第二讲：内能的利用。
一、填空题：
1.一台柴油机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内，柴油机完成___个冲程；对外做功的次数是___
2.如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来．这一过程中瓶内气体的___能转化为软木塞的机械能．汽油机的___冲程也发生同样的能量转化．如果该汽油机飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每秒钟内完成___个冲程，对外做功___次．
3.汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，如图所示是表示汽油机的___冲程，汽油机在某次工作时消耗汽油0.2kg，这些汽油完全燃烧放出___j的热量；汽车汽油机工作过程中，水箱中的水温度会升高，这是通过___的方式使水的内能增加．（汽油的热值为4.
6×107j/kg）．
4.如图甲的装置基本展示了热机的工作原理：在血管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察到塞子被冲出去．（1）塞子被冲出去的过程中，水蒸汽的___能转换为塞子的___能．
2）汽油机是热机的一种，如图乙是四冲程汽油机的工作示意图，能够体现图甲中塞子被冲出过程的冲程是___填图乙中冲程对应的字母）
5、用煤气灶把2kg，初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2×103j/(kg·℃)煤气的热值为4.2×107j/kg，则水吸收的热量为 j，煤气完全燃烧放出的热量为j，煤气灶烧水的效率为。
6、一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机活塞1s对外做功次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是 j。(q柴油=4.3×107j/kg)
7.随着生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小明的爸爸最近也购买了一辆轿车，小明通过学习知道小汽车里也有很多物理知识：
1）引擎汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，其它三个冲程要靠飞轮的___来完成．一台四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r╱min，则此汽油机每秒钟内做了___次功．（2）若轿车以90kw的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图所示．则在0-5s时间内，轿车发动机做功___j，轿车运动过程中受到的阻力是___n（3）汽车在爬坡时，驾驶员总要扳动一下驾驶室的一个手柄进行“换档”，使汽车减速，其目的是___
8、如下图所示是内燃机工作的一个循环，这四个冲程依次分别是甲冲程、乙冲程、丙冲程、丁冲程。
9.现代生活中最重要的交通运输工具--汽车，与我们的生活走得越来越近了．已知某四冲程汽油机曲轴转速是1800r/min．（1）此汽油机每秒钟完成___个冲程，对外做___次功．（2）若该单缸汽油机气缸的活塞面积是120cm2，做功冲程中活塞扫过的距离是30cm，燃气的平均压强是5×105pa，则该汽油机每个循环对外做功是___j．
9.两台汽油机，甲的功率为乙的3倍，甲的效率为20%，乙的效率为25%，那么甲、乙每小时耗油量之比为___
二、选择题。
1.关于热机的效率，以下说法正确的是（ ）
a.热机做的有用功越多，效率就一定越高 b.热机做的总功越多，效率就一定越高。
c.热机的功率越大，效率就一定越高 d.热机做的有用功占总功的比值越大，效率就一定越高。
2.下列有关热机效率、燃料热值、物体内能的说法中，错误的是（ ）
a.热机所用燃料的热值越大，效率越高 b.热机所用燃料的化学能转化成的内能越多，效率越高。
c.物体的内能越大，温度越高d.摩擦生热是利用做功的方式来增加物体的内能。
3.汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（ ）
a.甲冲程是把机械能转化为内能。
b.乙冲程是排气冲程。
c.丙冲程是把机械能转化为内能。
d.丁冲程是吸气冲程。
4.如图是演示实验示意图，下列汽油机的四个冲程工作示意图中，与如图改变内能方式相同的是（ ）
5、用酒精灯给试管加热，如图所示，试管口软木塞冲出的过程中，下列说法正确的是
a．水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能增大 b．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能。
c．能量的转化与热机压缩冲程能量转化相同d．试管口的"白气"是水蒸气汽化形成的。
6.火箭在大气层里加速上升的过程中（ ）
a.机械能减少，内能增加b.机械能增加，内能减少。
c.机械能与内能都增加d.机械能不变，内能增加。
7、有一种叫做“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10kv～20kv的高压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。
