(共14张PPT)
1.下列装备的动力装置不是热机的是( )
A.新能源电动汽车 B.东风号远洋轮船
C.国产大飞机C919 D.长征五号运载火箭
2.(2024贵州)内能的利用推动了工业和社会的快速发展。下列机器设备利用内能工作的是( )
A.电动机 B.计算机
C.汽油机 D.照相机
第三节 热机
基础巩固练
A
C
3.燃放烟花实质上是烟花内的火药被点燃,产生高压燃气瞬间冲破纸膜的过程,此过程能量转化与热机工作循环的哪个冲程相似( )
A
4.如图所示是四冲程汽油机某个冲程的剖面图,下列关于其四个冲程的描述正确的是( )
A.吸气冲程中,只有空气进入气缸
B.压缩冲程中,气缸内气体的内能不变
C.做功冲程中,燃料燃烧推动活塞对外做功
D.排气冲程中,活塞向下运动,将废气排出
C
5.关于汽油机和柴油机的区别,下列说法中错误的是( )
A.柴油机的气缸顶部是喷油嘴
B.柴油机的飞轮大,比汽油机笨重
C.柴油机缸内气体压缩程度更大
D.柴油机用点燃式完成做功
D
6.如图所示,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放入一小团硝化棉,迅速向下压活塞,硝化棉就燃烧起来,小明观察到硝化棉燃烧的同时,活塞向上运动,出现回弹现象。活塞“回弹”时能量转化情况与内燃机工作过程相同的是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
C
7.如图所示,在塑料瓶内装入少量的液态乙醚,待乙醚充满整个塑料瓶
后,启动电子打火器,活塞瞬间飞出,下列说法正确的是( )
A.活塞飞出是机械能转化为内能
B.此过程相当于热机的做功冲程
C.乙醚燃烧是内能转化为化学能
D.此过程相当于热机的压缩冲程
B
8.(多选题)(2024毕节金沙县校级期中)内燃机工作过程中,关于能量转化的下列说法中,正确的是( )
A.燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能
B.在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能
C.在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
D.在压缩冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能
ABC
9.(2024贵阳质量监测)如图所示,早在八百多年前我国劳动人民就发明了走马灯,在半透明灯罩内点燃蜡烛,空气受热向上运动而带动叶轮转
动,使固定在转轴上的剪纸随之旋转,烛光将剪纸的影子投于灯罩上,形成动画效果。该过程中的能量转化情况是空气的内能转化为叶轮的
能,这与四冲程内燃机的 冲程相似。
机械
做功
10.下列流程图用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是( )
A.①做功冲程 ②内能转化为机械能
③压缩冲程 ④机械能转化为内能
B.①压缩冲程 ②内能转化为机械能
③做功冲程 ④机械能转化为内能
C.①压缩冲程 ②机械能转化为内能
③做功冲程 ④内能转化为机械能
D.①做功冲程 ②机械能转化为内能
③压缩冲程 ④内能转化为机械能
C
能力提升练
11.暑假,小明随爸爸去4S店保养车。小明爸爸问师傅:“该换什么了 ”师傅告诉小明爸爸:“该换火花塞了。”通过此对话你判断他家的车用的是内燃机中的 (选填“汽油机”或“柴油机”)。
12.(2024遵义播州区期中)单缸四冲程汽油机的一个工作循环有四个冲程,如图所示是 冲程;若该汽油机的飞轮转速为20 r/s,则1 min该发动机共完成 个冲程。
汽油机
做功
2 400
13.如图所示为汽油机工作过程中某一冲程的示意图,此图是 冲程;有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程,成为六冲程汽油机,也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向气缸内喷水,水在气缸内汽化成水蒸气,水蒸气膨胀对外做功,这种汽油机一个工作循环有六个冲程,对外做功 次,这样设计的目的是提高热机的效率。为进入下一个工作循环,这款内燃机的第六冲程应该是 冲程。
