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12.4機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化
蘇科物理補(bǔ)充習(xí)題熱傳遞和做功改變物體的內(nèi)能是等效的.熱傳遞實(shí)質(zhì)——內(nèi)能的轉(zhuǎn)移做功實(shí)質(zhì)——內(nèi)能與其它能的轉(zhuǎn)化改變內(nèi)能的兩種方式熱機(jī)熱機(jī)原理:是將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓的燃?xì)獾膬?nèi)能
轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。吸氣沖程:壓縮沖程:機(jī)械能——內(nèi)能
做功沖程:內(nèi)能——機(jī)械能排氣沖程:汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化★知識(shí)回顧
一個(gè)工作循環(huán),曲軸轉(zhuǎn)2圈,活塞往復(fù)2次,完成1次做功。①熱值:燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量與燃料質(zhì)量之比。
是燃料的一種特性。
熱值
②單位:焦/千克(J/kg)、焦/米3(J/m3)★知識(shí)回顧
比值定義法例1
某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置粗測(cè)蠟燭的熱值q。圖中A是一個(gè)裝有水的容器,一根小木棍從其上部沿直徑方向穿過(guò);B是一個(gè)下部開(kāi)了許多通氣孔的罩子?!锏淅治隼?
某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置粗測(cè)蠟燭的熱值q。圖中A是一個(gè)裝有水的容器,一根小木棍從其上部沿直徑方向穿過(guò);B是一個(gè)下部開(kāi)了許多通氣孔的罩子?!锏淅治?/p>
【分析】:燃料完全燃燒放出的熱量與燃料的質(zhì)量之比,叫作這種燃料的熱值。要測(cè)量燃料的熱值必須測(cè)量質(zhì)量為m的燃料完全燃燒放出的熱量Q,再利用q=Q/m計(jì)算得出。本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)測(cè)量水升高的溫度來(lái)反映蠟燭燃燒放出的熱量。水吸收的熱量可以用Q吸=C水m(t-t0)計(jì)算,其中C水=4.2×103J/(kg·℃),蠟燭質(zhì)量的變化測(cè)可以用天平測(cè)量獲得。由于該實(shí)驗(yàn)中存在熱量損失,所以測(cè)出的熱值比真實(shí)值小。例1
某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置粗測(cè)蠟燭的熱值q。圖中A是一個(gè)裝有水的容器,一根小木棍從其上部沿直徑方向穿過(guò);B是一個(gè)下部開(kāi)了許多通氣孔的罩子。★典例分析(1)觀察實(shí)驗(yàn)裝置可知,該實(shí)驗(yàn)小組是通過(guò)測(cè)量
間接測(cè)量蠟燭燃燒放出的熱量。水吸收的熱量(2)要完成本實(shí)驗(yàn),除了圖中的實(shí)驗(yàn)器材外,還需要的測(cè)量工具是
和
。溫度計(jì)天平例1
某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示裝置粗測(cè)蠟燭的熱值q。圖中A是一個(gè)裝有水的容器,一根小木棍從其上部沿直徑方向穿過(guò);B是一個(gè)下部開(kāi)了許多通氣孔的罩子?!锏淅治?1)某次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如表所示,則測(cè)得這支蠟燭的熱值q=
J/kg。×107(2)本實(shí)驗(yàn)測(cè)出的熱值會(huì)比真實(shí)值
,造成這一偏差的原因是什么?(寫(xiě)出一條即可)蠟燭燃燒放出的熱量沒(méi)有全部被水吸收。偏小1.
關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)裝置的作用,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(
)A.圖(a)的實(shí)驗(yàn)?zāi)苎菔咀龉梢栽黾游矬w的內(nèi)能B.圖(b)的裝置能演示機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.圖(c)的裝置能演示做功可以改變空氣的內(nèi)能
D.圖(d)的實(shí)驗(yàn)?zāi)苎菔緝?nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
B2.
關(guān)于如圖所示的男孩和女孩暖手的方式,下列說(shuō)法中正確的是(
)A.他們都是通過(guò)熱傳遞來(lái)暖手的B.他們都是通過(guò)做功來(lái)暖手的C.女孩是通過(guò)熱傳遞來(lái)暖手的,男孩是通過(guò)做功來(lái)暖手的
D.女孩是通過(guò)做功來(lái)暖手的,男孩是通過(guò)熱傳遞來(lái)暖手的
C3.
如圖所示是內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程,其中壓縮沖程是(
)B★典例分析4.現(xiàn)探明中國(guó)南海海底有大量的可燃冰。已知可燃冰的熱值比煤氣的熱值大得多,由此可知,相等質(zhì)量的可燃冰和煤氣完全燃燒時(shí),
放出的熱量多。1kg可燃冰燃燒一半后,剩余可燃冰的值
(變大/減小一半/不變)可燃冰不變5.小華將4kg水由20℃加熱到70℃,消耗了3天然氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),天然氣的熱值是4.2×103J/m3。
(1)水吸收的熱量是多少焦?
(2)3天然氣完全燃燒放出的熱量是多少焦?
(3)為什么水吸收的熱量少于天然氣完全燃燒放出的熱量?5.小華將4kg水由20℃加熱到70℃,消耗了3天然氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),天然氣的熱值是4.2×103J/m3。
(1)水吸收的熱量是多少焦?解:Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(70℃-20℃)×105J5.小華將4kg水由20℃加熱到70℃,消耗了3天然氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),天然氣的熱值是4×107J/m3。
(2)3天然氣完全燃燒放出的熱量是多少焦?解:Q放=Vq=3×4×107J/m3×106J5.小華將4kg水由20℃加熱到70℃,消耗了3天然氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),天然氣的熱值是4×107J/m3。
(3)為什么水吸收的熱量少于天然氣完全燃燒放出的熱量?
因?yàn)樵诩訜岬倪^(guò)程中,有熱量的損失,所以水吸收的熱量少于天然氣完全燃燒放出的熱量。1.將皮球從離地某一高度O點(diǎn)處水平拋出,球落地后又彈起。它的部分運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.皮球經(jīng)過(guò)同一高度的A、B兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等B.皮球第一次反彈后到達(dá)最高點(diǎn)P點(diǎn)時(shí)速度為零C.皮球在D點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能小于在C點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能D.若將皮球表面涂黑,則會(huì)在地面M、N兩點(diǎn)留下兩個(gè)大小相等的黑色圓斑C
2.汽油機(jī)是熱機(jī)的一種,汽油在汽缸內(nèi)燃燒時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況是
,在設(shè)計(jì)制造時(shí),汽缸外有一個(gè)水套,讓汽缸被水包圍著,這是通過(guò)
的方式減少汽缸的內(nèi)能。一臺(tái)單缸四沖程汽油機(jī),飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min,該汽油機(jī)每分鐘內(nèi)完成
個(gè)工作循環(huán)、
個(gè)沖程、活塞往返
次、對(duì)外做功
次?;瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能熱傳遞600240012006003.小帆在老師指導(dǎo)下,用如圖a所示的同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置分別加熱100g的甲、乙兩種液體(其中一種是水),用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時(shí)間變化的圖像(如圖b),乙從20℃加熱至沸騰剛好消耗了4g酒精(q酒精=3×107J/kg).若單位時(shí)間內(nèi)甲吸
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