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1、第十四章 內(nèi)能的利用123456789101112131(中考中考岳陽(yáng)岳陽(yáng))實(shí)驗(yàn)安裝如下圖,加熱試管使水沸騰。實(shí)驗(yàn)安裝如下圖,加熱試管使水沸騰。對(duì)察看到的景象分析正確的選項(xiàng)是對(duì)察看到的景象分析正確的選項(xiàng)是()1類型類型熱機(jī)的根本原理熱機(jī)的根本原理A玻璃管口冒出玻璃管口冒出“白氣是汽化成的水蒸氣白氣是汽化成的水蒸氣B加熱使水升溫是經(jīng)過(guò)做功的方式改動(dòng)水的內(nèi)能加熱使水升溫是經(jīng)過(guò)做功的方式改動(dòng)水的內(nèi)能C小葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)闡明永動(dòng)機(jī)是可以實(shí)現(xiàn)的小葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)闡明永動(dòng)機(jī)是可以實(shí)現(xiàn)的D小葉輪轉(zhuǎn)動(dòng),水的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為葉輪的機(jī)械能小葉輪轉(zhuǎn)動(dòng),水的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為葉輪的機(jī)械能前往前往B2(中考中考棗莊棗莊)如圖是某內(nèi)燃機(jī)任務(wù)時(shí)的能
2、量流向圖如圖是某內(nèi)燃機(jī)任務(wù)時(shí)的能量流向圖,該內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率是,該內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率是()A25% B35% C40% D75%前往前往做功做功3目前我國(guó)研發(fā)一款以緊縮空氣為動(dòng)力的環(huán)保車。目前我國(guó)研發(fā)一款以緊縮空氣為動(dòng)力的環(huán)保車。汽車運(yùn)用前需求緊縮存儲(chǔ)氣體,這一過(guò)程經(jīng)過(guò)汽車運(yùn)用前需求緊縮存儲(chǔ)氣體,這一過(guò)程經(jīng)過(guò)_的方式使氣體內(nèi)能添加;開(kāi)動(dòng)時(shí),釋放的方式使氣體內(nèi)能添加;開(kāi)動(dòng)時(shí),釋放的氣體推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī),將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為的氣體推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī),將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能;此車緊急剎車時(shí),剎車片和輪胎都能;此車緊急剎車時(shí),剎車片和輪胎都變熱,汽車的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為變熱,汽車的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為_(kāi)能。能。機(jī)械機(jī)械內(nèi)內(nèi)前往前往4
3、(中考中考江西江西)長(zhǎng)征二號(hào)長(zhǎng)征二號(hào)FT2運(yùn)載火箭選用液態(tài)氫運(yùn)載火箭選用液態(tài)氫作為燃料,主要是由于液態(tài)氫的作為燃料,主要是由于液態(tài)氫的_高;高;火箭外表涂有一層特殊物質(zhì),可利用該物質(zhì)在火箭外表涂有一層特殊物質(zhì),可利用該物質(zhì)在發(fā)生物態(tài)變化時(shí)要發(fā)生物態(tài)變化時(shí)要_熱,從而防止高速熱,從而防止高速運(yùn)轉(zhuǎn)的火箭溫度過(guò)高。運(yùn)轉(zhuǎn)的火箭溫度過(guò)高。吸吸熱值熱值前往前往5(中考中考哈爾濱哈爾濱)如下圖是四沖程汽油機(jī)任務(wù)時(shí)的緊如下圖是四沖程汽油機(jī)任務(wù)時(shí)的緊縮沖程,此過(guò)程中經(jīng)過(guò)縮沖程,此過(guò)程中經(jīng)過(guò)_方式使汽缸內(nèi)方式使汽缸內(nèi)燃料混合物的內(nèi)能燃料混合物的內(nèi)能_(填填“增大或增大或“減小減小)。做功做功增大增大前往前往6(中