压缩
2
排气
14.科学思维 某台单缸四冲程内燃机的活塞面积是120 cm2,一个冲程是0.3 m,做功冲程中燃气对活塞的平均压强是5×105 Pa,曲轴的转速是300 r/min。求:
(1)内燃机每分钟做的功。
素养培优练
解析:(1)燃气对活塞的平均压力
F=pS=5×105 Pa×120×10-4 m2=6 000 N,
一个做功冲程中燃气对活塞做的功
W=Fs=6 000 N×0.3 m=1 800 J,
曲轴每转两圈对外做功一次,
所以1 min转动300周,要做功150次,
所以内燃机每分钟做的功
W总=150×1 800 J=2.7×105 J。
答案:(1)2.7×105 J
(2)内燃机的功率。
答案:(2)4 500 W(共13张PPT)
1.下列关于比热容的说法正确的是( )
A.比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B.比热容与物体的温度有关
C.比热容与物体的质量有关
D.比热容是物体的一种特性,与温度、质量都没有关系
第二节 物质的比热容 第1课时 比热容
基础巩固练
D
2.下列各种情况中比热容会发生变化的是( )
A.一块铁加工成铁屑
B.水凝结成冰
C.一杯水倒去一半
D.15 ℃的水变成45 ℃的水
B
3.易错题 如图所示是“探究不同物质的吸热能力”的实验装置。下面有关该实验的叙述正确的是( )
A.控制酒精灯里的酒精的体积相等
B.控制烧杯中的水和煤油的体积相等
C.控制升高的温度相同
D.水和煤油吸热多少是通过温度计示数来反映的
C
4.如图所示是根据“探究不同物质的吸热能力”的实验数据绘制的a、b物质的温度—时间图像,实验中两种物质的质量相同,初温相同,选用的加热器相同,由图像可知( )
A.加热相同时间,a物质吸收热量多,比热容小
B.加热相同时间,a物质的末温高,比热容大
C.吸收热量相同,b物质温度升高得慢,比热容小
D.吸收热量相同,b物质的末温低,比热容大
D
5.小明对500 g冰加热使冰熔化成水直到沸腾。根据实验记录的数据,绘制成如图所示的温度随时间变化的图像。分析图像发现,AB段比CD段升温快,其原因是 。图像中,物体在B点时具有的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)在C点时的内能。
水的比热容比冰大
小于
6.为了比较水和食用油的比热容,某同学用如图所示的器材进行了实验。实验数据记录如下:
物质 质量/g 初始温
度/℃ 加热时
间/min 最后温
度/℃
水 200 20 6 45
食用油 200 20 6 70
(1)该实验除了图示的实验器材以外,还需要的测量工具是秒表和 。
(2)实验中,两烧杯内放入相同规格的电加热器,这样可以保证在相同的时间内,水和食用油吸收的热量 ,通过比较 来比较水和食用油的吸热能力。
(3)依据生活经验,相同条件下烧开半壶水比烧开一壶水用时短,说明相同条件下物体吸收的热量与质量 (选填“有关”或“无关”)。
天平
相同
升高的温度
有关
(4)下图中能合理反映该实验结果的图像是 (选填“甲”“乙”或“丙”)。
乙
7.经常下厨的小关发现,同时用相同的燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油,油的温度总是升高得快些。这是因为( )
A.水的比热容小,吸热后温度升高得快
B.油的比热容小,吸热后温度升高得快
C.在相同的时间内,水吸收的热量较多
D.在相同的时间内,油吸收的热量较多
B
能力提升练
8.在标准大气压下将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上。经过一段时间后,冰块形状不再变化,状态如图所示。则三块金属的比热容大小相比( )
A.c甲最大 B.c乙最大
C.c丙最大 D.c甲=c乙=c丙
