第6讲　内能的利用

华章文化 火线100天word版第6讲内能的利用热值1定义：燃料_完全燃烧_放出的热量与燃料质量的_比值_，叫做这种燃料的热值2公式及单位：q，变形式为Qmq.单位是_焦每千克_，符号是_J/kg_3理解：(1)酒精的热值是3.0107 J/kg，表示_1_kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0107_J_(2)热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的_种类_有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系【提示】对于气体燃料来说，热值q，热值单位为J/m3.热机1热机(1)定义：利用_内能_做功的机械(2)原理：(3)种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等2内燃机(1)定义：燃料直接在汽缸内燃烧产生_动力_的热机(2)分类：汽油机和柴油机(3)汽油机的四个工作冲程：_吸气_冲程进气门_打开_，排气门_关闭_，活塞向_下_运动，汽油和空气的混合物进入汽缸_压缩_冲程进气门和排气门都_关闭_，活塞向_上_运动，将_机械_能转化为_内_能_做功_冲程进气门和排气门都_关闭_，活塞向_下_运动，将_内_能转化为_机械_能_排气_冲程进气门_关闭_，排气门_打开_，活塞向_上_运动，排出汽缸内的废气除了做功冲程是靠燃气推动活塞做功，其他三个冲程都是靠安装在曲轴上的飞轮的_惯性_来完成的3.热机的效率(1)定义：热机用来做_有用功_的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比(2)公式：或(气体)(3)提高热机效率的途径：让燃料尽可能充分燃烧，如：将煤粒磨成煤粉，加大送风量等；利用废气的能量；机件间保持良好的润滑，减小摩擦【图片解读】1如图1所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内的水蒸气推出此过程中酒精燃烧，酒精的_化学_能转化为_内_能，这部分内能又传递给水，使水的内能增加，温度_升高_，直至沸腾；水沸腾后产生大量水蒸气，塞子受到水蒸气的压力而冲出去，即水蒸气的_内能_转化为塞子的动能图12如图2所示表示正在进行的是_做功_冲程在活塞向下运动的过程中，汽缸内气体的内能变_小_，_温度_降低，密度变_小_图2能量的转化与守恒1能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量是可以相互_转化_的2能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式_转化_为其他形式，或者从一个物体_转移_到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量_保持不变_【图片解读】1如图1所示是小球在地面弹跳的频闪照片，分析图片后可知，小球弹起的高度逐渐减小，同时小球会变热小球在下落时，它的_重力势_能减小，小球在上升时，它的_动_能减小，小球在弹跳过程中有一部分机械能转化为_内能_图12如图2是一种设想的永动机，这种永动机_不能_(填“能”或“不能”)永远运动下去能量在转化和转移的过程中，能量的总量_保持不变_图21关于燃料及其热值，下列说法中正确的是(C)A燃料完全燃烧时，它的热值最大B没有燃烧的燃料，热值等于零C燃料燃烧时放出的热量，一定比计算值小D燃料燃烧时，产生的温度越高，放出的热量越多2(2019巴中)下列关于内燃机的说法正确的是(C)A柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物B汽油机汽缸顶部有喷油嘴C做功冲程中内能转化为机械能D内燃机功率越大，效率越高3(2019南充三诊)生活中的许多现象都与我们学过的物理知识有关，下列说法正确的是(B)A20 的水一定比80 的水含有的热量少B划燃火柴是利用做功来改变物体的内能C人工湖能调节气温是利用水的比热容小D质量相同的燃料燃烧，热值越大的，放出的热量越多4(2019凉山)现有0.028 kg酒精，完全燃烧释放的热量为_8.4105_J，若这些热量完全被水吸收，可以使10 kg的水，温度从20 升高到_40_.q酒精3107 J/kg，c水4.2103 J/(kg)5(2019怀化)某种国产汽车，当它在某平直公路上以20 m/s的速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6 L当汽车行驶500 s，则汽车消耗的汽油是_0.6_L假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495 N，则汽油机的效率是_25_% (已知汽油的热值是3.3107 J/L)6某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1 m2表面上，每秒钟接收到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验，经多次实验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%.