4、考中考河北河北)汽油機(jī)作為汽車的汽油機(jī)作為汽車的“心臟,在緊縮心臟,在緊縮沖程終了時(shí),火花塞產(chǎn)生電火花,使燃料猛烈沖程終了時(shí),火花塞產(chǎn)生電火花,使燃料猛烈地熄滅,將地熄滅,將_能轉(zhuǎn)化成能轉(zhuǎn)化成_能。能?;瘜W(xué)化學(xué)內(nèi)內(nèi)2類型類型有關(guān)熱值的計(jì)有關(guān)熱值的計(jì)算算一輛汽車一年行駛?cè)f(wàn)公里,耗費(fèi)汽油一輛汽車一年行駛?cè)f(wàn)公里,耗費(fèi)汽油2 t,這些,這些汽油完全熄滅放出汽油完全熄滅放出_J的熱量。的熱量。(q汽油汽油4.6107 J/kg)9.21010前往前往7根據(jù)下表列出的四種燃料的熱值,回答以下問(wèn)題:根據(jù)下表列出的四種燃料的熱值,回答以下問(wèn)題:(1)從表格中提供的數(shù)據(jù),可得出的結(jié)論是:從表格中提供的數(shù)據(jù),
5、可得出的結(jié)論是:_;(2)質(zhì)量相等的四種燃料完全熄滅后,放出的熱量最少質(zhì)量相等的四種燃料完全熄滅后,放出的熱量最少的是的是_;(3)假設(shè)質(zhì)量為假設(shè)質(zhì)量為4 kg的某種燃料完全熄滅后,放出的熱的某種燃料完全熄滅后,放出的熱量為量為1.32108 J,那么這種燃料能夠是,那么這種燃料能夠是_。酒精酒精柴油柴油不同燃料的熱值普通不同不同燃料的熱值普通不同前往前往8(中考中考貴港貴港)“可燃冰是未來(lái)干凈的新能源??扇急俏磥?lái)干凈的新能源。2021年年5月,我國(guó)初次可燃冰試采勝利??扇急哂袩嵩?,我國(guó)初次可燃冰試采勝利??扇急哂袩嶂荡?,能直接點(diǎn)燃等特點(diǎn),它的熱值約為值大,能直接點(diǎn)燃等特點(diǎn),它的熱值約為
6、5.9109 J/m3。問(wèn)完全熄滅。問(wèn)完全熄滅1 m3的可燃冰能使質(zhì)的可燃冰能使質(zhì)量約為多少千克的量約為多少千克的20 的水溫度升高到的水溫度升高到100 ?3類型類型熱值及物體吸放熱的綜合計(jì)算熱值及物體吸放熱的綜合計(jì)算水的比熱容為水的比熱容為4.2103 J/(kg)解:解:1 m3的可燃冰完全熄滅后放出的熱量:的可燃冰完全熄滅后放出的熱量:Q放放Vq1 m35.9109 J/m35.9109 J。由題知,水吸收的熱量:由題知,水吸收的熱量:Q吸吸Q放放5.9109 J,由由Q吸吸c(diǎn)m(tt0)可得加熱水的質(zhì)量:可得加熱水的質(zhì)量: m 17560 kg。0Qc t t吸吸() 935.9 1
7、0 J4.2 10 J/ kg10020 ( ) ( )前往前往9(中考中考聊城聊城)2021年年5月月18日,中國(guó)科學(xué)家初次在南日,中國(guó)科學(xué)家初次在南海試采可燃冰獲得圓滿勝利。實(shí)現(xiàn)了我國(guó)天然氣水海試采可燃冰獲得圓滿勝利。實(shí)現(xiàn)了我國(guó)天然氣水合物開(kāi)發(fā)的歷史性突破。可燃冰清潔無(wú)污染、儲(chǔ)量合物開(kāi)發(fā)的歷史性突破??扇急鍧崯o(wú)污染、儲(chǔ)量宏大,是一種非常理想的新型能源??扇急臒嶂岛甏螅且环N非常理想的新型能源。可燃冰的熱值很大,是天然氣熱值的很大,是天然氣熱值的10倍以上,假設(shè)按倍以上,假設(shè)按15倍計(jì)算。倍計(jì)算。水的比熱容為水的比熱容為c4.2103 J/(kg);天然氣的熱;天然氣的熱值值q7.010
8、7 J/m3求:求:(1)體積為體積為0.01 m3的可燃冰完全熄滅放出的熱量為多少?的可燃冰完全熄滅放出的熱量為多少?解:解:q可燃冰可燃冰15q157.0107 J/m31.05109 J/m3,由由q 得得Q放放q可燃冰可燃冰V1.05109 J/m30.01 m31.05107 J;QV放放(2)假設(shè)這些熱量的假設(shè)這些熱量的90%被質(zhì)量為被質(zhì)量為100 kg的水吸收,的水吸收,那么水升高的溫度是多少?那么水升高的溫度是多少?由由 得,得,Q吸吸Q放放1.05107 J90%9.45106 J;由由Q吸吸c(diǎn)mt得,得,t 22.5 。QQ吸吸放放mQc吸吸639.45 10 J4.2 1
9、0 J/ kg100kg ( )前往前往10(中考中考江西江西)蓮蓮家的汽車尾部上標(biāo)有蓮蓮家的汽車尾部上標(biāo)有“2.0T的字的字樣,其中樣,其中“T就是就是“渦輪增壓,是利用高溫、高渦輪增壓,是利用高溫、高壓的廢氣去沖擊壓的廢氣去沖擊“廢氣渦輪高速旋轉(zhuǎn),來(lái)帶動(dòng)同廢氣渦輪高速旋轉(zhuǎn),來(lái)帶動(dòng)同軸的軸的“進(jìn)氣渦輪也高速旋轉(zhuǎn),從而添加吸氣沖程進(jìn)氣渦輪也高速旋轉(zhuǎn),從而添加吸氣沖程的進(jìn)氣量并增大進(jìn)氣氣壓,使汽油熄滅更充分,的進(jìn)氣量并增大進(jìn)氣氣壓,使汽油熄滅更充分,燃?xì)鈮簭?qiáng)更大,同時(shí)也減少了廢氣中燃?xì)鈮簭?qiáng)更大,同時(shí)也減少了廢氣中4類型類型計(jì)算熱機(jī)的效率計(jì)算熱機(jī)的效率的有害物質(zhì),到達(dá)提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和減少?gòu)U氣污的有