C
9.两个相同的容器中分别装有质量和初温均相同的甲、乙两种晶体,用相同的加热器同时对它们加热,甲从开始加热至熔化一段时间,温度随时间变化的图像如图所示。若乙的比热容和熔点均小于甲,请画出晶体乙在相同过程中,温度随时间变化的大致图像。
答案:如图所示
10.如图所示,有人把不锈钢块放在冰箱冷冻后,放进杯子中给饮料降温。你认为相同质量的不锈钢块和冰块相比,哪种降温效果更好 为什么
答案:冰块降温效果更好;因为冰比钢(不锈钢)的比热容大,由Q吸=cmΔt可知,相同质量的不锈钢块和冰块,升高相同温度时,冰块吸收的热量多,同时,冰块熔化也会吸收热量,所以相同质量的不锈钢块和冰块相比,冰块降温效果更好。
11.甲、乙两不同保温杯装有初温相同、质量相等的同种液体,在恒温的室内静置,两杯液体的温度-时间变化图像如图所示,小琪认为造成液体温度变化快慢不同的原因是液体的比热容不同,她的想法是 (选填“正确”或“错误”)的。0～3 h内甲杯液体放出的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙杯液体放出的热量。
素养培优练
错误
小于(共14张PPT)
1.花溪十里河滩湿地公园是镶嵌在花溪这颗“高原明珠”上的瑰丽“宝石”。炎炎夏日,湿地公园中明显比市区凉爽,下列选项与此现象原理不同的是( )
A.沿海地区的气温比内陆变化小
B.夜间在稻田里灌水保温
C.夏天洒水车洒水给路面降温
D.汽车发动机用水作冷却液
第2课时 比热容的应用及热量的计算
基础巩固练
C
2.正常人体中水分含量大约占体重的60%～70%,如此之多的水分占比,有助于调节自身体温,主要是因为水的( )
A.密度较大 B.比热容较大
C.沸点较高 D.热量较低
3.甲、乙两物体的比热容之比为2∶3,吸收热量之比为3∶1,它们升高的温度相同,则甲、乙两物体的质量之比为( )
A.2∶9 B.9∶2
C.1∶2 D.2∶1
B
B
4.用两个相同的电加热器给质量同为 2 kg 的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质 10 min吸收的热量为[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]( )
A.0.84×105 J B.1.2×105 J
C.2.52×105 J D.条件不足,不能计算
C
5.易错题 已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),在1个标准大气压
下,质量为1 kg、初温为 20 ℃的水吸收了3.78×105 J的热量后,其温度升高了( )
A.110 ℃
B.100 ℃
C.80 ℃
D.条件不足,无法计算
C
6.(2024贵阳清镇市期末)炎热的夏季,教室外走廊上的铁栏杆被晒得发烫,而相邻的水泥墙面温度却低了很多,这是铁的比热容比水泥 (选填“大”或“小”),相同条件下铁升温较 (选填“快”或“慢”)的缘故。
7.将质量、初温相同的铝、铜、铁三个球,浸没在沸水中煮较长的一段时间,则三个球的温度 。从沸水中吸热最多的是 球,吸热最少的是 球。(已知c铝>c铁>c铜)
8.标准大气压下,用电热壶将1 kg初温为20 ℃ 的水烧至沸腾,水吸
收的热量为 J。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
小
快
相同
铝
铜
3.36×105
9.(多选题)使用相同规格的电加热器分别对质量均为0.5 kg的水和食用油加热,得到温度随时间变化的图像如图所示。下列判断正确的是
( )
A.B物质是水
B.0～3 min水的温度升高了40 ℃
C.0～2 min食用油吸收了4.2×104 J的热量
D.食用油与水的比热容之比为2∶3
ACD
能力提升练
10.如图所示是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线。根据图像可以判断,曲线B表示的是 (选填“沿海”或“内陆”)某城市的年气温变化曲线。判断的依据是 .
.
