107J;1.72×108J;17.4%;25
【知识点】燃料的热值;热机的效率;功的计算及应用
【解析】【解答】建筑材料的质量是:m=100t=1×105 kg,则重力是:G=mg=1×105 kg×10N/kg=1×10 6 N,又因为吊起的高度是:h=30m,所以汽车吊做的有用功是:W 有用=Gh=1×106 N×30m=3×10 7 J;由Q 放=m柴q知道,此过程柴油完全燃烧放出的热量是:Q放=m柴油q=4kg×4.3×107 J/kg=1.72×108 J;故汽车吊的效率是:η= ;因为内燃机的一个工作循环有四个冲程,飞轮转2圈,燃气对外做功1次,所以,当柴油机的转速是的转速为3000r/min=50r/s时,该柴油机每秒钟转50圈,对外做25次功。
故答案为:3×107J;1.72×108J;17.4%;25.
【分析】根据物体的质量计算重力,利用力和高度的乘积计算有用功,利用燃料的热值和质量的乘积计算放热多少,利用有用功和总热量的比值计算热机效率,柴油机飞轮转数是做功数的2倍,根据转数可以计算做功数的多少。
23.【答案】(1)9×107J
(2)45℃
【知识点】燃料的热值;热机的效率
24.【答案】(1)解:一个标准大气压下,水的沸点是100℃,
鱼汤吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣60℃)=3.36×105J
(2)解:根据题意可知,鹅卵石放出热量的80%被鱼汤吸收,
则鹅卵石放出的热量,
由于天然气完全燃烧放出的热量被鹅卵石全部吸收,所以天然气完全燃烧放出的热量Q=Q放=4.2×105J,
由Q=Vq可知,此过程需要完全燃烧天然气的体积:。
【知识点】热量的计算;燃料的热值;热机的效率
【解析】【分析】1)根据吸热公式 Q吸=c水m(t﹣t0) 计算 鱼汤所吸收的热量
2)根据效率公式η=Q吸/Q放计算鹅卵石释放的热量,根据放热公式Q放=vq计算天然气的体积
25.【答案】(1)4.2×105J;(2)1.2×106J;(3)35%
【知识点】比热容;燃料的热值;热机的效率
26.【答案】(1)解:汽车对地面的压力等于汽车的重力F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×103N,汽车与地面的接触面积为S=10dm2=0.1m2,所以行驶前汽车对在面的压强p=F/S=1.5×103N/0.1m2=1.5×105Pa
(2)解:牵引力做功W有=F牵s=1.0×103N×1.2×104m=1.2×107J,汽车牵引力的功率P=W有/t=1.2×107J/600s=2×104W
(3)解:消耗的氢气的总能量W总=mq=0.15kg×1.4×108J/kg=2.1×107J,所以汽车发动机的效率η=W有/W总=1.2×107J/2.1×107J=57.1%。
【知识点】燃料的热值;热机的效率;压强的大小及其计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据p=求出汽车对地面的压强;
(2)根据W=Fs求出牵引力做的功,再根据P=求出牵引力的功率;
(3)根据Q放=mq求出消耗氢气完全燃烧释放的热量,根据η=×100%求出汽车发动机的效率.
27.【答案】解:
在内燃机的压缩冲程中,两个气门都关闭,活塞向上运动;如下图所示:
【知识点】热机的四个冲程
【解析】【分析】四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程,压缩冲程,两个气门都关闭,活塞向上运动.
28.【答案】相等;水温升高的多少;控制变量;种类;散热;小明;煤油
【知识点】燃料的热值
29.【答案】乙;质量;受热均匀;加热时间;水;B;升高的温度
【知识点】燃料的热值;比较不同物质吸热的情况实验
30.【答案】(1)做功
(2)在标准大气压下水的沸点为100℃,即水的末温为100℃,
水吸收的热量Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣25℃)=6.3×105J
(3)由可得,天然气完全燃烧放出的热量:
1.575×106J,
由Q放=Vq可得,需要天然气的体积:
0.0375m3
【知识点】热量的计算;燃料的热值;热机的效率;热机的四个冲程
【解析】【分析】1)高温高压的燃气推动活塞移动为做功冲程;2) 在标准大气压下水的沸点为100℃,即水的末温为100℃ ,根据热量计算公式 Q吸=c水m水(t﹣t0) 计算水吸收的热量;
3)根据效率公式 可得,天然气完全燃烧放出的热量 Q放
根据 Q放=Vq 计算 需要天然气的体积
31.【答案】(1)解: 水吸收的热量;
(2)
(3)解: 太阳能热水器的效率
(4)解:天然气放出的热量;
需要燃烧天然气的体积:。
【知识点】热量的计算;燃料的热值;热机的效率
【解析】【解答】解:(2) 太阳投射到热水器的热量 ; 2.1×106 J/ (m2 ·h) x10h×2m2=J;
【分析】(1)根据计算水吸收的热量;
(2) 太阳投射到热水器的热量 =太阳辐射功率×时间×面积;
(3)根据计算太阳能热水器的效率;
(4)根据计算燃烧天然气的体积。
32.【答案】热传递;不停地做无规则;压缩体积;汽化;吸收;5.4×107
【知识点】液化及液化放热;热传递改变物体内能;燃料的热值;分子热运动
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