10、害物質(zhì),到達(dá)提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和減少?gòu)U氣污染 的 目 的 。 這 輛 汽 車 的 最 低 油 耗 可 達(dá)染 的 目 的 。 這 輛 汽 車 的 最 低 油 耗 可 達(dá) 0 . 2 kg/(kWh),知汽油的熱值為,知汽油的熱值為4.6107 J/kg。溫馨溫馨提示:最低油耗是指熄滅最少的汽油獲得最大有提示:最低油耗是指熄滅最少的汽油獲得最大有用功的能量;用功的能量;0.2 kg/(kWh)表示獲得表示獲得1 kWh能量能量耗費(fèi)耗費(fèi)0.2 kg汽油,汽油,1 kWh3.6106 J。求:。求:(1)0.2 kg的汽油完全熄滅時(shí)放出的熱量為多少?的汽油完全熄滅時(shí)放出的熱量為多少?解:解:0.2 kg的
11、汽油完全熄滅時(shí)放出的熱量:的汽油完全熄滅時(shí)放出的熱量:Q放放mq0.2 kg4.6107 J/kg9.2106 J;(2)該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最高可達(dá)多少?該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最高可達(dá)多少?(結(jié)果保管結(jié)果保管整數(shù)整數(shù))根據(jù)題意可知,完全熄滅根據(jù)題意可知,完全熄滅0.2 kg汽油獲得的能量汽油獲得的能量為為W1 kWh3.6106 J,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率:汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率: 39%。WQ放放 663.6 10J9.2 10J 前往前往11隨著人們生活程度的日益提高,小汽車越來(lái)越隨著人們生活程度的日益提高,小汽車越來(lái)越多地走進(jìn)了百姓人家。一輛運(yùn)用汽油為燃料的小多地走進(jìn)了百姓人家。一輛運(yùn)用汽油為燃料的小汽
12、車,以汽車,以72 km/h的速度在程度路面上勻速行駛的速度在程度路面上勻速行駛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)踐功率為時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)踐功率為20 kW。假設(shè)小汽車行。假設(shè)小汽車行駛的間隔為駛的間隔為100 km,汽油的熱值,汽油的熱值q4.6107 J/kg,小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為,小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為25%。求小汽車在這段路程中:求小汽車在這段路程中:(1)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;解:速度:解:速度:v72 km/h20 m/s,運(yùn)動(dòng)時(shí)間:運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t 5 000 s;10000020 /mm ssv(2)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功;發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功;發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功:發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功:WPt20000 W5000 s1108
13、 J;(3)耗費(fèi)汽油的質(zhì)量。耗費(fèi)汽油的質(zhì)量。汽油完全熄滅釋放的熱量汽油完全熄滅釋放的熱量Qqm,又由于,又由于Q ,所以耗費(fèi)汽油的質(zhì)量:所以耗費(fèi)汽油的質(zhì)量:m 8.7 kg。W QqWq 87100.25 4.6 10/JJ kg 前往前往12某單缸四沖程汽油機(jī)的汽缸活塞面積為某單缸四沖程汽油機(jī)的汽缸活塞面積為30 cm2,一個(gè)沖程活塞在汽缸中挪動(dòng)的間隔是一個(gè)沖程活塞在汽缸中挪動(dòng)的間隔是50 mm,滿,滿負(fù)荷任務(wù)時(shí)做功沖程的平均壓強(qiáng)為負(fù)荷任務(wù)時(shí)做功沖程的平均壓強(qiáng)為9.0105 Pa,飛輪飛輪1 min轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)1 800周,當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷任務(wù)時(shí)周,當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷任務(wù)時(shí)(不計(jì)摩擦不計(jì)摩擦)。求:。
