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1、第十四章 內(nèi)能的利用
14.1 熱機
1. 熱機包括內(nèi)燃機,柴油機和汽油機都屬于內(nèi)燃機,關(guān)于熱機的下列說法中正確的是( ?。?
A.汽油機頂部有噴油嘴,柴油機頂部有火花塞
B.柴油機在吸氣沖程中將柴油和空氣的混合氣吸入氣缸
C.四沖程汽油機在工作過程中,進、排氣門同時關(guān)閉的沖程是做功沖程和壓縮沖程
D.在柴油機的壓縮沖程中,機械能轉(zhuǎn)化為柴油和空氣混合物的內(nèi)能
2. 生活中常見的汽車和摩托車大多是采用四沖程汽油機來工作的.四沖程汽油機在一個工作循環(huán)中,下列說法不正確的是( )
A.對外做功一次 B.有兩次能量轉(zhuǎn)化
C.曲軸轉(zhuǎn)動兩周 D.壓縮沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
3.
2、 從原理的發(fā)現(xiàn)到實際的應(yīng)用,往往要解決許多技術(shù)上的難題.如圖所示的汽油機只有在做功沖程中燃氣才給活塞一個動力,但汽油機卻可以連續(xù)工作,其中關(guān)鍵部件是( ?。?
A.火花塞 B.連桿
C.曲軸和飛輪 D.進氣門和排氣門
4. 熱機是將______能轉(zhuǎn)化成機械能的機器,如圖所示是汽油機的_____沖程.美國《大眾科學(xué)》雜志評出2006~2007年度奇思妙想十大發(fā)明,其中最引人注意的是“六沖程引擎”,這種引擎在完成四沖程工作后,會把水注入汽缸,使水瞬間變成水蒸氣,從而帶動活塞運動,產(chǎn)生第五沖程,為汽車提供動力.第六沖程是讓水蒸氣進入冷凝器,變成可再次注入汽缸中的水.請你
3、指出該“六沖程引擎”的一個優(yōu)點:________.
5. 如圖所示,在透明塑料盒的底部鉆一個孔,把電子式火花發(fā)生器的放電針管緊緊地塞進孔中,打開塑料盒蓋,向盒中滴入數(shù)滴酒精,再將盒蓋蓋緊,然后撳動電火花發(fā)生器的按鈕.你觀察到的現(xiàn)象是_____.圖中情景演示的是“四沖程”汽油機工作過程中的_______沖程,這個情景中________能轉(zhuǎn)化為________能.
(1)發(fā)動機在做功沖程里,高溫高壓的燃氣推動活塞向下運動,對外做功,同時將________能轉(zhuǎn)化為________能.
排量
2.0 L
輸出功率
120 kW
轉(zhuǎn)速
6000 r/min
(2)有一臺四缸發(fā)動機,其主
4、要技術(shù)指標如右表所示.其中排量等于四個汽缸工作容積的總和,汽缸工作容積指活塞從上止點到下止點所掃過的容積,又稱單缸排量,它取決于活塞的面積和活塞上下運動的距離(既沖程長).轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù).
①該發(fā)動機在1 s內(nèi)做功____J,單缸排量V=_____L.
②在每個做功沖程里,發(fā)動機做功W=____J.
(3)在做功沖程里,燃氣對活塞所做的功可表示為W=pV,式中p表示燃氣對活塞的壓強,則p=_____Pa.(1 L=10-3m3)
14.2 熱機的效率
1. 日常生活中,我們使用了干木柴、煤炭、液化石油氣、天然氣、酒精等多種燃料。關(guān)于燃料的熱值,下列說法
5、中屬于正確理解的是( ?。?
A.燃料的熱值跟燃料燃燒時放出的熱量成正比
B.燃料的熱值跟燃料的質(zhì)量成正比
C.容易燃燒的燃料熱值一定大
D.就某種確定的燃料而言,它的熱值是一個確定的值,跟燃料的質(zhì)量及燃料燃燒放出的熱量無關(guān)
2. 載重大汽車使用的一般是柴油機,而小汽車使用的一般是汽油機,這是因為柴油機的效率比汽油機高。柴油機的效率高是由于( ?。?
A.柴油的熱值比汽油的熱值大
B.柴油的比熱容比汽油的比熱容大
C.柴油機氣缸里的燃氣產(chǎn)生的壓強比汽油機里的高
D.柴油的密度比汽油的密度大
3. 上海大眾汽車有限公司正推出氫燃料電池轎車,用氫氣作燃料是利用氫氣的________
6、大的優(yōu)點.在標準大氣壓下,若氫氣灶的熱效率為80%,則3 kg氫氣完全燃燒放出的熱量可將________kg的水從20℃加熱到沸騰.[已知氫氣的熱值為1.4108J/kg,水的比熱容為4.2103 J/(kg?℃)].
