内容正文:
第十四章 内能的利用
章末知识复习
建体系 思维导图 01
转化
消失
产生
其他
其他
保持不变
内
机械
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
完全
J/kg
J/m3
Q=qm或Q=qV
有用
燃料完全燃烧放出的热量
串重难 逐点突破 02
知识点一 能量的转化与守恒
典例1 如图所示,用酒精灯给试管内水加热至一定程度,发现试管口木塞会被推出。
(1)酒精燃烧过程中能量的转化情况是 。
(2)酒精灯给水加热是通过 方式使水的内能增加;木塞
被推出后水蒸气的内能 (选填“增加”“减少”或“不变”)。
化学能转化为内能
热传递
减少
2
重难点拨
3
1.各种形式的能量在相互转化过程中,下列说法正确的是( )
A.机械能一定守恒
B.各种形式的能量都守恒
C.各种形式的能的总量一定守恒
D.内能一定守恒
针对训练
C
4
知识点二 内燃机
典例2 汽油机的四个冲程中,哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程
( )
C
5
重难点拨
6
2.如图是汽油机工作时的四个冲程,下列说法正确的是( )
A.活塞在气缸内往复运动一次,该汽油机对外做功一次
B.甲是压缩冲程,是将内能转化为机械能,丁是做功冲程是将机械能转化为内能
C.该内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙
D.汽油机吸气冲程气缸吸进的
物质只有汽油
针对训练
C
7
3.(多选题)某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1 800 r/min,如图为该内燃机某冲程的示意图。下列说法正确的是( )
A.该内燃机是柴油机
B.这是压缩冲程,机械能转化为内能
C.该冲程是靠飞轮惯性完成的
D.该内燃机正常工作时,1 s对外做功15次
BCD
8
4.关于内能和内能的利用,下列说法中正确的是( )
A.五月的街头,杨花飞絮随风舞,好似雪花满天飞,说明分子在不停地做热运动
B.新能源汽车实现了“零排放”,其效率达到了100%
C.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
D.内燃机的压缩冲程,主要通过做功的方式增大气缸内物质的内能
D
9
知识点三 热值及热机效率
典例3 (2024达州)在标准大气压下,小明用天然气灶将质量为1 kg的水,从20 ℃加热到沸腾,水吸收的热量是 J。他家天然气热水器的热效率是70%,他某次洗澡,耗水20 kg,热水器进水温度是22 ℃,出水温度是42 ℃,他这次洗澡消耗天然气 m3。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值取3.2×107 J/m3。
3.36×105
0.075
10
5.关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A.在做功同样多的情况下,热机的效率越高消耗的燃料越多
B.一般情况下柴油机的效率比汽油机高
C.热机的效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的
针对训练
B
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6.如图所示,将活塞迅速下压,玻璃筒底的脱脂棉被点燃。此过程是通过
的方式增加了筒内空气的内能,能量转化方式与汽油机的 冲程相同。某汽油机在一次工作中消耗了2 kg汽油,对外做功为2.3×
107 J,则汽油机的效率是 。(汽油热值为4.6×107 J/kg)
做功
压缩
25%
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7.某飞机在一次执行任务的过程中,飞行距离为4 000 km,消耗航空煤油的质量为50 t,若飞机匀速飞行时受到的平均阻力的大小为2.3×105 N,该过程中飞机发动机的推力做的功为 J,发动机的效率为
(航空煤油的热值为4.6× 107 J/kg)。若该飞机换装效率为50%的新发动机后,每飞行100 km,可节约航空煤油约为 t。
9.2×1011
40%
0.25
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8.小红观察到家里的迷你磁炉外包装上印有“体积小、方便携带、高火力、效率高”等字样,她内心产生了疑问:“该款磁炉的效率到底有多
高?”于是她准备实际测试一下炉子的效率,她称量了2 kg的水倒入锅
中,测得初温为20 ℃,当水温加热到100 ℃时停止加热,测得燃烧了32 g的丁烷气体,水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),这种丁烷气体的热值取3.5×107 J/kg。试求:
(1)32 g丁烷气体完全燃烧放出的热量。
解析:(1)丁烷气体完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=0.032 kg×3.5×107 J/kg=1.12×106 J。
答案:(1)1.12×106 J
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(2)水吸收的热量。
(3)炉子烧水的效率。
解析:(2)水吸收的热量为
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×
105 J。
答案:(2)6.72×105 J (3)60%
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9.小华家里用的是天然气灶,他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加入5 L水,水的初温是20 ℃,然后将水烧开,他观察天然气表发现此次烧水用了0.1 m3天然气,天然气的热值为4×107 J/m3,水的比热容c=
4.2×103 J/(kg·℃),水的密度为1.0×103 kg/m3,当地大气压为标准大气压。求:
(1)水吸收的热量Q吸(不计水的热量损失)。
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解析:(1)水的体积V水=5 L=5×10-3 m3,
水的质量为m=ρV水=1.0×103 kg/m3×5×10-3 m3=5 kg,
在标准大气压下,水的沸点为100 ℃,即水的末温为100 ℃;
水吸收的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(100 ℃-
20 ℃)=1.68×106 J。
答案:(1)1.68×106 J
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(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放。
(3)天然气灶的效率η。
解析:(2)天然气完全燃烧放出的热量为
Q放=qV=4×107 J/m3×0.1 m3=4×106 J。
答案:(2)4×106 J (3)42%
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谢谢观赏!
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(3)炉子烧水的效率为
η===60%。
(3)天然气灶的效率为
η===42%。
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