第2讲改变世界的热机.doc

知识点 课题：改变世界的热机典例分析考点一： 热值【例1】（10兰州）关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ） A燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关 B燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 C燃料燃烧时，质量越大，热值越大 D燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小【变1-1】将一瓶酒精倒掉1/2后，则剩下的酒精（ ） A.密度不变，比热容和热值都变为原来的1/2 B.质量、比热容、热值都变为原来的1/2 C.比热容不变、质量和热值变为原来的1/2 D.比热容和热值都不变，质量变为原来的1/2【变1-2】“低碳生活”是当今社会所倡导的绿色生活方式。利用太阳能将2000 kg的水从 15加热到50，可以少燃烧多少烟煤？设烟煤完全燃烧,烟煤的热值为2.94 107J/kg，C水=4.2103J/(kg)考点二：认识热机【例2】（2013年包头市）用酒精灯给试管中的水加热，如图1所示，在软木塞被冲出试管 口的过程中，下列说法正确的是（ ） A.水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大 B.水蒸气的内能转化为软木塞的机械能 C.能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同 D.软木塞的机械能守恒【变2-1】瓦特在前人的基础上改良了蒸汽机，下列有关蒸汽机的说法中，错误的是（ ） A.很早以前，就有人设想将蒸汽作为动力使用 B.瓦特改进、完善了蒸汽机，发明了冷凝剂、蒸汽机缸等部件 C.瓦特研制的蒸汽机能适用不同工厂的需要，被称为“万能蒸汽机” D.蒸汽机工作时将机械能转化为内能【变2-2】 (2010河北石家庄模拟)关于“热机”，下列说法中正确的是（ ） A.做功冲程的能量转化是机械能转化为内能 B.改进技术，可以使热机的效率达到100% C.用水循环来降低热机的温度，主要是利用水蒸发时吸热的特性 D.冬天晚上要把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时水凝固胀坏水箱考点三：热机工作的四个冲程图2【例3】（2013南京）如图所示是汽油机的一个工作循环示意图，其中属于压缩冲程的是 （ ）【变3-1】（2010年山东莱芜）下图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的 排列顺序为（ ） A甲.乙.丙.丁 B丁.丙.乙.甲 C甲.丙.乙.丁 D甲.丁.乙.丙【变3-2】一台四冲程内燃机飞轮转速为1800rmin，它1 s完成了（ ） A.30个冲程，做了30次功 B.60个冲程，做了60次功 C.120个冲程，做了30次功 D.60个冲程，做了15次功【变3-3】（2013四川自贡） 下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉 及到的主要能量转化情况关于对图中的补充正确的是（ ） A做功冲程 内能转化为机械能 压缩冲程 机械能转化为内能 B压缩冲程 内能转化为机械能 做功冲程 机械能转化为内能 C压缩冲程 机械能转化为内能 做功冲程 内能转化为机械能 D做功冲程 机械能转化为内能 压缩冲程 内能转化为机械能 考点四：内燃机做功和效率【例4】一台柴油机，柴油完全燃烧放出8107J的热量，损失了4.8107J的热量，柴油机 的效率是（ ） A.30%B.40%C.42% D.48%【变4-1】甲汽油机的效率比乙汽油机的效率大，这说明了（ ） A.甲的功率一定比乙的大 B.乙用的燃料一定比甲的省 C.甲把热能转化为机械能的百分比一定比乙大 D.相同时间内，甲做的功一定比乙做的功多【变4-2】如图所示是内燃机的能流图，则内燃机的效率可以表示（ ） A.=(E1+E2+E3+E4)/E100 B.=(E2/E)100 C.=(E1E3+E4)/E100 D.=(E1/E)100考点五：热机的综合计算【例5】某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是 50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0l05Pa,飞轮lmin转动1800周， 当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求： 做功冲程中燃气对活塞的平均压力 一个做功冲程中燃气对活塞做的功 汽油机的功率【变5-1】一辆汽车的发动机输出功率为66.13kW，每小时耗柴油14kg，则该汽车发动机的 效率是多少？