。
沿海
沿海地区和内陆地区相比,沿海地区
水多,水的比热容较大,在同样吸放热的情况下,其温度变化不明显,而
内陆地区温度变化明显
11.(2024毕节金沙县期中)用一个稳定热源给1 kg的冰块均匀加热,得到的温度与时间变化图像如图所示。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),则整个熔化过程物体吸收的热量为 J。
1.26×104
12.原创题 《贵州省湿地保护条例》规定,每年10月的第三周为贵州湿地保护周。湿地被喻为“地球之肾”,具有调节气候的作用,请你用所学的物理知识解释湿地能够调节气候的主要原因。
答案:湿地含有大量的水,水的比热容大,白天,相同质量的水和砂石比
较,吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少;使得昼夜温差小,能有效调节气候。
13.“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐。如图所示,向“自嗨锅”内的发热包加入适量的凉水(请勿直接触碰发热包内物质),发热包立即发生化学反应放热使水升温,从而加热上部的食材。若发热包将0.5 kg水从
20 ℃加热至80 ℃。
发热包
请你回答下列问题:
(1)水升高的温度Δt。
(2)0.5 kg的水吸收的热量Q吸,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)。
解析:(1)水升高的温度为
Δt=t2-t1=80 ℃-20 ℃=60 ℃。
(2)0.5 kg的水吸收的热量为
Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×60 ℃=1.26×105 J。
答案:(1)60 ℃ (2)1.26×105 J
(3)请判断发热包释放热量Q1和食材吸收热量Q2的大小关系 并写出一条判断理由。
解析:(3)Q1>Q2;因为发热包释放热量被食材吸收的同时还会向空气中释放热量,
所以 Q1>Q2。
答案:(3)Q1>Q2;理由见解析
14.质量为200 g的铁块,放在炉子上加热相当长的时间后取出,立即投入质量为 500 g,温度为20 ℃的水中,水的温度最后升高到 60 ℃,不计热量损失,求铁块加热后的温度。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),c铁=0.46×
103 J/(kg·℃),结果保留整数]
素养培优练
解析:水的初温20 ℃,末温60 ℃;铁的初温设为t0,末温60 ℃;
根据公式Q吸=cm(t2-t1),
水吸收的热量
Q吸=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(60 ℃-20 ℃)=84 000 J;
水吸收的热量等于铁块放出的热量,
则Q放=0.46×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(t0-60 ℃)=84 000 J,
解得t0≈973 ℃。
答案:973 ℃(共13张PPT)
1.随着冬季的到来,越来越多的家庭利用电暖器取暖,电暖器消耗电能的同时为我们提供了“热量”。这里的“热量”实际上是指下列哪种形式的能量( )
A.内能 B.动能
C.重力势能 D.化学能
第十四章 内能与热机 第一节 内能及其改变
基础巩固练
A
2.(2024福建)“煮”的篆体写法如图所示。表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A.热水暖手 B.钻木取火
C.搓手取暖 D.擦燃火柴
A
3.(2024贵阳乌当区联考)都匀毛尖又叫都匀细毛尖、白毛尖,是我国名茶珍品之一。关于饮茶的过程,下列说法正确的是( )
A.泡茶时,茶叶的内能是通过热传递的方式改变的
B.茶水的温度越高,其含有的热量越多
C.茶水可以流动,说明分子间无作用力
D.茶水的温度降至室温时,其内能减为零
A
4.物理学与日常生活 夏天,将饮料放入冰箱冷藏室,饮料温度降低。下列说法正确的是( )
A.饮料将温度传递给冰箱中的空气
B.饮料放出热量后自身所含热量减少
C.饮料温度降低的过程伴随着内能的转移
D.饮料放热是因为饮料的内能比冰箱中空气的内能多
C
5.在运输水果、海鲜等易变质产品时,在没有冷源的情况下,为起保鲜作用,经常使用水制成冷藏保鲜冰袋,如图所示。使用冰袋对产品起保鲜作用的过程中,下列分析正确的是( )
A.冰袋温度很低,没有内能
B.此过程中发生热传递的原因是保鲜产品含有的热量比冰袋多
C.冰袋中的物质熔化时,温度不变,内能增加
