第四节热机

第四节第四节 热机热机 1 基础知识全面训练基础知识全面训练 知识点知识点 1 热机和内燃机 1 热机的种类很多 如 等 内燃机是指 或 在 内燃烧 把 能转化 为 能 又通过做功 把 能转化为 能的动力机械 2 四冲程汽油机的四个冲程是 冲程 冲程 冲程 冲程 3 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 知识点知识点 2 汽油机和柴油机 4 如图 16 4 1 所示为内燃机工作时的某冲示意图 该冲程是 图 16 4 1 A 吸气冲程 B 压缩冲程 C 做功冲程 D 排气冲程 5 在内燃机工作的四个冲程中 发生内能和机械能相互转化的是 A 吸气冲程和压缩冲程 B 压缩冲程和做功冲程 C 做功冲程和排气冲程 D 排气冲程和吸气冲程 6 在内燃机的一个工作循环中 将内能转化为机械能的冲程是 将机械能转化为内能 的冲程是 7 改变物体内能的方式有两种 饮料放进冰 箱后温度降低 是用 的方式减少饮料的 内能 在汽 油机的压缩冲程中 是通过 的方式增加燃料混合物的内能 知识点知识点 3 热值 8 学习了物理知识后 可以帮助我们解决许多生活中的实际问题 例如家中买煤时 我们最应该关心煤 的 A 热值 B 密度 C 比热容 D 热量 9 1 汽油用去了一半 剩下的汽油 A 热值变为原来的一半 B 比热容变为原来的一半 C 热值和比热容都不变 D 热值和比热容都变为原来的一半 知识点知识点 2 有关热值的计算 10 天然气伴随着 西气东输 的步伐开始走进了江城芜湖的千家万户 传统燃料也随之被逐步取代 天 然气燃烧时可以将 能转化为 能 假如燃烧充分 那么天然气与煤气相比 燃烧时每 立方米释放出的热量约相差 J 与传统燃料相比天然气的优点是 写出一条 即可 11 汽油的热值为 4 6 107 J kg 按照理论计算 完全燃烧 g 汽油放出的热就可以使 10 kg 水的 温度升高 46 而实际加热时 所需要的汽油远比这个数值要大由此可见 提高使用燃料的 是节约能源的重要途径 水的比热容是 4 2 103 J kg 12 一台效率为 40 的柴油机 当输出 66 000J 的有用功时 消耗的柴油量为 kg 柴油的热值为 4 3 107J kg 13 完全燃烧 75 dm3天然气放出 6 3 105 J 热量中的 50 被水吸收 则它能将多少 25 的水烧开 此时 环境大气压为 1 个标准大气压 14 燃烧 1m3的煤气约能放出热量 3 9 107J 某市煤气管道的煤气收费标准为 O 87 元 m3 有一户人家 在一月内烧煤气消耗了 1 17 109 J 热量 这个月应该交煤气费多少元 知识点知识点 3 热机的效率及环境保护 15 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 16 下列提高效率的方法中 不可行的是 A 减少各种热损失 B 加入润滑油减少机器部件间的摩擦 C 充分利用废气的能量 如建热电站 D 采取少消耗总能量的办法 17 有一台汽油机在一个工作循环中消耗了 10g 汽油 热值为 4 6 107J kg 这些汽油完全燃烧产生的 热量是 J 若这台汽油机的效率为 30 则一个工作循环中输出的有用机械能为 J 2 综合能力提升训练综合能力提升训练 18 学科内综合题 内燃机在做功冲程中 高温气体迅速膨胀而做功 此时气体的温度和内能变化的情 况是 A 温度降低 内能减小 B 温度不变 内能不变 C 温度升高 内能增大 D 温度降低 内能增大 19 学科综合题 一辆功率是 6 615 104W 的汽车用热值 4 6 107J kg 的汽油做燃料 发动机的效率为 20 油箱里装有 50 汽油 使用这些汽油可通过 100 的路程 则汽车的平均速度为 A 20 14 4 16 18 20 物理与生活 煤有优质和劣质之分 划分优劣的主要依据是这种煤的 A 硬度 B 密度 色泽 D 热值 21 物理与生活 四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别是 木柴约 200 燃煤约 80 液化石油气约 30 煤气约 60 这四种燃料中哪一种燃料的热值最高 A 液化石油气 