18第18講　熱機　熱機的效率　能量的轉化和守恒

第18講熱機熱機的效率能量的轉化和守恒A組夯基礎1．(2024·臨沂)2024年4月20日，我國研制的全球首款本體熱效率達53.09%的柴油機正式亮相世界內燃機大會，刷新了柴油機熱效率的世界紀錄。下圖所示內燃機的四個沖程，氣缸內氣體的內能最小的是(D)ABCD2．(2024·廣安)內燃機的發(fā)明是第二次工業(yè)革命中應用技術領域的一項重大成就。如圖所示為單缸四沖程汽油機的一個沖程示意圖，若該汽油機的效率為30%，飛輪每分鐘轉動1800圈(q汽油＝4.6×107J/kg)，則下列說法正確的是(B)A．圖中所示沖程是做功沖程B．若該汽油機完全燃燒5kg汽油，則汽油機做的有用功為6.9×107JC．該汽油機在1s內做功30次D．汽油機消耗的燃料越少，效率一定越高3．(2024·湖南)2024年4月25日，搭載著神舟十八號載人飛船的長征二號F遙十八運載火箭(如圖)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。下列說法正確的是(D)A．火箭的燃料燃燒得越充分，熱值越大B．火箭發(fā)動機工作過程中的熱機效率是100%C．火箭“體內”的液氫燃料溫度低至－253℃，內能為零D．火箭搭載著飛船升空的過程中，飛船的重力勢能越來越大4．(2024·云南)2024年5月，我國首款百公斤級車載液氫系統(tǒng)“賽道1000”研制成功，可助力氫能重卡突破1000公里續(xù)駛里程，這是我國將液氫應用于交通運輸領域的重大技術突破(q氫＝1.4×108J/kg)。下列說法正確的是(C)A．氫能不屬于清潔能源B．用液氫作燃料是因為液氫含有的熱量多C．完全燃燒100kg的液氫能釋放1.4×1010J的熱量D．氫能重卡的熱機效率可高達100%5．(2024·湖南)有關能量的轉移、轉化和利用，下列說法正確的是(C)A．電烤爐取暖，是電能轉移到人體B．鉆木取火，是內能轉化為機械能C．中醫(yī)提倡的熱水泡腳，是通過熱傳遞的方式增大腳部的內能D．用嘴對著手哈氣取暖，主要是通過做功的方式增大手的內能6．(2024·青海)與固體燃料相比，液體燃料火箭無需人工雕刻火藥。甲烷是天然氣的主要成分。液態(tài)甲烷作為火箭發(fā)射的燃料之一，其密度約為0.42×103kg/m3，熱值為5.0×107J/kg。酒精的密度為0.8×103kg/m3，熱值為3.0×107J/kg，下列關于液態(tài)甲烷和酒精的敘述正確的是(D)A．酒精的密度比液態(tài)甲烷的密度小B．液態(tài)甲烷燃燒時，內能轉化為化學能C．相同體積的液態(tài)甲烷和酒精，液態(tài)甲烷的質量更大D．10kg的液態(tài)甲烷完全燃燒，放出的熱量為5.0×108J7．(2024·蘭州)如圖所示，用酒精燈對試管加熱，等水沸騰后，可以看到蒸汽把軟木塞頂跑。下列說法正確的是(B)A．用酒精燈加熱試管，水內能的增加是通過做功的方式實現(xiàn)的B．蒸氣把軟木塞頂跑的過程，實現(xiàn)了內能向機械能的轉化C．蒸氣把軟木塞頂跑的過程，相當于汽油機的排氣沖程D．試管口出現(xiàn)的白霧是水汽化后形成的水蒸氣8．(2024·廣元)1883年人類發(fā)明了汽油機。一臺四沖程汽油機的一個沖程中，火花塞點火，燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體推動活塞對外做功，則該沖程(B)A．是壓縮沖程B．氣體對外做功，內能轉化為機械能C．活塞依靠飛輪的慣性而運動D．氣體對外做功，氣體的內能增加9．(2024·廣元)隨著科技發(fā)展，人們已經(jīng)開始將氫能作為一種新能源加以利用。已知氫燃料的熱值為1.4×108J/kg，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。如果一輛汽車平均每月消耗氫燃料30kg，這些氫燃料完全燃燒釋放的熱量為4.2×109J，若這些熱量完全被水吸收，可使1.25×104kg水的溫度從20℃升高到100℃。10.(2024·宿遷)氫能是新能源利用的新潮流，加快氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”的重要舉措。如圖所示是市場上的某品牌氫能自行車，一次性充滿0.02kg氫氣，2h能勻速騎行50km，氫能自行車與騎行者總質量為84kg，騎行時受到的阻力為總重的0.05倍，氫氣熱值為1.4×108J/kg。氫氣完全燃燒產(chǎn)生的熱量是2.8×106J，氫氣的利用效率是75%(g＝10N/kg)。11．(2024·蘇州)如圖所示為某折疊卡式爐，采用丁烷氣體作為燃料。水壺裝入2L初溫為25℃的水，用卡式爐加熱至100℃，消耗了25g丁烷氣體[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，丁烷的熱值為4.8×107J/kg]。求：(1)壺中水的質量。(2)水吸收的熱量。(3)卡式爐的加熱效率。解：(1)由ρ＝eq\f(m,V)可知，水的質量：m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×2×10－3m3＝2kg(2)水吸收的熱量：Q水＝c水m水Δt＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100－25)℃＝6.3×105J(3)丁烷氣體完全燃燒放出的熱量：Q丁烷＝m丁烷q丁烷＝2.5×10－2kg×4.8×107J/kg＝1.2×106J卡式爐的加熱效率：η＝eq\f(Q水,Q丁烷)×100%＝eq\f(6.3×105J,1.2×106J)×100%＝52.5%B組提能力12．(2024·蘇州)據(jù)記載，唐朝時省油燈已在四川地區(qū)