D.冰袋表面的小水珠是空气中的水蒸气吸热汽化形成的
C
6.在物理学中常提到“热”字,但其含义各不相同,请将下列“热”的含义填入空格内。
(1)这盆水很热,这里的“热”是指 。
(2)物体吸热升温,这里的“热”是指 。
(3)摩擦生热,这里的“热”是指 。
7.冬季取暖是每个家庭不可或缺的生活所需,无论煤火、暖风机、电炉都是通过 这一方式改变室内空气的内能,使房间温度上升。
温度
热量
内能
热传递
8.过春节的时候,同学们总喜欢燃放鞭炮,其中有一种鞭炮,不需要用火去点燃,只要稍用力将它扔向地面,鞭炮就可以爆炸,是因为鞭炮与地面发生碰撞时,通过 的方式,使它的内能 ,温度 ,达到火药着火点,鞭炮就爆炸。
9.如图所示为一种防风打火机,这种打火机在出气口上方设计了一个金属网罩,点火后网罩温度很快升到很高的温度,当火焰被风吹灭后,打火机内喷出的燃气又会被灼热的网罩重新点燃,制成网罩的金属必须选用熔点 (选填“高”或“低”)的材料。打火时,转动砂轮,就可以点燃,这是通过 的方式增加物体内能的。
做功
增大
升高
高
做功
10.如图所示是古人锻造铁器的过程,关于改变物体内能的方式,下列说法中正确的是( )
A.加热和锻打属于热传递,淬火属于做功
B.加热属于热传递,锻打和淬火属于做功
C.加热和淬火属于热传递,锻打属于做功
D.加热和淬火属于做功,锻打属于热传递
C
能力提升练
11.(2024贵阳云岩区校级期中)二氧化碳(CO2)爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体,液化后输入爆破筒内。如图所示,爆破时电加热管发热,使筒内的液态CO2迅速汽化,形成的高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是( )
A.高压泵压缩CO2,气体内能增大,温度降低
B.高压泵压缩CO2,气体内能减小,温度升高
C.高压CO2气体喷出时,内能增大,温度升高
D.高压CO2气体喷出时,内能减小,温度降低
D
12.(多选题)(2024贵阳花溪区期中)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0 ℃的冰变成0 ℃的水,温度不变,内能增加
B.90 ℃的水一定比20 ℃的水含有的热量多
C.物体的内能增加,一定是从外界吸收了热量
D.热量可以从内能少的物体传递到内能多的物体
AD
13.(2024毕节金沙县期中)如图是小李同学探究某物质熔化时温度随时间变化的图像,第6 min时的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)第4 min时的内能。
大于
14.(2024贵阳白云区期中)如图所示,某同学认真阅读一款迷你家庭版爆米花机的说明书后,在其下方点燃安全燃料,经过安全操作,“嘣”出了一锅香喷喷的爆米花。请回答下列问题:
(1)玉米粒内能增加的方法是什么
(2)打开阀门,将爆米花“嘣”出的瞬间,阀门周围有大量“白气”。请用物态变化的知识解释“白气”形成的原因。
答案:(1)爆玉米花时,将玉米粒放入铁罐内加热,玉米粒通过热传递从铁罐吸收热量,使玉米粒的温度升高、内能增加。
(2)打开阀门,将爆米花“嘣”出的瞬间,气体对外做功,内能减
少,温度降低,周围的水蒸气遇冷,液化形成“白气”。
15.科学思维 老师在演示“做功改变物体内能”的实验中,逐渐往装有少量水的瓶内打气,一段时间后瓶塞冲出,瓶口出现大量白气,如图甲所示。请在图乙坐标系中画出从开始打气到瓶塞冲出这一过程中瓶内气体的内能随时间变化的大致图像。
素养培优练
答案:如图所示(共15张PPT)
1.(2024贵阳乌当区期末改编)2024年9月25日,中国成功试射一枚洲际导弹。该洲际导弹使用固体燃料代替液体燃料作为推进剂。使用固体燃料主要原因是其具有较大的( )
A.热值 B.质量 C.比热容 D.密度
第四节 跨学科:热机效率和环境保护
基础巩固练
A
2.关于燃料和热值,以下说法正确的是( )
A.燃料热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B.若燃烧燃料不充分时,热值将变小
C.当燃料未燃烧时,其热值为零
D.某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
3.汽油机的热机效率是衡量其经济性能的重要参数,提高热机效率意味着汽油车能实现( )
A.减少汽油消耗 B.增加废气带走的能量
C.增加机械摩擦 D.减少所获得的机械能
D
A
4.(多选题)为了提高热机的效率,下列做法可行的是( )
A.尽量保持机件之间良好的润滑
B.尽量减少机器的散热损失