（柴油的燃烧值为4.3107J/kg）太阳照射时间/h装水量/Kg吸热板面积/m2水升高的温度/水的比热容/J（kg）-1太阳辐射功率/J（m2h）-1101002.5504.21031.68106【变5-2】太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器 某天在阳光照射下的信息其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能 求：（1）水在10h内吸收的热量； （2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气；（天然 气的热值为8.4107J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收） （3）该太阳能热水器的能量转化效率【变5-3】随着人们生活水平的提高轿车已逐步进入我国普通百姓家中.已知某国产骄车 每行驶100km消耗8L汽油(1L10-3m3)，汽油的密度为0.71103kg/m3、热值为4.6 l07Jkg则 (1)10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是 J (2)该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是 kg (3)当该汽车以50kW的功率在平直公路上以72kmh的速度匀速行驶时，它所受到 的阻力等于 N应考对接A组（基础对接）1.(2010河北模拟)下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（ ） A.热机的大量使用会造成环境污染 B.所有的热机都是用汽油作燃料 C.汽车排出的尾气都是有毒气体 D.热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除2.从本质上看，内燃机的工作能量来源于（ ） A.机械能 B.化学能 C.内能 D.化学能和内能3.航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，因为液态氢具有的优点是（ ） A.比气态氢易燃烧 B.传热本领较小 C.热值较大D.热膨胀较小4.某单缸四冲程汽油机飞轮转速是1200r/min，则此汽油机1s内做功的次数和完成的冲程是 （ ） A.10次，40个冲程 B.40次，80个冲程 C.20次，40个冲程 D.80次，80个冲程5.(湖南株洲中考题)有经验的柴油机维修师,不用任何仪器,只是靠近柴油机排气管口观察 和闻一下,并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度,就能初步判断这台柴油机的节 能效果.在同样负荷的情况下,关于柴油机的节能效果,下列判断中正确的是( ) A.尾气的温度越高,柴油机越节能 B.尾气的温度越低,柴油机越节能 C.尾气的柴油味越浓,柴油机越节能 D.尾气的颜色越发黑,柴油机越节能6.热机的效率是热机性能的一个重要指标,下面关于热机效率的叙述中不正确的是( ) A.在设计和制造上,要不断改进和革新,以减少各种能量损失,就有可能使热机 效率达到100% B.两辆型号相同的小汽车,以相同的速度行驶相同的路程,耗油量小的那辆车效 率较高 C.在使用上要正确使用,注意保养,可提高效率 D.在热机的各种损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量是提高燃料 利用率的重要措施7.（2010 遵义）在我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的天然气被送到缺乏源的东 部地区。天然气与煤相比，从热学角度分析它突出的优点是 ； 从环保角度分析它突出的优点是 (天然气、煤的热值分别是 1.14108J/kg、3107Jkg)。能力提升B组（中考对接)1.柴油机甲的功率是乙的1.5倍，甲的效率为20，乙的效率为25，那么甲与乙每小时 消耗的油量之比为（ ） A.15:8 B.6:5 C.5:6 D.8:152.在做功冲程中，汽油机燃气的压强可达5.0105 Pa，柴油机燃气的压强可达1.0106 Pa， 如果汽油机和柴油机的活塞面积、活塞运动的距离都相同，则在一个做功冲程中柴油机与 汽油机做功之比是（ ） A.1:2 B.2:1 C.1:1 D.4:13.一台内燃机运行时各种消耗大致为：气缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦 等机械损耗占10%，则它的热机效率为 。 4.