4. 一臺單缸四沖程汽油機,做功沖程中將_____能轉(zhuǎn)化為_____能.以汽油為燃料的某品牌小汽車行駛100 km發(fā)動機牽引力所做的功為1.15108 J,消耗汽油10 kg,小汽車發(fā)動機的效率為________.(汽油的熱值q汽油=4.6107 J/kg)
5. 小明同學(xué)為測量地球表面植物吸收太陽能的本領(lǐng),他用一個臉盆裝6 kg的水,水面的表面積為0.1 m2,經(jīng)太陽垂直
7、照射15 min,溫度升高了5℃,則水吸收的熱量為________J,這部分熱量是由________能轉(zhuǎn)化來的;若地表植物接收太陽能的能力與水相同,則每平方米綠色植物每秒接收的太陽能為________J;若綠色植物在光合作用下每吸收1103 J的太陽能可以放出0.05 L的氧氣,那么,100 m2綠地每秒可以放出________L的氧氣.
6. 近年來,我國部分省份開始推廣使用乙醇汽油,乙醇汽油是由10%體積的乙醇與90%體積的汽油混合而成.已知乙醇的熱值為2.4107 J/L,汽油的熱值為3.3107 J/L.設(shè)混合后總體積不變,請計算乙醇汽油的熱值為多少?
【趣味鏈接】
液化石油氣,
8、(Liquefied Petroleum Gas,簡稱LPG),石油產(chǎn)品之一,為無色氣體或黃棕色油狀液體,是丙烷和丁烷的混合物,通常伴有少量的丙烯和丁烯。一種強烈的氣味劑乙硫醇被加入液化石油氣,這樣石油氣的泄漏會很容易被發(fā)覺。液化石油氣主要用作石油化工原料,用于烴類裂解制乙烯或蒸氣轉(zhuǎn)化制合成氣,可作為工業(yè)、民用、內(nèi)燃機燃料。液化石油氣在1910年由沃爾特史內(nèi)林博士首次生產(chǎn)出來,1912年出現(xiàn)了第一個商業(yè)產(chǎn)品。
液化石油氣的熱值高達4.6107 J/kg,一些不法商販為牟取暴利,常將液化石油氣與價格低廉、熱值僅為2.9107 J/kg的二甲醚混合裝入鋼瓶內(nèi)銷售給客戶.某市質(zhì)監(jiān)局對某液化石油氣站
9、銷售的瓶裝燃氣進行檢測:將質(zhì)量為100 kg、初始溫度為31℃的水裝入容器內(nèi),用高效爐灶燃燒瓶內(nèi)燃氣加熱容器中的水直至100℃恰好沸騰,瓶內(nèi)燃氣消耗了0.84 kg.通過高效爐灶,水能吸收燃氣完全燃燒釋放熱量的75%.
【拓寬延伸】
(1)瓶內(nèi)燃氣的熱值是多少?
(2)該液化石油氣站銷售的瓶裝液化石油氣有無摻混二甲醚?
14.3 能量的轉(zhuǎn)化和守恒
1. 根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律可知,能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,其總量__________.電能可以使電燈發(fā)光,同時產(chǎn)生內(nèi)能散失在空氣中,但這些內(nèi)能卻無法自動轉(zhuǎn)化為電能.該現(xiàn)象說明能量的轉(zhuǎn)化具有_____________.
2. 某研究性學(xué)
10、習(xí)小組對能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象進行了研究,他們利用鐵絲、鎳鉻絲、靈敏電流計等器材組成一個閉合電路,如圖所示,A點為鐵絲和鎳鉻絲絞合在一起組成的加熱點.用打火機給A點加熱時,觀察到靈敏電流計的指針發(fā)生了明顯偏轉(zhuǎn),這一實驗現(xiàn)象說明了 能可以轉(zhuǎn)化成________能.
3. 下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的實例,你認為說法正確的是( )
A.水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電——電能轉(zhuǎn)化為機械能
B.燃料燃燒——化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.汽油機的做功沖程——機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D.給蓄電池充電——化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能
4. 根據(jù)能量守恒定律,下列四幅圖中僅發(fā)生能量轉(zhuǎn)移的一組是:( )
①試管內(nèi)的冷水放入熱水中變熱
11、
④小燈泡通電發(fā)光
A.①② B.②③ C.③④ D.①③
5. 下圖表示白熾電燈將電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能的大致比例,由此可以計算出白熾電燈的發(fā)光效率為_____________.
6. 【科技前沿】下圖是火箭發(fā)射時的壯觀情景.
【問題延伸】火箭發(fā)射升空時,燃料通過燃燒將 能轉(zhuǎn)化為燃氣的內(nèi)能,燃氣對火箭做功,又將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的 能.
