熱機-完整版教學設計

第4節(jié)熱機1．現(xiàn)代火箭用液態(tài)氫作燃料，是因為它具有()A．較大的比熱容B．較低的沸點C．較高的凝固點D．較大的熱值2．關于熱機的效率，下列說法正確的是()A．熱機的效率越高，即做的有用功越多B．熱機的效率越高，即功率越大C．要提高熱機的效率，就要盡量減少各種能量損失，并且要保證良好的潤滑D．熱機的效率為60％3．汽油機甲比汽油機乙的效率高，這表明()A．甲用的汽油少B．甲的功率大C．工作相同的時間，甲耗油較少D．甲把汽油的內能轉化為機械能的百分比較大4．在四沖程汽油機的工作過程中，通過做功增加燃料混合物的內能的是()A．吸氣沖程B．壓縮沖程C．做功沖程D．排氣沖程5．木炭的熱值是3．4×107J／kg，完全燃燒1kg木炭所放出的熱量都用來做功，可使質量是1t的物體勻速升高(g＝10N／kg)()A．3．4×107mB．3．4C．3．4×104mD．3．46．下列過程中，將內能轉化為機械能的是()A．汽油機的壓縮沖程B．水蒸氣頂起水壺蓋的過程C．小孩沿滑梯下滑的過程D．流星在大氣層中穿行的過程7．人體像熱機一樣，也需要消耗能量．例如一個成年人參加一次長跑，身體消耗的能量為6．6×106J，這些能量需要完全燃燒kg的干木柴才能得到．(干木柴的熱值為1．2×107J／kg)8．太陽能路燈的燈桿頂端是太陽能電池板，它能將太陽能轉化為電能，并向燈桿下方的蓄電池充電，將電能轉化為能儲存起來，供夜晚路燈照明．若在一定時間內，太陽光輻射到該太陽能電池板的能量為2．7×107J，這與完全燃燒kg的煤放出的熱量相當；這些能量經(jīng)轉化后，可供功率為35W的路燈工作60h，那么該太陽能路燈的能量轉化效率是％(煤的熱值為3．0×107J／kg)．9．氫能源具有來源廣、熱值高、無污染等優(yōu)點，氫氣的熱值為14．3×107J／kg，完全燃燒0．5kg的氫氣可放出J的熱量．若一罐氫氣用去了一半，則剩余氫的熱值(填“大于”“等于”或“小于”)14．3×107J／kg．10．如圖16－39所示，“祥云”火炬的質量是985g，長72cm，主色調是紅色，采用丙烷作燃料．它是用輕薄鋁合金和中空塑件等可回收材料制作的．它的設計體現(xiàn)了科學、藝術與環(huán)保的融合．請你就上述設計提出一個物理問題并作簡要解答．示例：問題：火炬為什么看起來是紅色的?解答：火炬外表面涂層反射紅光，吸收其他顏色的光，所以看起來是紅色的．問題：?解答：．11．閱讀下面文章，回答文后問題．火箭起源于中國，是我國古代的重大發(fā)明之一．我國早在宋代就發(fā)明了火箭(如圖16－40甲所示)，它的構造是在火箭上綁一個火藥筒，筒的前端是封閉的．點燃火藥時，火藥燃燒生成的燃氣以很大的速度向后噴出，火箭就向前運動．現(xiàn)代火箭的原理與古代火箭的原理相同，但構造要復雜得多．現(xiàn)代火箭用來發(fā)射探空儀器以及人造衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機等空間飛行器．火箭發(fā)動機工作時，燃料和氧化劑在燃燒室內燃燒，產生高溫燃氣，燃氣通過噴管向后高速噴出，對火箭產生推力，把火箭發(fā)射出去．火箭是熱機的一種，工作時，燃料的化學能最終轉化成火箭的機械能．人們在設計、制造火箭時?？偸窍朕k法減小火箭結構部分的質量，因為運載火箭在把人造衛(wèi)星等有效載荷送到空間軌道之后，火箭結構本身就沒有用了，它們將墜入大氣層焚毀．現(xiàn)代火箭在技術上已經(jīng)有了相當大的發(fā)展；除了單級火箭外，還出現(xiàn)了多級火箭．