第十四章 內(nèi)能的利用123456789101112131(中考中考岳陽岳陽)實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，加熱試管使水沸騰。實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，加熱試管使水沸騰。對觀察到的現(xiàn)象分析正確的是對觀察到的現(xiàn)象分析正確的是()1類型類型熱機(jī)的基本原理熱機(jī)的基本原理A玻璃管口冒出玻璃管口冒出“白氣白氣”是汽化成的水蒸氣是汽化成的水蒸氣B加熱使水升溫是通過做功的方式改變水的內(nèi)能加熱使水升溫是通過做功的方式改變水的內(nèi)能C小葉輪的轉(zhuǎn)動說明永動機(jī)是可以實(shí)現(xiàn)的小葉輪的轉(zhuǎn)動說明永動機(jī)是可以實(shí)現(xiàn)的D小葉輪轉(zhuǎn)動，水的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為葉輪的機(jī)械能小葉輪轉(zhuǎn)動，水的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為葉輪的機(jī)械能返回返回B2(中考中考棗莊棗莊)如圖是某內(nèi)燃機(jī)工作時的能量流向圖，如圖是某內(nèi)燃機(jī)工作時的能量流向圖，該內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率是該內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率是()A25% B35% C40% D75%返回返回做功做功3目前我國研發(fā)一款以壓縮空氣為動力的環(huán)保車。目前我國研發(fā)一款以壓縮空氣為動力的環(huán)保車。汽車使用前需要壓縮存儲氣體，這一過程通過汽車使用前需要壓縮存儲氣體，這一過程通過_的方式使氣體內(nèi)能增加；開動時，釋放的方式使氣體內(nèi)能增加；開動時，釋放的氣體推動發(fā)動機(jī)，將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為的氣體推動發(fā)動機(jī)，將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為_能；此車緊急剎車時，剎車片和輪胎都能；此車緊急剎車時，剎車片和輪胎都變熱，汽車的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為變熱，汽車的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為_能。能。機(jī)械機(jī)械內(nèi)內(nèi)返回返回4(中考中考江西江西)長征二號長征二號FT2運(yùn)載火箭選用液態(tài)氫運(yùn)載火箭選用液態(tài)氫作為燃料，主要是因?yàn)橐簯B(tài)氫的作為燃料，主要是因?yàn)橐簯B(tài)氫的_高；高；火箭外表涂有一層特殊物質(zhì)，可利用該物質(zhì)在火箭外表涂有一層特殊物質(zhì)，可利用該物質(zhì)在發(fā)生物態(tài)變化時要發(fā)生物態(tài)變化時要_熱，從而避免高速熱，從而避免高速運(yùn)行的火箭溫度過高。運(yùn)行的火箭溫度過高。吸吸熱值熱值返回返回5(中考中考哈爾濱哈爾濱)如圖所示是四沖程汽油機(jī)工作時的如圖所示是四沖程汽油機(jī)工作時的壓縮沖程，此過程中通過壓縮沖程，此過程中通過_方式使汽缸方式使汽缸內(nèi)燃料混合物的內(nèi)能內(nèi)燃料混合物的內(nèi)能_(填填“增大增大”或或“減小減小”)。做功做功增大增大返回返回6(中考中考河北河北)汽油機(jī)作為汽車的汽油機(jī)作為汽車的“心臟心臟”，在壓，在壓縮沖程結(jié)束時，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛縮沖程結(jié)束時，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈地燃燒，將烈地燃燒，將_能轉(zhuǎn)化成能轉(zhuǎn)化成_能。