第十四章 內(nèi)能的利用
1. 隨著石油的價格不斷上漲,雙燃料汽車逐漸進入人們的生活,這種汽車以天然氣或汽油作為燃料.以下說法正確的是(
12、 ?。?
A.燃料的熱值越大,燃燒時放出的熱量越多
B.以天然氣為燃料,汽車發(fā)動機的效率可以達到100%
C.在壓縮沖程中,燃料混合物的溫度升高,內(nèi)能增大
D.汽油與天然氣相比,燃燒時汽油對環(huán)境的污染較小
2. 據(jù)中央人民廣播電臺報道:我國科學(xué)家在南海發(fā)現(xiàn)了一種俗稱 “可燃冰”的冰塊狀天然氣水合物,能源總量可達全國石油總量的一半,燃燒1 m3的可燃冰釋放的能量與164 m3天然氣相當.由上文可以判斷,“可燃冰”( )
A.具有較高的內(nèi)能 B.具有較大的比熱容
C.具有較大的熱值 D.只有燃燒時才有內(nèi)能
3. 我國是一個航天大國,2013年將實施“天宮一號”與“神舟十號”載人飛行
13、任務(wù),開展載人天地往返運輸系統(tǒng)首次應(yīng)用性飛行。發(fā)射飛船的火箭常用液態(tài)氫作燃料,相同質(zhì)量的氫和汽油完全燃燒,氫放出的熱量約為汽油的3倍.下列說法正確的是( ?。?
A.火箭發(fā)動機是一種熱機
B.氫的熱值約為汽油熱值的三分之一
C.火箭上升時,以發(fā)射塔為參照物,火箭是靜止的
D.火箭加速上升過程中,機械能保持不變
4. 隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,人們的生活水平日益提高,春梅家就剛剛購買了一輛小轎車。轎車的發(fā)動機也是一種熱機,關(guān)于“熱機”,下列說法中正確的是( ?。?
A.做功沖程的能量轉(zhuǎn)化是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
B.改進技術(shù),可以使熱機的效率達到100%
C.用水循環(huán)來降低熱機的溫度,主要是
14、利用水蒸發(fā)時吸熱的特性
D.冬天晚上要把熱機水箱中的水放出,是防止氣溫降低時水凝固脹壞水箱
5. 汽車的發(fā)動機一般是柴油機或汽油機,它把燃料燃燒放出的________能轉(zhuǎn)化成為柴油機或汽油機的機械能.汽車發(fā)動機常用循環(huán)流動的水來幫助它散熱,主要是利用了水的____ ____較大的特點.在發(fā)動機壓縮沖程中,通過________的方式改變了氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能.
6. 轉(zhuǎn)速為1200 r/min的四沖程單缸內(nèi)燃機,若每工作循環(huán)做功600 J,該內(nèi)燃機的功率為______W.若汽缸的橫截面積為200 cm2,活塞一個沖程運動的距離是30 cm,則做功沖程產(chǎn)生的平均壓力是________N,壓強是_
15、_______Pa.
【趣味鏈接】
火箭是以熱氣流高速向后噴出,利用產(chǎn)生的反作用力向前運動的噴氣推進裝置.它自身攜帶燃燒劑與氧化劑,不依賴空氣中的氧助燃,既可在大氣中,又可在外層空間飛行.火箭在飛行過程中隨著火箭推進劑的消耗,其質(zhì)量不斷減小,是變質(zhì)量飛行體.
現(xiàn)代火箭可用作快速遠距離運送工具,如作為探空、發(fā)射人造衛(wèi)星、載人飛船、空間站的運載工具,以及其他飛行器的助推器等.如用于投送作戰(zhàn)用的戰(zhàn)斗部(彈頭),便構(gòu)成火箭武器?;鸺悄壳拔ㄒ荒苁刮矬w達到宇宙速度,克服或擺脫地球引力,進入宇宙空間的運載工具,而火箭的速度是由火箭發(fā)動機工作獲得的.
【拓展延伸】
(1)“神州飛船”是由我國自行研制的長征運載火箭發(fā)射升空的.當火箭在空中高速飛行時,它的頭部與空氣摩擦,溫度可升至幾千攝氏度,為了防止燒壞火箭內(nèi)部搭載的儀器和設(shè)備,常在火箭的頭部涂有一層特殊的材料,為什么?
(2)用水作汽車發(fā)動機的冷卻液,液態(tài)氫作火箭的燃料,是由于( ?。?
A.水的比熱容較小,氫的熱值較大 B.水的比熱容較大,氫的熱值較小
C.水的比熱容較大,氫的熱值較大 D.水的比熱容較小,氫的熱值較小