控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是2 m2，太阳能热水器内的水的质量为100 kg，水的初温为20 ，经8 400 s时间后上升到45 ，太阳能热水器内的水吸收的热量是_1.05107_ J；垂直于太阳光的1 m2表面上，每秒钟接收到的太阳能是_1_250_ Jc水4.2103 J/(kg)第6讲内能的利用命题点1热机及热值的相关计算1(2019成都)如图是汽车四冲程发动机的一个冲程示意图，下列说法正确的是(A)A该冲程是做功冲程B该冲程机械能转化为内能C这种汽车对环境没有污染D此发动机的效率可达90%2(2019德阳)用天然气烧水，水沸腾时，壶盖不断向上跳动，此过程中能量转化与四冲程汽油机的_做功_冲程的能量转化相同；在标准大气压下用天然气把3 kg的水从20 加热至刚沸腾时，水吸收了_1.008106_J的热量c水4.2103 J/( kg)3(2019甘孜)汽油机一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、_做功_冲程、排气冲程组成；汽车发动机工作时；常用水作冷却液是利用了水的_比热容_较大的特性4(2019广元)质量为2 kg的水，温度从40 升至60 ，会吸收_1.68105_J的热量若这部分热量全部由酒精完全燃烧提供，则需要完全燃烧_5.6103_ kg的酒精c水4.2103 J/(kg)，酒精的热值为3.0107 J/kg5(2018南充)某台汽油机飞轮的转速为1 800 r/min，在1 s内，汽油机完成了_15_个工作循环如果汽油机在一段时间内消耗了500 g汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量_2.3107_J(q汽油4.6107 J/kg)6(2019绵阳)一个标准大气压下，将质量1.0 kg的水从20 加热到沸腾，水吸收的热量是_3.36105_J小明家天然气热水器的热效率是84%，他某次洗澡，耗水40 kg，自来水进热水器的温度是24 ，出热水器的温度是40 ，小明这次洗澡消耗天然气_0.1_m3.已知水的比热容是4.2103 J/(kg)，天然气的热值是3.2107 J/m3命题点2热学综合7(2019雅安)如图所示的四个情景，下列说法中错误的是(A)A甲图中厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能减小B乙图中两个铅块紧压在一起后能吊住重物，说明分子间存在引力C丙图中红墨水在热水中扩散得快，说明温度越高分子无规则运动越剧烈D丁图中进气门和排气门均关闭且活塞向下运动，这是内燃机的做功冲程8(2019内江)在热现象中，下列说法正确的是(D)A冰在熔化过程中，要不断吸收热量，温度同时升高B一个物体内能增加了，一定是吸收了热量C新型燃料汽车实现了“零排放”，其效率已达到了100%D初春培育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻，应该早晨多排水，傍晚多灌水9(2019达州)下列关于热现象的说法中正确的是(D)A物体的温度越高所含的热量越多B内燃机的做功冲程将机械能转化成内能C打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动D物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强1(2018西宁)古语道：“人要实，火要虚”此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺“火要虚”的目的是(D)A增大可燃物的热值B降低可燃物的着火点C能使可燃物完全燃烧D提高了可燃物的利用率2如图所示，哪种机器是不可能制造出来的(B) 3(2019宁夏)2019年春节期间热映的流浪地球被誉为开启了中国科幻电影元年这部电影讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀，无法再给地球提供能量，人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体，逃离太阳系的故事其中“点燃木星”将地球推开的过程相当于内燃机的(C)A吸气冲程 