能?；瘜W(xué)化學(xué)內(nèi)內(nèi)2類型類型有關(guān)熱值的計(jì)有關(guān)熱值的計(jì)算算一輛汽車一年行駛?cè)f公里，消耗汽油一輛汽車一年行駛?cè)f公里，消耗汽油2 t，這些，這些汽油完全燃燒放出汽油完全燃燒放出_J的熱量。的熱量。(q汽油汽油4.6107 J/kg)9.21010返回返回7根據(jù)下表列出的四種燃料的熱值，回答下列問題：根據(jù)下表列出的四種燃料的熱值，回答下列問題：(1)從表格中提供的數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是：從表格中提供的數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是：_；(2)質(zhì)量相等的四種燃料完全燃燒后，放出的熱量最少質(zhì)量相等的四種燃料完全燃燒后，放出的熱量最少的是的是_；(3)若質(zhì)量為若質(zhì)量為4 kg的某種燃料完全燃燒后，放出的熱量的某種燃料完全燃燒后，放出的熱量為為1.32108 J，則這種燃料可能是，則這種燃料可能是_。酒精酒精柴油柴油不同燃料的熱值一般不同不同燃料的熱值一般不同返回返回8(中考中考貴港貴港)“可燃冰可燃冰”是未來潔凈的新能源。是未來潔凈的新能源。2017年年5月，我國首次可燃冰試采成功?？扇急哂袩嵩?，我國首次可燃冰試采成功?？扇急哂袩嶂荡螅苤苯狱c(diǎn)燃等特點(diǎn)，它的熱值約為值大，能直接點(diǎn)燃等特點(diǎn)，它的熱值約為5.9109 J/m3。問完全燃燒。問完全燃燒1 m3的可燃冰能使質(zhì)量約為多的可燃冰能使質(zhì)量約為多少千克的少千克的20 的水溫度升高到的水溫度升高到100 ？3類型類型熱值及物體吸放熱的綜合計(jì)算熱值及物體吸放熱的綜合計(jì)算水的比熱容為水的比熱容為4.2103 J/(kg)解：解：1 m3的可燃冰完全燃燒后放出的熱量：的可燃冰完全燃燒后放出的熱量：Q放放Vq1 m35.9109 J/m35.9109 J。由題知，水吸收的熱量：由題知，水吸收的熱量：Q吸吸Q放放5.9109 J，由由Q吸吸c(diǎn)m(tt0)可得加熱水的質(zhì)量：可得加熱水的質(zhì)量： m 17560 kg。0Qc t t吸吸（） 935.9 10 J4.2 10 J/ kg10020 （ ） （ ）返回返回9(中考中考聊城聊城)2017年年5月月18日，中國科學(xué)家首次在南日，中國科學(xué)家首次在南海試采可燃冰取得圓滿成功。實(shí)現(xiàn)了我國天然氣水海試采可燃冰取得圓滿成功。實(shí)現(xiàn)了我國天然氣水合物開發(fā)的歷史性突破。可燃冰清潔無污染、儲量合物開發(fā)的歷史性突破?？扇急鍧崯o污染、儲量巨大，是一種非常理想的新型能源。可燃冰的熱值巨大，是一種非常理想的新型能源。可燃冰的熱值很大，是天然氣熱值的很大，是天然氣熱值的10倍以上，若按倍以上，若按15倍計(jì)算。倍計(jì)算。水的比熱容為水的比熱容為c4.2103 J/(kg)；天然氣的熱值；天然氣的熱值q7.0107 J/m3求：求：(1)體積為體積為0.01 m3的可燃冰完全燃燒放出的熱量為多少？的可燃冰完全燃燒放出的熱量為多少？解：解：q可燃冰可燃冰15q157.0107 J/m31.05109 J/m3，由由q 得得Q放放q可燃冰可燃冰V1.05109 J/m30.01 m31.05107 J；QV放放(2)若這些熱量的若這些熱量的90%被質(zhì)量為被質(zhì)量為100 kg的水吸收，則的水吸收，則水升高的溫度是多少？水升高的溫度是多少？由由 得，得，Q吸吸Q放放1.05107 J90%9.45106 J；由由Q吸吸c(diǎn)mt得，得，t 22.5 。