熱機典型例題

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學習網(wǎng)

  例1  有關(guān)四沖程內(nèi)燃機的敘述中,不正確的是(  )

  A.工作中只有做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能

  B.工作中壓縮沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能

  C.工作開始時要靠外力啟動

  D.每一個工作循環(huán),燃氣只做功一次

  知識點  熱機的工作原理及工作過程中能量的轉(zhuǎn)化情況

  闖關(guān)點撥  吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程構(gòu)成了內(nèi)燃機的一個 工作循環(huán).

  解析  在內(nèi)燃機的四個沖程中,只有在做功沖程中,燃氣才對外做功,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能.壓縮沖程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.內(nèi)燃機開始工作時需要外力啟動,所以,A、C、D所說的都是對的.

  答  選B

  例2  干木材的熱值是1.2×107J/kg,它的物理意義是____________________.要放出3.6 × 107J的熱量,需要完全燃燒__________kg的干木材.

  知識點  認識熱值的物理意義,并會進行計算

  闖關(guān)點撥  燃料的熱值是燃料的一種特性,其物理意義由定義可知,要求燃料燃燒放出的熱量情況,可利用Q放=qm來計算。

  解  其物理意義是:1kg干木柴完全燃燒放出1.2×107的熱量.3Kg

  例3    小明學習了熱學的有關(guān)知識后,知道水的比熱是4.2×103J/(kg·℃),他想估算一下自己家每天燒水、做飯需要的熱量,于是小明仔細記錄了他家每天燒水、煮飯、炒菜需要的時間,并把它折算成燒水時間,相當于每天將30kg20℃的水燒開.

 。1)小明家每天燒水做飯需要多少熱量?

 。2)如果普通煤的燃燒值為3×107J/kg,從理論上講小明家每天燒水做飯需要多少千克煤?

 。3)小明家實際平均每天需要燒4塊蜂窩煤,按每塊蜂窩煤含煤0.5kg算,他家每天實際用煤2kg,由此小明計算出他家煤爐的效率只有16.5%,你認為小明家煤爐效率低的原因是什么?

 。4)從大的方面講,家用煤爐除了熱效率低浪費能源的缺點外,另一個主要缺點是什么?

  知識點  利用公式Q放=qm和Q=Cm(t-t0)的綜合計算

  闖關(guān)點撥  分別利用公式Q放=qm和Q=Cm(t-t0)計算

  解  (1)1.0×107J

 。2)0.33kg

 。3)煤不能完全燃燒;熱量散失嚴重.

 。4)產(chǎn)生廢渣、廢氣,造成環(huán)境污染

  例 4 甲、乙兩汽車,甲的汽油機效率比乙的汽油機效率高,這表明(   )

  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.以相同的牽引力行駛相同的路程,甲耗油比乙少

  知識點  考查對熱機效率的理解

  闖關(guān)點撥  熱機的效率與功率、做功的多少沒有必然聯(lián)系.

  解析  汽油機做功的多少由牽引力的大小和汽車前進的距離的大小有關(guān),與汽油機的效率無關(guān),所以A不正確;汽油機做功的快慢是由汽油機的功率決定的,與汽油機的效率無關(guān),故B不正確;汽油機做功的多少沒有確定,其耗油量也不能確定,故C也是錯誤的.在D選項中,由W=Fs可知,兩汽油機做的功相等,由于甲的效率高,故甲耗油少.

  例5  汽油機的一個工作循環(huán)是由四個沖程組成,其中在做功沖程中燃氣對活塞做功,實現(xiàn)了___________能向___________能的轉(zhuǎn)化.圖15-11表示的是汽油機的________沖程(填沖程的名稱).

  Image

  闖關(guān)點撥  由汽油機汽缸示意圖辨別沖程名稱時,要根據(jù)兩氣門的關(guān)閉活塞的上下運動情況來確定,要判斷是否是做功沖程可觀察火花塞是否點火.

  解析  在做功沖程中,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能;從圖中可以看出:進氣門打開、排氣門關(guān)閉,活塞由上往下運動,汽油和空氣的混合物將進入汽缸,這是吸氣沖程.

  答  內(nèi)能   機械能   吸氣

  例6  一輛轎車在平直的高速公路上勻速行駛1.8km,轎車上的速度表如圖15-12所示,在此過程中

 。1)轎車速度為多少km/h?合多少m/s?

 。2)若轎車行駛過程中發(fā)動機的功率為40kW,則該車行駛中所受阻力多大?

 。3)這段過程中轎車消耗汽油0.25kg,其發(fā)動機的效率多大?(q汽油=4.6×107J/kg)

  闖關(guān)點撥  這是一道力學與熱學的綜合試題,涉及了速度、平衡力、功、功率、熱量、熱值、效率等許多知識點.計算發(fā)動機的效率可根據(jù)熱機的效率公式,

  W有即為發(fā)動機牽引力對汽車所做的功,W總等于汽油完全燃燒放出的熱量.

  解  ⑴轎車的速度為90km/h =25m/s

 、艶=1600N    因轎車勻速運動,受力平衡

  所以阻力f=F=1600N

 、25%


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