B压缩冲程C做功冲程 D排气冲程4(2019绥化)如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，不是靠飞轮惯性完成的冲程是(B) A BCD5(2019南充名校联考)海滨城市昼夜温差较小是因为水的_比热容_较大，而火箭常用液氢作燃料是因为液氢的_热值_较大6(2019宜昌)汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为_内_能，这些能量不能自动地用来驱动汽车；而有些新能源汽车有“动能回收装置”，即在刹车时带动发电机工作，将汽车的动能转化为_电_能并为电池充电，之后电池又可以再次驱动汽车7(2019桂林)我国于2019年5月17日在西昌卫星发射中心用“长征三号”丙运载火箭，成功发射一颗北斗导航卫星如图所示，“长征三号”丙运载火箭升空时，燃料燃烧后通过做功，把_内_能转化为_机械_能8汽油的热值为4.6107 J/kg，现有汽油2 kg，完全燃烧一半，放出的热量是_4.6107_J，剩余汽油的热值是_4.6107_J/kg.9(2019赤峰)利用先进工艺和科学方法，可以使垃圾变废为宝若从1吨垃圾中能提炼出140 kg燃料油，燃料油的热值为4.5107 J/kg，则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为_6.3109_ J，这些热量可以使_3104_ kg的水温度升高50 .水的比热容为4.2103 J/( kg )10(2019南充二诊)菜油最适宜的烹饪温度在150 至180 之间用天然气将质量为0.02 kg的菜油从室温20 加热到170 ，天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收则菜油吸收了_6103_J热量，燃烧了_2.5104_m3的天然气取c菜油 2.0103 J/(kg)，天然气的热值为4107 J/m311(2019兰州)已知天然气的热值为3.8107 J/m3，水的比热容为4.2103 J/( kg)(1)完全燃烧1.4102 m3天然气放出多少热量？(2)若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8 kg，初温为25 的水温度加热到多少？(当地的大气压强为1标准大气压)解：(1)完全燃烧1.4102 m3天然气放出的热量：Q放Vq1.4102 m33.8107 J/m35.32105 J(2)由可得，水吸收的热量：Q吸Q放60%5.32105 J3.192105 J由Q吸cmt可得，水升高的温度：t20 则水的末温：tt0t25 20 45 12(2019宜昌)前段时间，“加水就能跑的神车”事件一度成为舆论热点，该汽车实际是利用车内水解制氢技术获得氢气，通过氢燃料电池给车提供动力(该技术成本很高，目前仍处在试验阶段)，但被曲解为“加水就能跑”下列对该事件的看法错误的是(D)A氢燃料电池是将氢气的化学能转化为电能B水解技术制取氢气的过程一定要消耗其他能量C对于热点事件要遵从科学原理，不能盲从更不能以讹传讹D该车行驶的能量最终来源于水，水是一种能源13(2019苏州)如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃此过程的能量转化方式与汽油机的_压缩_冲程相同某效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了4 kg汽油，该汽油机对外做的机械功为_4.6107_J(汽油热值为4.6107 J/kg)14一台单缸四冲程汽油机，它的转速是1 200 r/min，则其每秒做功_10_次，若其做功冲程工作时活塞一次做功2 000 J，则其功率为_2104_W.15(2019广州)(1)完全燃烧1.4 g酒精释放的热量是完全燃烧0.7 g酒精释放热量的_2_倍.0.7 g酒精完全燃烧释放的热量是2.1104 J，这些热量全部被100 g的液体A吸收，液体的温度升高了50 ；完全燃烧1.4 g酒精释放的热量全部被200 g的液体A吸收，液体的温度升高了t_50_(不考虑散热)(2)现用如图所示装置加热200 g的液体A，燃烧了1.4 g酒精，液体升高的温度小于t，有哪些原因会导致这个结果？_加热过程中的各种热损失；燃料没有完全燃烧_16(2019聊城)2019年5月6日，聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源，标准大气压下，c水4.2103 J/( kg)，q氢1.4108 J/kg求：(1)质量为0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量(2)若这些热量全部被质量为200