QQ吸吸放放mQc吸吸639.45 10 J4.2 10 J/ kg100kg （ ）返回返回10(中考中考江西江西)蓮蓮家的汽車尾部上標(biāo)有蓮蓮家的汽車尾部上標(biāo)有“2.0T”的字的字樣，其中樣，其中“T”就是就是“渦輪增壓渦輪增壓”，是利用高溫、，是利用高溫、高壓的廢氣去沖擊高壓的廢氣去沖擊“廢氣渦輪廢氣渦輪”高速旋轉(zhuǎn)，來帶高速旋轉(zhuǎn)，來帶動同軸的動同軸的“進(jìn)氣渦輪進(jìn)氣渦輪”也高速旋轉(zhuǎn)，從而增加吸也高速旋轉(zhuǎn)，從而增加吸氣沖程的進(jìn)氣量并增大進(jìn)氣氣壓，使汽油燃燒更氣沖程的進(jìn)氣量并增大進(jìn)氣氣壓，使汽油燃燒更充分，燃?xì)鈮簭?qiáng)更大，同時也減少了廢氣充分，燃?xì)鈮簭?qiáng)更大，同時也減少了廢氣中中4類型類型計(jì)算熱機(jī)的效率計(jì)算熱機(jī)的效率的有害物質(zhì)，達(dá)到提高發(fā)動機(jī)效率和減少廢氣污的有害物質(zhì)，達(dá)到提高發(fā)動機(jī)效率和減少廢氣污染 的 目 的 。 這 輛 汽 車 的 最 低 油 耗 可 達(dá)染 的 目 的 。 這 輛 汽 車 的 最 低 油 耗 可 達(dá) 0 . 2 kg/(kWh)，已知汽油的熱值為，已知汽油的熱值為4.6107 J/kg。溫溫馨提示：最低油耗是指燃燒最少的汽油獲得最大馨提示：最低油耗是指燃燒最少的汽油獲得最大有用功的能量；有用功的能量；0.2 kg/(kWh)表示獲得表示獲得1 kWh能能量消耗量消耗0.2 kg汽油，汽油，1 kWh3.6106 J。求。求：(1)0.2 kg的汽油完全燃燒時放出的熱量為多少的汽油完全燃燒時放出的熱量為多少？解：解：0.2 kg的汽油完全燃燒時放出的熱量：的汽油完全燃燒時放出的熱量：Q放放mq0.2 kg4.6107 J/kg9.2106 J；(2)該汽車發(fā)動機(jī)的效率最高可達(dá)多少？該汽車發(fā)動機(jī)的效率最高可達(dá)多少？(結(jié)果保留結(jié)果保留整數(shù)整數(shù))根據(jù)題意可知，完全燃燒根據(jù)題意可知，完全燃燒0.2 kg汽油獲得的能量汽油獲得的能量為為W1 kWh3.6106 J，汽車發(fā)動機(jī)的效率：汽車發(fā)動機(jī)的效率： 39%。WQ放放 663.6 10J9.2 10J 返回返回11隨著人們生活水平的日益提高，小汽車越來越隨著人們生活水平的日益提高，小汽車越來越多地走進(jìn)了百姓人家。一輛使用汽油為燃料的小多地走進(jìn)了百姓人家。一輛使用汽油為燃料的小汽車，以汽車，以72 km/h的速度在水平路面上勻速行駛的速度在水平路面上勻速行駛時，發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率為時，發(fā)動機(jī)的實(shí)際功率為20 kW。若小汽車行駛。若小汽車行駛的距離為的距離為100 km，汽油的熱值，汽油的熱值q4.6107 J/kg，小汽車發(fā)動機(jī)的效率為，小汽車發(fā)動機(jī)的效率為25%。求求小汽車在這段路程中：小汽車在這段路程中：(1)運(yùn)動的時間運(yùn)動的時間；解：速度：解：速度：v72 km/h20 m/s，運(yùn)動時間：運(yùn)動時間：t 5 000 s；10000020 /mm ssv(2)發(fā)動機(jī)所做的功發(fā)動機(jī)所做的功；發(fā)動機(jī)所做的功：發(fā)動機(jī)所做的功：WPt20000 W5000 s1108 J；(3)消耗汽油的質(zhì)量。消耗汽油的質(zhì)量。汽油完全燃燒釋放的熱量汽油完全燃燒釋放的熱量Qqm，又因?yàn)?，又因?yàn)镼 ，所以消耗汽油的質(zhì)量：所以消耗汽油的質(zhì)量：m 8.7 kg。W QqWq 87100.25 4.6 10/JJ kg 返回返回12某單缸四沖程汽油機(jī)的汽缸活塞面積為某單缸四沖程汽油機(jī)的汽缸活塞面積為30 cm2，一個沖程活塞在汽缸中移動的距離是一個沖程活塞在汽缸中移動的距離是50 mm，滿，滿負(fù)荷工作時做功沖程的平均壓強(qiáng)為負(fù)荷工作時做功沖程的平均壓強(qiáng)為9.0105 Pa，飛輪飛輪1 min轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動1 800周，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作周，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時時(不計(jì)摩擦不計(jì)摩擦)。