在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是（ ）
a．化学能转化为电能 b．内能转化为电能。
c．光能转化为内能 d．机械能转化为电能
8.某热机的效率为20%，这表明做100j的有用功时（ ）
a.要消耗20j的燃料内能b.要向外散失80j的热量。
c.要消耗燃烧后能放出500j内能的燃料 d.要消耗80j的燃料内能。
9、如图是美国“宾夕法尼亚”号核潜艇在水下30m深处发射导弹的示意图。固定在缸上的火箭尾部燃料燃烧，喷出高温燃气，水因过热而顿时转化为蒸汽，蒸汽推送导弹穿越海面，导弹在空气中点火升空。关于水下发射导弹，下列说法中，不正确的是（ ）
a．水变为水蒸汽，是热传递的结果 b．水变为水蒸汽，使缸内内能增加
c．水蒸汽推送导弹后，缸内内能减小 d．水蒸汽推送导弹，导弹机械能不变。
10．一台单缸四冲程柴油机，它的转数是800 r/min，做功冲程时推动活塞一次做功1500 j，那么这台柴油机的功率是。
a．10 kwb．15 kw
c．20 kwd．120 kw
三、计算题：
1、完全燃烧210 g某种燃料，放出6.3×106j的热量，这种燃料的热值是多少？如果这些热量全部被水吸收，能使多少水的温度从20℃升高到100℃？
(水的比热容为c＝4.2×103j/(kg·℃)
2．完全燃烧140 g焦炭(焦炭的热值为3．0×107j／kg)能放出多少热量？若这些热量的30％被水吸收，则能使30kg 20℃的水温升高到多少度？
3．用天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容c=4.
2×103j/（kg·℃）天然气的热值q=7.0×107j/m3。求：
(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量q放。（2）水吸收的热量q吸。
（3）燃气灶的效率η。
4. 一辆汽车以72km/h的速度匀速行驶10min，消耗的汽油为1.2kg．汽车匀速行驶时受到的牵引力f=1.
2×103n，汽油的热值q=4.6×107j/kg．问：（1）汽车在这段时间内消耗的功率（即1秒时间内汽油完全燃烧放出的热量）是多少？
（2）这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少？
补充练习：1.某单缸汽油机的飞轮转速1200r/min，则这台汽油机在1s内做功次数为___次；若该汽油机运行时各种消耗大致为：
气缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的热机效率为___
2、若一台四冲程汽油机的气缸面积为60cm2，活塞行程为0.1m，做功冲程燃气的平均压强为60n/cm2，飞轮转速为1800r/min，那么该汽油机1分钟内对外做功___次，工作时气缸内气体对活塞的平均压力为___n，这台汽油机的功率是___w．
3.有两台单缸四冲程汽油机，其中甲汽油机飞轮转速为3600r/min，其效率为20%，则消耗5kg的汽油转化成的机械能是___j．乙汽油机的效率是25%，汽油机甲的功率是乙的1.5倍．那么汽油机甲与乙每小时消耗的油量之比为___q汽油=4.
2×107j/kg）
4.汽油机一个工作循环有4个冲程，如图所示汽油机处于___冲程；某型号小汽车油箱容积为50l，已知汽油密度为0.8×103kg/m3，热值为4.
0×107j/kg．（1）油箱装满汽油的质量为___kg．（2）当汽车以30m/s的速度在高速公路上匀速直线行驶时，受到的阻力为1000n，此时牵力引的功率为___w．（3）若该车效率为30%，加满一箱汽油，以上述速度最多可以直线行驶的距离为___km．
5.汽车上的散热器主要是通过___方式来为发动机散热的，用水作为冷却剂，利用了水的___较大的性质；若某车匀速行驶2h消耗的汽油为5kg，汽车发动机的输出的功率为12kw，则汽车发动机的效率为___q汽油=4.6×107j/kg，保留一位小数）．
6、一辆汽车发动机功率为25kw，效率是25%，当油箱中还剩下10㎏的汽油时，汽车以36km/h的速度运动，可以行驶多少路程（汽油的热值为4.6×107j/㎏）
7.一辆使用汽油为燃料的小汽车，以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kw．若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q=4.6×107j/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中：
（1）运动的时间；（2）发动机所做的功；（3）消耗汽油的质量（保留一位小数）．
8、飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，高空中某飞机获得1.6×105n的水平推力，以600km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要完全燃烧热值为4×107j/kg的航空煤油4000kg．求1h内：（1）飞机的航程；（2）发动机所做的功；（3）航空煤油完全燃烧放出的热量；（4）发动机的热机效率．
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