B 煤气 C 烟煤 D 木柴 22 开放题 近年来沈阳市采取了居民小区集中供热的方式 拆除了千余根烟囱 减少了高温的废气向 周围大气的扩散及它与大气问的热传递 减轻了对大气的污染 提高了燃料的利用率减少了能量的损 失 根据上述内容请你找出一个与物理相关的名词 23 创新题 如图 16 4 2 所示 是小华和同学们利用酒精灯加热试管中的水 直至将塞在试管口的塞子 冲出的实验示意图 根据下表提供的数据 解答以下问题 如需计算 则计算结果保留至小数点后一位 图 16 4 2 1 如果在实验中完全燃烧了 0 56 g 的酒精 那么这些酒精放出的热量是多少 2 上一问中酒精放出的热量若完全用来加热水 能将质量为多少的水在一个标准大气压下从 20 加热到 沸腾 3 一个能装满 500 g 水的瓶子 能装满多少克的酒精 4 为发烧的病人用酒精擦浴降温是一种常用而有效的方法 这种降温方法利用了什么物理原理 24 学科综合题 星期日 爸爸开车带小森去图书城购买科普读物 回来后小森向爸爸请教了有关车的 一些问题 并做了记录 内容如表所示 请你根据小森记录的内容计算 1 若小森去图书城单程时间为 20 min 则小森家离图书城的路程大约多少千米 2 往返路途中 用掉汽油多少千克 需花费汽油费多少元 3 经典考题实战训练经典考题实战训练 25 2007 年南京市 汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的 图 16 4 3 中表示做功冲程的是 图 16 4 3 26 2007 年北京市 下面是汽油机工作的四个冲程 其中将内能转化为机械能的是 A 吸气冲程 B 压缩冲程 C 做功冲程 D 排气冲程 27 2006 哈尔滨 哈尔滨市建立的垃圾焚烧电厂 年处理垃圾可达 2 O 105 t 生活垃圾的平均热值 约为 6 3 106J kg 每燃烧 1 t 生活垃圾可放出的热量 J 燃烧 1 t 垃圾可获得 210 kW h 的电能 那么生活垃圾燃烧发电的效率是 28 2006 芜湖 受益于 西气东输 工程 天然气已在我市广泛使用 天然气的热值可高达 8 O l07 J m3 8 O 107J m3的物理意义是 日前使用天然气的公交车已在 我市投入运营 它将天然气压缩至原体积的 1 300 存储在钢瓶中作为车载燃料 从微观角度看 天然气容 易为 29 2006 北京 设计汽车发动机时 既要考虑能量的利用效率 也要考虑发动机的冷却问题 l 为了防止发动机过热 汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度 5kg 水在冷却系统中升 高 50 所吸收的热量是多少 c水 4 2 103J kg 2 柴油在某汽车发动机汽缸内燃 d 烧时 如果每分钟释放 1 2 107J 的能量 发动 机输出的功率是 8 5 104W 则此汽车发动机的效率是多少 第四节第四节 热机热机 1 蒸汽机 内燃机 汽油 柴油 气缸 化学 内 内能 机械能 2 吸气 压缩 做功 排气 3 D 解析 做功冲程的能量转化是内能转化为机械能 A 错 由于热散失的存在 机械效率不会达到 100 B 错 用水循环来降低热机的温度 主要是利用水水比热大的特性 C 错 应选 D 4 D 解析 从图中看出活塞向上运动 排气门打开了 应为排气冲程 5 B 解析 内燃机中发生内能与机械之间相互转化的有两个冲程 压缩冲程中机械能转化为 内能 做功冲程中内能转化为机械能 6 做功 压缩 7 热传递 做功 8 A 解析 家庭中使用煤是利用煤燃烧来获得内能的 人们关心的问题是 相同质量的煤完全燃烧放出 的热量是多还是少 显然属于煤的热值 而不是密 度 也不是比热容 另外 热量是一个过程量 只有 在发生热传递时才有意义 离开了热传递 说某物体的热量是多少是没有意义的 9 C 解析 热值是燃料的一个特性 比热是物质的一个特性 汽油用去了一半 剩下的汽油仍然是汽油没 有变 其特性也不变 10 化学 内 2 107 污染小 11 42 利用率 效率 解析 本题考查热量的计算及节约能源的方法 水需要吸收的热量为 当汽油完全燃烧放出这么多的热量时 需要的汽油质量为 实际生活中由于热量的损失 所需要的汽油质量要大于 42 