求：。求：5類型類型熱機(jī)的功率熱機(jī)的功率(1)做功沖程燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫ψ龉_程燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫?；解：平均壓力：解：平均壓力：FpS9.0105 Pa30104 m22 700 N。(2)一個做功沖程中燃?xì)鈱钊龅墓σ粋€做功沖程中燃?xì)鈱钊龅墓Γ灰粋€做功沖程燃?xì)鈱钊龅墓Γ阂粋€做功沖程燃?xì)鈱钊龅墓Γ篧Fs2 700 N50103 m135 J。(3)汽油機(jī)的功率汽油機(jī)的功率。汽油機(jī)汽油機(jī)1 min做功的次數(shù)：做功的次數(shù)：n 次次900次，次，1 min總共做的功：總共做的功：W總總135 J900121 500 J，汽油機(jī)的功率：，汽油機(jī)的功率：P 2 025 W。18002Wt總總s12150060J返回返回13(中考中考威海威海)我國自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機(jī)，我國自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機(jī)，它具備超音速巡航、電磁隱身、超機(jī)動性、超視它具備超音速巡航、電磁隱身、超機(jī)動性、超視距攻擊等優(yōu)異性能，該飛機(jī)最大起飛質(zhì)量為距攻擊等優(yōu)異性能，該飛機(jī)最大起飛質(zhì)量為37 t，最大飛行高度達(dá)最大飛行高度達(dá)20 000 m，最大航行速度達(dá)，最大航行速度達(dá)2.5倍倍聲速聲速(合合3 060 km/h)，最大載油量為，最大載油量為10 t，飛機(jī)航，飛機(jī)航行時所受阻力的大小與速度的關(guān)系見下表行時所受阻力的大小與速度的關(guān)系見下表：已知飛機(jī)發(fā)動機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械已知飛機(jī)發(fā)動機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是能的效率是40%，飛機(jī)使用的航空燃油的熱值為，飛機(jī)使用的航空燃油的熱值為5107 J/kg。求：。求：(1)飛機(jī)發(fā)動機(jī)完全燃燒飛機(jī)發(fā)動機(jī)完全燃燒10 t燃油獲得的能量是多少焦燃油獲得的能量是多少焦？解：燃油完全燃燒放出的熱量：解：燃油完全燃燒放出的熱量：Qmq104 kg5107 J/kg51011 J。(2)當(dāng)飛機(jī)以當(dāng)飛機(jī)以400 m/s的速度巡航時，飛機(jī)發(fā)動機(jī)的輸出功的速度巡航時，飛機(jī)發(fā)動機(jī)的輸出功率是多少千瓦率是多少千瓦？由表中數(shù)據(jù)可知，飛機(jī)以由表中數(shù)據(jù)可知，飛機(jī)以400 m/s的速度巡航時，的速度巡航時，所受阻力為所受阻力為4.8104 N，則飛機(jī)發(fā)動機(jī)的輸出功率：，則飛機(jī)發(fā)動機(jī)的輸出功率：P Fv4.8104 N400 m/s1.92107 W1.92104 kW。WtFst(3)若在飛機(jī)油箱中加滿燃油，并且以若在飛機(jī)油箱中加滿燃油，并且以500 m/s的速度巡的速度巡航時，飛機(jī)的最大航程約是多少千米？航時，飛機(jī)的最大航程約是多少千米？已知飛機(jī)發(fā)動機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)已知飛機(jī)發(fā)動機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是化為機(jī)械能的效率是40%，有用功：，有用功：W有有40%Q40%51011 J21011 J。根據(jù)表格查出速度為根據(jù)表格查出速度為500 m/s時的阻力為時的阻力為7.5104 N，則：，則：s 2.7106 m2.7103 km。WF有有1142 107.5 10JN 返回返回