内容正文:
第十二讲 内能 内能的利用
一、填空题
1.(2024辽宁)东北铁锅炖深受大家喜爱,炖煮锅内食物是通过 热传递 的方式改变内能,锅内食物香味四溢,说明分子在不停地做 无规则运动 。
2.(2024绥化一模)如图所示是四冲程汽油机的 做功 冲程,如果此汽油机每秒对外做功20次,则飞轮的转速是 2 400 r/min。
第2题图 第3题图
3.(2024宿迁)氢能是新能源利用的新潮流,加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是市场上的某品牌氢能自行车,一次性充满0.02 kg氢气,2 h能匀速骑行50 km,氢能自行车与骑行者总质量为84 kg,骑行时受到的阻力为总重的0.05倍,氢气热值为1.4×108 J/kg。氢气完全燃烧产生的热量是 2.8×106 J,氢气的利用效率是 75% 。(g=10 N/kg)
4.(2024镇江)为比较A、B两保温杯的保温性能,小红在两个保温杯中分别倒入0.1 kg相同温度的热水,用温度计测量其初温t0,示数如图甲所示,t0= 80 ℃。绘制水温随时间的变化图像如图乙所示,A杯中水放出的热量为 2.1×104 J,保温性能更好的是 A (选填“A”或“B”)杯。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
5.(2024商丘一模)物理课上,小亮观察了空气和二氧化氮的扩散实验,他想进一步研究这一现象,课后他准备了水和硫酸铜溶液(ρ水< ρ溶液),将它们倒入到同一个玻璃杯中,他应该先向杯中倒入 硫酸铜溶液 ,再借助细玻璃棒缓慢倒入另一种液体,观察扩散现象,为了加快实验进程,请你提出一种改进的方法: 倒入热水 。
二、选择题
6.(2024福建)“煮”的篆体写法如图所示,表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是 ( A )
A.热水暖手
B.钻木取火
C.搓手取暖
D.擦燃火柴
7.(2024长沙)冬至时节煮饺子,小明发现其中蕴含了很多物理知识。下列说法正确的是 ( C )
A.冷冻饺子中的分子不运动
B.冷冻饺子升温过程中内能不变
C.煮熟的饺子香气四溢是扩散现象
D.煮熟的饺子冷却是通过做功的方式改变内能
8.(2024厦门模拟)光发动机可用于卫星的能源补充,原理如图,密闭气室中N2O4在光照下会分解,使气室气压增大,推动活塞右移,无光条件下发生逆反应,控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机的 ( C )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
9.(2024湖南)2024年4月25日,搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭(如图所示)在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是 ( D )
A.火箭的燃料燃烧得越充分,热值越大
B.火箭发动机工作过程中的热机效率是100%
C.火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253 ℃,内能为零
D.火箭搭载着飞船升空的过程中,飞船的重力势能越来越大
10.(2024连云港)下列关于燃料的热值说法正确的是 ( D )
A.燃料燃烧越充分,其热值越大
B.燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少
C.一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将减小
D.焦炭的热值是3.0×107 J/kg,完全燃烧1 kg焦炭能放出3.0×107 J的热量
三、实验探究题
11.(2024包头二模)炎热的夏天,河边沙子热得烫脚,河水却很凉爽。于是小雪想结合所学知识比较“水和沙子的吸热能力”,分别组装了如图所示的两个相同的实验装置进行实验。
物质
实验
序号
质量
m/kg
升高的温
度Δt/℃
加热时间
t/min
水
1
0.2
5
3
沙子
2
0.2
23
3
(1)实验中,应取 质量 相同的沙子和水。
(2)实验过程中,用相同的酒精灯加热的目的是使两种物质在相同时间内 吸收的热量 相等。
(3)实验中要用玻璃棒搅拌,这样做的好处是 使水和沙子受热均匀 。
(4)根据实验数据分析,沙子热得烫脚而河水却很凉爽的原因是 水的比热容大,相同质量的水和沙子,吸热相同时,水的温度变化小 。
四、综合应用题
12.(2024黔东南州模拟)某家庭用燃气热水器将质量为100 kg、温度为20 ℃的自来水加热到50 ℃,消耗的天然气体积为1 m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为3.2×107 J/m3,求:
(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器工作时的效率。
解:(1)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=1 m3×3.2×107 J/m3=3.2×107 J。
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(50 ℃-20 ℃)=1.26×107 J。
(3)该热水器的效率:
η==≈39.4%。
学科网(北京)股份有限公司
$