如圖16－40所示是三級火箭，當火箭的第一級完成工作后，就會與上面幾級脫離開，接著第二級點火繼續(xù)工作，直至第三級工作完畢，最后把航天器送入預定軌道．(1)火箭工作時的能量轉化情況是能轉化為能．(2)文中提到“人們在設計、制造火箭時，總是想辦法減小火箭結構部分的質量”．如果你是未來的火箭設計師，你在選擇材料上的思路是盡量用較小，但性能優(yōu)良的材料．(3)現(xiàn)代火箭絕大多數(shù)用液態(tài)氫作為燃料，其主要原因是()A．液態(tài)氫的密度較小B．液態(tài)氫的熱值較大C．液態(tài)氫的燃燒更充分D．液態(tài)氫的價格低廉(4)火箭作為熱機的一種，也要設法提高它的效率．本文的第段和第段中提到了提高效率的辦法．12．(2022·江蘇)上海世博會的主題是“城市，讓生活更美好”．為了倡導低碳生活，太陽能熱水器被廣泛應用于現(xiàn)代生活．下表提供的是一裝滿水的太陽能熱水器在太陽照射下的相關信息：太陽照射時間／h太陽能轉換為水的內能的效率熱水器最大水容量/L1050％100水升高的溫度／℃水的比熱容/[J·(kg·℃)－1]水的密度／(kg·m－3)604．2×1031．0×103注：1L＝10－3請根據(jù)上表信息，通過計算回答問題．(1)熱水器中水的質量為kg．(2)熱水器中的水需吸收的熱量為J．(3)熱水器平均1h所接收的太陽能約為J．參考答案1．D[提示：氫的熱值較大，在燃燒時放出的熱量相同時，消耗氫的質量較小，故用氫作燃料所需的質量較小，有利于火箭升空．]2．C[提示：熱機效率是用來表示做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒所釋放的能量之比．提高熱機效率的主要途徑：使燃料充分燃燒，盡量減少各種熱損失；在熱機的設計和制造上，采用先進的技術；使用時，注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，合理調整運動零件之間的間隙，減小因克服摩擦力而額外消耗的功．]3．D4．B[提示：壓縮沖程中壓縮燃料混合物做功，增加了它的內能．]5．D[提示：由Q＝W＝Fs＝G·h＝mg·h得，h＝＝3．4×103m6．B[提示：“汽油機的壓縮沖程”中，壓縮氣體做功，將機械能轉化為內能，A選項不符合題意；“水蒸氣頂起水壺蓋的過程”中，水蒸氣對外做功，將內能轉化為機械能，B選項正確；“小孩沿滑梯下滑時”克服摩擦做功，將機械能轉化為內能，C選項不符合題意；“流星在大氣層中穿行的過程”克服摩擦做功，將機械能轉化為內能，D選項不符合題意．]7．0．55[提示：由Q＝mq得m＝＝0．55kg．]8．化學0．928[提示：電能不能直接儲存，只能轉化為化學能儲存起來，給蓄電池充電的過程實際就是將電能轉化為化學能的過程；由燃料燃燒放出熱量的公式可得m＝E／Q＝＝0．9kg，路燈消耗的電能為W＝Pt＝35W×60×3600s，所以太陽能路燈的能量轉化效率為η＝W／E＝28％．]9．7．15×107等于[提示：熱值是反映燃料燃燒放熱本領的物理量，是燃料本身的一種特性，與質量無關．]10．火炬的重量約為多少火炬的重量約為9．85N用丙烷作燃料有什么好處丙烷燃點低；丙烷燃燒時生成物是水和二氧化碳，比較環(huán)?；鹁嫱鈿槭裁从幂p薄鋁合金制作因為這種鋁合金的密度小，重量輕等等11．(1)化學機械(2)密度(3)B(4)四五[提示：(1)火箭消耗的是燃料的化學能，獲得的是機械能；(2)火箭的體積不便減小，在體積不變時，可以用密度較小的材料來減小其質量；(3)通過查閱熱值表可知，液態(tài)氫的熱值為1．4×108J／kg，是常規(guī)燃料中熱值最大的，這正是火箭選用它作為燃料的原因；(4)文中第四、五段中提到了減小火箭結構部分的質量，將火