14、求:5類型類型熱機(jī)的功率熱機(jī)的功率(1)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力;做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力;解:平均壓力:解:平均壓力:FpS9.0105 Pa30104 m22 700 N。(2)一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功;一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功;一個(gè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞做的功:一個(gè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞做的功:WFs2 700 N50103 m J。(3)汽油機(jī)的功率。汽油機(jī)的功率。汽油機(jī)汽油機(jī)1 min做功的次數(shù):做功的次數(shù):n 次次900次,次,1 min總共做的功:總共做的功:W總總 J900121 500 J,汽油機(jī)的功率:,汽油機(jī)的功率:P 2 025 W。18002Wt總總s12
15、150060J前往前往13(中考中考威海威海)我國(guó)自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機(jī),我國(guó)自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機(jī),它具備超音速巡航、電磁隱身、超機(jī)動(dòng)性、超視它具備超音速巡航、電磁隱身、超機(jī)動(dòng)性、超視距攻擊等優(yōu)良性能,該飛機(jī)最大起飛質(zhì)量為距攻擊等優(yōu)良性能,該飛機(jī)最大起飛質(zhì)量為37 t,最大飛行高度達(dá)最大飛行高度達(dá)20 000 m,最大航行速度達(dá),最大航行速度達(dá)2.5倍倍聲速聲速(合合3 060 km/h),最大載油量為,最大載油量為10 t,飛機(jī)航,飛機(jī)航行時(shí)所受阻力的大小與速度的關(guān)系見(jiàn)下表:行時(shí)所受阻力的大小與速度的關(guān)系見(jiàn)下表:知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全熄滅的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全熄滅的能
16、量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是的效率是40%,飛機(jī)運(yùn)用的航空燃油的熱值為,飛機(jī)運(yùn)用的航空燃油的熱值為5107 J/kg。求:。求:(1)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全熄滅飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全熄滅10 t燃油獲得的能量是多少焦?燃油獲得的能量是多少焦?解:燃油完全熄滅放出的熱量:解:燃油完全熄滅放出的熱量:Qmq104 kg5107 J/kg51011 J。(2)當(dāng)飛機(jī)以當(dāng)飛機(jī)以400 m/s的速度巡航時(shí),飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功的速度巡航時(shí),飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是多少千瓦?率是多少千瓦?由表中數(shù)據(jù)可知,飛機(jī)以由表中數(shù)據(jù)可知,飛機(jī)以400 m/s的速度巡航時(shí),的速度巡航時(shí),所受阻力為所受阻力為4.8104 N,那么飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出,那么飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率:功率:P Fv4.8104 N400 m/s1.92107 W1.92104 kW。WtFst(3)假設(shè)在飛機(jī)油箱中
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