g 所以我们可以通过提高燃料的利用率来节 约能源 12 3 84 10 3 解析 根据热机效率的公式我们可求得输出 66 000 J 的有用功时 燃料完全燃烧释放的能量为 则我们可求得煤油的质量为 13 1 解析 水吸收的热量 Q 6 3 105J 50 3 15 105J 烧开水的质量 14 26 1 解析 煤气热值 放出热量 一个月收煤气费 15 A 解析 热机的燃料有多种 B 错 汽车排出的尾气有大部分是二氧化碳等 并不都是有毒气体 热 机所产生的噪声是不会被完全消除的 应选 A 16 D 解析 热机的效率是用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧释放的能量的比值 是燃料的有 效利用率 17 4 6 l05 1 38 105 18 A 解析 物体对外做功 内能减小 温度降低 19 解析 汽车克服阻力所做的功是有用功 根据功的计算公式 其大小等于功率与运动时间的乘积 燃料燃烧时放出热量 其中的 20 是用来做有用功的 20 D 解析 煤作为一种燃料 从人们实际需要出发 当然是同等质量情况下 放出的热量越多越好 这 各特性是由煤的热值决定的 21 A 解析 一家用的热量基本是相同的 但用液化石油气时用的质量是最小的 22 热传递 或扩散 能量 点拨 这是一道开放题 审好题 联系物理知识 即可答出 23 1 16800J 2 50g 3 400g 4 酒精蒸发 汽化 吸收热量使温度降低 解析 24 1 20 2 8 64 解析 需汽油费用 25 B 解析 做功冲程中是汽油在气缸内燃烧后的高温 高压的燃气推动活塞做功 此过程中两气门关闭 活塞 在燃气推力的作用下向下运动 故正确的答案为 B 命题立意 此题通过图解的形式考查了学生对汽油机四个冲程的理解与辨析 此题注重对基础知识的考查 强调学科本位的理念 26 C 解析 内燃机的四个冲中有两个能量转化 即将内能转化为机械能 即燃气的做功冲程 另一个是将机械 能转化为内能 压缩冲程 故答案为 C 点评 本题从能量转化的角度来考查内燃机的四个冲程 还可以从活塞的运动方向及两门的关闭状态进行 判断 27 6 3 109 12 解析 燃烧 1 t 生活垃圾放出的热量 Q qm 6 3 106J kg 1 000 kg 6 3 109 J 燃烧 1 t 生活垃 圾可获得的电能 W 210 kW h 210 3 6 106J 7 56 108J 故发电效率 W Q 7 56 108J 6 3 109J 12 28 完全燃烧 1m3天然气可以放出 8 O l07 J 的热量 气体分子间距离大 或分子力小 29 1 1 06 106J 2 42 5 解析 1 吸收的热量 2 发动机的总功率 发动机的效率 20 2005 兰州 关于比热的说法 正确的是 A 质量大 温度高的物体 比热一定也大 B 汽油是燃料 所以只有热值 没有比热 C 比热是物质的一种特性 每种物质都有自己的比热 D 比热相同的 一定是同一种物质 20 C 23 2006 云南 城市绿化中要修建许多人工湖以降低 热岛效应 造成的高温 这是利了水的 大的特性 飞机的喷气发动机的热机效率可高达 60 则燃料完全燃烧产生 1 000 J 的热量 飞机可以 获得 J 的机械能 23 比热容 600 解析 水的比热容大的重要应用就是冬季取暖时暖气管中要用水 汽车水箱里要用水 因为相同质量的液体吸收相同的热量 水温变化最小 其原理同样可用在 热岛效应 中 根据题意飞机 获得的机械能为 l 000 J 60 600 J 6 2006 南京 目前 南京市大约还有 30 万户居民使用每次冲水 13 L 的老式坐便器 如果这些坐便器 换用某种节水阀后 每次冲水量可降为 6 L 1 若某户居民平均每天冲水 10 次 换用节水阀后 该户一个月 按 30 天计算 可节水多少千克 1 L 1 dm3 2 该户每月节省下来的水 如果温度降低 1 能够放出多少热量 假设这些热量是由煤气完全燃烧所 产生 则需要煤气多少千克 水的比热容为 4 2 103 J kg 煤气的热值为 4 2 107 J kg 3 据统计 全市 30 万户居民每家花 10 元钱换个节水阀 每年就能省出两个玄武湖的水量 假如我市 城区多两个玄