热机典型例题

编辑: 逍遥路 关键词: 高中物理 来源: 高中学习网


  例1  有关四冲程内燃机的叙述中,不正确的是(  )

  A.工作中只有做功冲程把内能转化为机械能

  B.工作中压缩冲程是把内能转化为机械能

  C.工作开始时要靠外力启动

  D.每一个工作循环,燃气只做功一次

  知识点  热机的工作原理及工作过程中能量的转化情况

  闯关点拨  吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成了内燃机的一个 工作循环.

  解析  在内燃机的四个冲程中,只有在做功冲程中,燃气才对外做功,内能转化为机械能.压缩冲程中机械能转化为内能.内燃机开始工作时需要外力启动,所以,A、C、D所说的都是对的.

  答  选B

  例2  干木材的热值是1.2×107J/kg,它的物理意义是____________________.要放出3.6 × 107J的热量,需要完全燃烧__________kg的干木材.

  知识点  认识热值的物理意义,并会进行计算

  闯关点拨  燃料的热值是燃料的一种特性,其物理意义由定义可知,要求燃料燃烧放出的热量情况,可利用Q放=qm来计算。

  解  其物理意义是:1kg干木柴完全燃烧放出1.2×107的热量.3Kg

  例3    小明学习了热学的有关知识后,知道水的比热是4.2×103J/(kg·℃),他想估算一下自己家每天烧水、做饭需要的热量,于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间,并把它折算成烧水时间,相当于每天将30kg20℃的水烧开.

  (1)小明家每天烧水做饭需要多少热量?

  (2)如果普通煤的燃烧值为3×107J/kg,从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克煤?

  (3)小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤,按每块蜂窝煤含煤0.5kg算,他家每天实际用煤2kg,由此小明计算出他家煤炉的效率只有16.5%,你认为小明家煤炉效率低的原因是什么?

  (4)从大的方面讲,家用煤炉除了热效率低浪费能源的缺点外,另一个主要缺点是什么?

  知识点  利用公式Q放=qm和Q=Cm(t-t0)的综合计算

  闯关点拨  分别利用公式Q放=qm和Q=Cm(t-t0)计算

  解  (1)1.0×107J

  (2)0.33kg

  (3)煤不能完全燃烧;热量散失严重.

  (4)产生废渣、废气,造成环境污染

  例 4 甲、乙两汽车,甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高,这表明(   )

  A.甲做功比乙多

  B.甲做功比乙快

  C.甲消耗的汽油比乙少

  D.以相同的牵引力行驶相同的路程,甲耗油比乙少

  知识点  考查对热机效率的理解

  闯关点拨  热机的效率与功率、做功的多少没有必然联系.

  解析  汽油机做功的多少由牵引力的大小和汽车前进的距离的大小有关,与汽油机的效率无关,所以A不正确;汽油机做功的快慢是由汽油机的功率决定的,与汽油机的效率无关,故B不正确;汽油机做功的多少没有确定,其耗油量也不能确定,故C也是错误的.在D选项中,由W=Fs可知,两汽油机做的功相等,由于甲的效率高,故甲耗油少.

  例5  汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成,其中在做功冲程中燃气对活塞做功,实现了___________能向___________能的转化.图15-11表示的是汽油机的________冲程(填冲程的名称).

  Image

  闯关点拨  由汽油机汽缸示意图辨别冲程名称时,要根据两气门的关闭活塞的上下运动情况来确定,要判断是否是做功冲程可观察火花塞是否点火.

  解析  在做功冲程中,将内能转化为机械能;从图中可以看出:进气门打开、排气门关闭,活塞由上往下运动,汽油和空气的混合物将进入汽缸,这是吸气冲程.

  答  内能   机械能   吸气

  例6  一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶1.8km,轿车上的速度表如图15-12所示,在此过程中

  (1)轿车速度为多少km/h?合多少m/s?

  (2)若轿车行驶过程中发动机的功率为40kW,则该车行驶中所受阻力多大?

  (3)这段过程中轿车消耗汽油0.25kg,其发动机的效率多大?(q汽油=4.6×107J/kg)

  闯关点拨  这是一道力学与热学的综合试题,涉及了速度、平衡力、功、功率、热量、热值、效率等许多知识点.计算发动机的效率可根据热机的效率公式,

  W有即为发动机牵引力对汽车所做的功,W总等于汽油完全燃烧放出的热量.

  解  ⑴轿车的速度为90km/h =25m/s

  ⑵F=1600N    因轿车匀速运动,受力平衡

  所以阻力f=F=1600N

  ⑶25%


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