美国大众科学杂志评出年度奇思妙想十大发明，其中最引人注意的是“六冲程引擎”， 这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运 动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入 汽缸的水。其中第五冲程相当于四冲程内燃机的 冲程，请你指出该“六冲程引擎” 的一个优点： 。 5.自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%，已知在地球表面，晴天时垂直于太阳光的 表面接收到的热辐射为1.26103J/(m2s) ，如果晒水箱内有水40kg，晒水箱接收阳光 垂直照射的面积始终是1.5m2，要使水温上升30，需要多长时间？6.一单缸汽油机的飞轮的转速为每分钟为600转，设做功冲程中燃气对活塞的压强为p=5 105Pa不变，做功冲程中活塞移动的距离为L0.2m，活塞的面积S100cm2，每分钟该汽 油机消耗的汽油10g，求汽油机的功率和效率。（汽油的热值为4.6107J/kg）轻巧夺冠C组（直升竞赛）1.右表是某品牌小轿车的一些技术参数.其中排气量是指发动机气缸的工作容积,一般情况 下,发动机的排气量越大,功率越大.空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比.当该发动机 以最大功率工作时,气缸内汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3, 1min内高温高压的燃气推 动活塞做功2600次.请计算发动机在最大功率工作时:(1)1min内做的有用功;车型某品牌轿车排气量1.8L最大功率75kW空燃比14:1汽油的热值4.6107 J/kg (2)做功一次消耗汽油的质量; (3)发动机的效率.2. 太阳能是一种理想的绿色能源现在我市许多小区和农村的住户都安装太阳能热水器 小华家最近安装了一台太阳能热水器，如图1为其室内进、出水管的安装示意图，为进 水阀，为出水阀，为调温阀在水箱接口处有一根进出水管，一根溢流管，一根排气 管给水箱上冷水或沐浴用热水时，均通过这根进出水管来完成请完成下列问题： （1）给水箱上水时阀门 、 、 洗澡时阀门 、 、 。 （2）若水箱安装在七楼楼顶上，且距楼顶地面高1米，小华家住二楼，进水阀距二楼地 面高1米，每层楼高3米，则在进水阀处水压至少为多大，才能顺利上水？ 型号SQB16/1.2/3外形尺寸mm119012501190集热管采光面积m21.5水箱容积L100每天输出热水（L）夏天70100冬天50100水温（）夏天5590冬天4055 （3）如图2所示为小华家太阳能热水器的室外安装图其中A为集热器，B是水箱产 品说明书如表：根据产品说明书中的参数和题给条件计算：已知集热器接受的太阳 能辐射约为4.0106J/m2h，如果每天日照时间按10h计算，该热水器在一天中接 受的太阳能能使一满箱20的水到傍晚时，水温达到70，那么该太阳能热水器 的转化效率为多少？假设每天都可以得到这样一箱热水，使用这样的热水器，每月 （按30天算）节省多少的煤？（假设煤燃烧放出的热量有50%被水吸收，煤的热 值约3.4107J/）（结果取整数）（g=10N/kg，p0=1.0105pa） 望 子 成 龙 学 校 家 庭 作 业科 目 课 次 第 次 课 作 业 等 级 校 区 老 师 第一部分1.（2010 上海）四冲程汽油机在工作过程中，将燃气的内能转化为机械能的冲程是（ ） A.吸气冲程 B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程 2.一台单缸柴油机，飞轮每分钟转 1800转，那么1s内柴油机对外做功的次数是（ ） A.1800次 B.900次 C.60次 D.15次3.某摩托车的效率为34，某汽车的效率为29，这说明了（ ） A.摩托车比汽车的功率大 B.摩托车比汽车做的有用功多 C.使用摩托车比使用汽车做功多 D.燃烧相同的燃料，摩托车将内能转化为机械能比汽车多第二部分4.（2012陕西中考）科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程 与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅 速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度 （填“升高” “降低”或“不变”），其内能 （填“增大”“减小”或“不变”），这样燃烧同 样多的燃料获得更多的机械能，提高了热机的 ，为进入下一个工作循环， 这款内燃机的第六冲程是 冲程.第三部分5. 小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，利