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第02天 內(nèi)能的利用 如圖為四沖程汽油機(jī)工作過(guò)程中某一沖程的示意圖，它表示的是 A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程 【參考答案】B 【知識(shí)補(bǔ)給】 汽油機(jī)和柴油機(jī)的比較 汽油機(jī) 柴油機(jī) 不 同 點(diǎn) 構(gòu)造： 頂部有一個(gè)火花塞。 頂部有一個(gè)噴油嘴。 吸氣沖程 吸入汽油與空氣的混合氣體 吸入空氣 點(diǎn)燃方式 點(diǎn)燃式 壓燃式 效率 低 高 應(yīng)用 小型汽車、摩托車 載重汽車、大型拖拉機(jī) 相同點(diǎn) 沖程：活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端。 一個(gè)工作循環(huán)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)2次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)2周，經(jīng)歷四個(gè)沖程，做功1次。 熱機(jī)效率 1．定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值。 2．單位：J/kg 3．關(guān)于熱值的理解： （1）對(duì)于熱值的概念，要注重理解三個(gè)關(guān)鍵詞“1 kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。 （2）熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性，同時(shí)反映出不同燃料燃燒過(guò)程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小，也就是說(shuō)，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無(wú)關(guān)。 4．公式：Q=mq（q為熱值）。實(shí)際中，常利用Q吸=Q放即cm(t-t0)=ηqm’聯(lián)合解題。 5．熱機(jī)的效率：熱機(jī)用來(lái)做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機(jī)的效率。 公式：η=W有用/Q總= W有用/qm 6．提高熱機(jī)效率的途徑：使燃料充分燃燒，盡量減小各種熱量損失，機(jī)件間保持良好的潤(rùn)滑、減小摩擦。 （xx河南模擬）實(shí)現(xiàn)青山綠水，節(jié)能減排，使用新能源勢(shì)在必行。下列說(shuō)法不正確的是 A．生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒊毕?、太?yáng)能都是新能源 B．氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)⒒瘜W(xué)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 C．能源的大量消耗使人類面臨嚴(yán)重的能源危機(jī) D．節(jié)能問(wèn)題的核心是提高能量利用中的轉(zhuǎn)化效率 下列關(guān)于熱機(jī)和環(huán)境保護(hù)的說(shuō)法中，正確的是 A．大量使用熱機(jī)會(huì)造成環(huán)境污染 B．熱機(jī)排出的尾氣沒(méi)有內(nèi)能 C．熱機(jī)的效率能達(dá)到100% D．熱機(jī)都是使用汽油作燃料 （xx鹽城校級(jí)培優(yōu)）如圖所示的事例中，屬于機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的是 A．甲、丙 B．甲、丁 C．乙、丙 D．乙、丁 如圖所示為內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)的示意圖，其中有一個(gè)沖程內(nèi)燃機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對(duì)外提供動(dòng)力，該沖程對(duì)應(yīng)的圖是 A． B． C． D． （xx廣州校級(jí)期中）某柴油機(jī)工作的效率是。意義：該柴油機(jī)可以把的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。則下列說(shuō)法正確的是 A．某電動(dòng)機(jī)工作的效率是，意義：該電動(dòng)機(jī)可以把的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 B．某鋰電池充電的效率是，意義：該鋰電池充電時(shí)可以把的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 C．某柴油機(jī)工作的效率是，意義：該柴油機(jī)可以把的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．某電熱水器工作的效率是，意義：該電熱水器可以把的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 A．水沸騰后繼續(xù)加熱，水的溫度會(huì)升高 B．能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生 C．熱機(jī)的做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．?dāng)U散現(xiàn)象說(shuō)明：一切物質(zhì)的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) 人體象熱機(jī)一樣，也需要消耗能量。假如一個(gè)成人跑步時(shí)身體消耗的能量為7.2105 J，這些能量相當(dāng)于完全燃燒_____kg的干木柴（干木柴的熱值為1.2107 J/kg），在我們生活中，天然氣越來(lái)越受到人們的歡迎，原因是：從熱學(xué)方面講，天然氣的熱值較_____（填“大”或“小”），而且從環(huán)保角度來(lái)說(shuō)天然氣的優(yōu)點(diǎn)是______________________________。 