C.尽量减少曲轴传给飞轮的机械能
D.尽量减少废气带走的能量
5.酒精的热值是3.0×107 (填单位),完全燃烧400 g酒精,放出的热量是 J;若把一瓶酒精倒去一半,剩下酒精的热值为
。
ABD
J/kg
1.2×107
3.0×107 J/kg
6.(2024贵阳乌当区期末)“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能手段。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转,先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是提高了内燃机的
(填写物理量名称)。
7.内燃机是汽车的“心脏”,燃料燃烧时将化学能转化为内能。好奇的同学阅读了某品牌汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图所示的图表。根据给出的信息,该内燃机的效率为 。
效率
30%
8.某汽油机工作时的能量损失情况是:气缸散热损失30%,废气带走35%,机械摩擦及其他损耗总和为10%。已知汽油热值为4.6×107 J/kg,若该汽油机消耗2 kg汽油,获得的机械能为 J。
9.酒精的热值q为3.0×107 J/kg。请在图中画出酒精的热值q与其质量m的关系图像。
2.3×107
答案:如图所示
10.两种燃料的热值之比为3∶1,它们的质量之比为1∶2,那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为( )
A.1∶3 B.3∶1
C.6∶1 D.3∶2
D
能力提升练
11.甲、乙两种燃料完全燃烧时的Q-m图像如图所示,则甲、乙两种燃料的热值q甲、q乙的关系是( )
A.q甲>q乙 B.q甲C.q甲=q乙 D.条件不足,无法判断
A
12.全球首款热效率达50%的商业化柴油机已发布,如果应用在汽车上将会节约很多燃料。此柴油机完全燃烧2 kg柴油(热值为4.3×107 J/kg)能放热 J。这些热量通过该柴油机的转化可对外做有用功
J。
8.6×107
4.3×107
13.如图所示,在估测薯片热值的实验中,小军设计了两种对水加热的
方式。
方式一:薯片在小烧杯中燃烧;
方式二:薯片在燃烧皿中燃烧。
(1)两种加热方式中合理的是 。在进行实验时,小军用吹风机加快薯片周围的空气流动速度,目的是 。
(2)用天平量取100 g水,测出一片薯片的质量,并点燃薯片对水加热,待薯片燃尽,用温度计测出水升高的温度,所测出的薯片热值偏 ,原因是 。
方式二
使薯片充分燃烧
小
薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收
14.小红一家到某基地露营时,用火炉将质量为2 kg、初温为20 ℃的水加热到60 ℃,燃烧了100 g焦炭。已知水的比热容c水=4.2×
103 J/(kg·℃),焦炭的热值q=3×107 J/kg。求:
(1)水吸收的热量。
解析:(1)水吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(60 ℃-20 ℃)=3.36×
105 J。
答案:(1)3.36×105 J
(2)该火炉烧水的效率。
答案:(2)11.2%
15.近年来,我国汽车工业发展迅猛,各种新型汽车不断投放市场进入普通百姓家庭,下表是我国某品牌轿车的一次测试报告。已知汽油的热值q=4.6×107 J/kg。求该品牌轿车在本次测试过程中:
素养培优练
车型 轿车
测试道路 平直国道
测试距离 20 km
测试速度(平均) 80 km/h
消耗汽油 6 kg
发动机输出功率(平均) 92 kW
(1)汽油完全燃烧放出的热量。
(2)发动机所做的有用功。
解析:(1)汽油完全燃烧放出的热量Q放=qm=4.6×107 J/kg×6 kg=2.76×
108 J。
答案:(1)2.76×108 J (2)8.28×107 J
(3)发动机的效率。
答案:(3)30%(共11张PPT)
近年来,我国新能源汽车快速发展。与燃油汽车相比,新能源汽车有哪些优势呢 下面我们一起搜集整理相关信息,了解我国新能源汽车的
发展。
【活动任务】
一、交通工具燃料结构变化
1.早期:以木材、煤炭为主,主要用于蒸汽机车,通过燃烧加热水产
生蒸汽推动活塞运动。但这种方式效率低、污染大。
实 践 调研我国新能源汽车的发展
2.近代:石油成为主导,汽油、柴油广泛用于汽车、飞机、轮船等。内燃机热效率提升,使交通工具更高效、便捷。但石油为不可再生能源,且燃烧排放温室气体和污染物。
3.现代:向多元化发展,电力应用于电动汽车,清洁高效;氢能源也在探