我們每天生火做飯，這是利用內(nèi)能直接來(lái)_________；內(nèi)能的另一個(gè)重要應(yīng)用是用它來(lái)___________，如今使用的各種熱機(jī)就是利用這個(gè)應(yīng)用的機(jī)器。 （xx河北檢測(cè)）閱讀短文并回答問(wèn)題。 電動(dòng)汽車 xx中國(guó)國(guó)際節(jié)能與新能源汽車展覽會(huì)在南京開(kāi)幕。多個(gè)品牌電動(dòng)汽車連續(xù)行駛可達(dá)四百多公里，百公里耗電大概在10度到30度之間。以往充電問(wèn)題阻礙著電動(dòng)汽車的發(fā)展，現(xiàn)階段石墨烯（是從石墨中分離出的單層的石墨片）技術(shù)的應(yīng)用有效地提高了電池效率。大力發(fā)展電動(dòng)汽車有利于保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源，中國(guó)將計(jì)劃在2025年前全面停止銷售傳統(tǒng)意義的燃油汽車。 （1）若某電動(dòng)汽車百公里耗電18.4度，相當(dāng)于完全燃燒__________kg的汽油（q汽油=4.6107 J/kg）。 （2）電動(dòng)汽車的優(yōu)勢(shì)有________________________________________。 （3）石墨烯屬于____________（選填“混合物”或“純凈物”）。 某中學(xué)為學(xué)生供應(yīng)開(kāi)水，用鍋爐將200 kg的水從25 ℃加熱到100 ℃，燃燒了6 kg的無(wú)煙煤。水的比熱容是4.2103 J/(kg℃)，無(wú)煙煤的熱值是3.4l07 J/kg。求： （1）鍋爐內(nèi)的水吸收的熱量是多少? （2）無(wú)煙煤完全燃燒放出的熱量是多少? （3）此鍋爐的效率是多少？ A【解析】熱機(jī)的大量使用，要消耗大量燃料，而燃料的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體，造成環(huán)境污染，故A正確；熱機(jī)排出的尾氣，溫度仍然很高，具有相當(dāng)大的內(nèi)能，且任何物體都有內(nèi)能，故B錯(cuò)誤；熱機(jī)使用時(shí)，不可避免的要散熱，克服摩擦做功，及廢氣要帶走相當(dāng)一部分熱量，所以效率不可能達(dá)到100%，故C錯(cuò)誤；汽油機(jī)使用汽油作燃料，而柴油機(jī)以柴油為燃料，故D錯(cuò)誤。 C【解析】將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對(duì)外提供動(dòng)力的是做功沖程，所以選C。 D【解析】A．某電動(dòng)機(jī)工作的效率是，意義：該電動(dòng)機(jī)可以把的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故A錯(cuò)誤；B．某鋰電池充電的效率是，意義：該鋰電池充電時(shí)可以把的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故B錯(cuò)誤；C．某柴油機(jī)工作的效率是，意義：該柴油機(jī)可以把的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故C錯(cuò)誤；D．某電熱水器工作的效率是，意義：該電熱水器可以把的電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能。所以D選項(xiàng)是正確的。 A【解析】水沸騰時(shí)，繼續(xù)吸收熱量，溫度保持不變，故A錯(cuò)誤，符合題意；能量守恒定律說(shuō)明能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，能量只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，能的總量是不變的，B不符合題意；熱機(jī)的做功沖程是燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能，C不符合題意；分子的運(yùn)動(dòng)眼睛無(wú)法直接觀察，是通過(guò)擴(kuò)散現(xiàn)象來(lái)反映的，擴(kuò)散現(xiàn)象表明一切物質(zhì)的分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，D不符合題意。 0.6 大 污染小 【解析】根據(jù)Q放=mq知道，當(dāng)一個(gè)成人跑步時(shí)身體消耗的能量為7.2105 J時(shí)，能量相當(dāng)于完全燃燒干木材的質(zhì)量是m=Q放/q=7.2105 J/1.2107 J/kg=0.06 kg；從熱學(xué)角度分析，天然氣的熱值大，相等質(zhì)量的不同燃料，完全燃燒時(shí)熱值大的放熱多；從環(huán)保角度分析，天然氣燃燒污染小。 加熱 做功 【解析】改變物體內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞。生火做飯，這是利用內(nèi)能直接來(lái)加熱，即熱傳遞的方式改變物體內(nèi)能；而熱機(jī)可以對(duì)外做功，是利用物體對(duì)外做功時(shí)內(nèi)能減小，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。 （1）1.44 （2）保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能 （3）純凈物 【解析】（1）百公里耗電W＝18.4 kWh＝6.624107 J，Q＝W＝6.624107 J，由Q＝mq得，汽油的質(zhì)量m＝＝1.44 kg，即相當(dāng)于完全燃燒1.44 kg的汽油； （2）電動(dòng)汽車相比燃油汽車，有利于保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源； （3）石墨烯是從石墨中分離出的單層的石墨片，因此石墨烯屬于純凈物。 （1）6.3107 J （2）1.44108 J （4）44%