索,燃烧产物仅为水,环保潜力大。
二、我国新能源汽车分类发展
1.纯电动汽车:以车载电源为动力,由电机驱动。技术成熟度高,续航里程提升,广泛用于城市通勤和物流配送。
2.插电式混合动力汽车:结合传统燃油发动机与电动机,短途用电,长途用燃油,解决续航焦虑。技术不断优化,油耗降低。
3.氢燃料电池汽车:通过氢气和氧气化学反应产生电能驱动。清洁高效,加氢时间短、续航长,但技术成本高,加氢站基础设施建设滞后。主要用于商用车领域,如公交、物流车。
三、我国新能源汽车发展前景
1.政策支持:政府持续出台补贴、税收优惠和产业规划等政策,推动新能源汽车发展,引导企业研发创新。
2.技术创新:电池技术进步,固态电池研发有望提升性能、降低
成本。智能网联技术融合,提升驾驶体验与安全性。
3.市场需求增长:消费者环保意识提高,对新能源汽车接受度增加。公共交通、物流领域电动化转型,为新能源汽车提供了广阔市场空间。
4.产业生态完善:充电桩、加氢站等基础设施建设加快,电池回收利用体系逐步建立,完善的产业生态将推动新能源汽车可持续发展。
四、新能源汽车与燃油汽车的多维度对比
1.能量利用率、 能量转化过程
燃油汽车:燃料燃烧产生热能,通过发动机转化为机械能,部分能量以热能形式散失,部分用于克服机械摩擦等损耗。发动机热效率一般在
30%～40%,能量损失大。
新能源汽车:纯电动汽车电能直接驱动电机,电机效率可达85%～95%,能量转化效率高。插电式混合动力汽车在纯电模式下与纯电动车类似,混动模式下发动机与电机协同工作,整体效率高于传统燃油车。氢燃料电池汽车通过化学反应产生电能驱动,理论能量转化效率可达60%～80%,但目前技术限制,实际效率约40%～60%,仍高于燃油汽车发动机。
2.尾气排放
燃油汽车:燃烧汽油或柴油产生大量污染物。碳氢化合物、一氧化碳是不完全燃烧产物,会造成光化学烟雾等危害。氮氧化物在高温富氧条件下生成,会形成酸雨、化学烟雾。颗粒物尤其是直径小于2.5微米的细颗粒物(PM2.5),会加重雾霾,危害人体呼吸系统。
新能源汽车:纯电动汽车在行驶过程中零排放,无上述污染物。插电式混合动力汽车在纯电模式下也零排放,混动模式下因发动机工作时间减少,排放量低于传统燃油车。氢燃料电池汽车唯一排放物是水,对环境
友好。
3.对其他环境影响
燃油汽车:石油开采、运输、炼制过程消耗大量能源,产生废水、废气、废渣等污染物。
新能源汽车:电池生产环节有一定污染,如钴、锂等金属开采提炼,但随着技术进步,污染逐步降低。且发电方式若为可再生能源,能源生产端的污染也将大幅减少。
【实践应用】
1.“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机效率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转,先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是 (选填“增加”或“减少”)排出废气所带走的能量, (选填“提高”或“降低”)内燃机的效率。
减少
提高
2.如图为某单缸四冲程汽油机的 冲程;若该汽油机每秒对外做功10次,那么该汽油机飞轮转速为 r/min。氢能源汽车以氢为燃料,某辆氢能源汽车以35 kW的功率在平直的公路上匀速行驶1 h,消耗了2 kg氢燃料,氢燃料完全燃烧放出的热量是 J,该氢能源汽车发动机的效率是 。(氢的热值q=1.4×108 J/kg)
做功
1 200
2.8×108
45%
3.随着全球对环境保护和可持续发展的日益关注,新能源电车成为替代传统汽车的重要选择。电池技术的进步是新能源电车技术发展的核心。新能源电车的电池组能量密度(能量与质量的比值)是指电池在单位质量下所能储存的能量大小,它是衡量电池性能的一个重要指标。已知某新能源电车电池组的电容量为100 kW·h(1 kW·h=3.6×106 J),质量约
90 kg,其“能量密度”约 J/kg。“能量密度”相当于物理学中的 (选填“效率”“功率”或“热值”)。
4×106
热值
4.新考法 开放设问 热机的效率是衡量汽车发动机性能的关键指标。2020年9月,我国发布了全球首款热机的效率突破50%的商业化柴油机,这一成果的意义犹如人类历史上首次百米赛跑突破10 s。立志成为汽车设计师的小明,也想设计改造发动机,使热机的效率达到80%。考虑影响热机效率的因素,你认为小明可以在哪些方面改进创新 假如小明的设想实现了,会给我们的生活带来哪些影响
答案:内燃机的重力、内燃机各部件之间的摩擦、废气带走的能量都会影响热机效率的大小;所以改良热机结构、减小摩擦、利用废气的
热量都可以提高热机效率;热机效率提高后,可以节省燃料、减
少有害气体的排放等。
