3.5 物体的内能
第1课时 内能和改变内能的方法
1.
内能是物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和,是微观概念,与温度有关。一切物体不论温度高低都具有内能。
2.
改变内能的方法:①热传递;②做功。外界对物体做功,物体的内能增大;物体对外做功,物体的内能减小。
3.
物体的内能增加,温度不一定升高,如晶体熔化过程中温度不变。
1
下列事例中,用做功方式改变内能的是(D)
①冬天,搓手会让手变暖和
②冬天,嘴对手哈气取暖
③炒菜时,铁锅热得烫手
④水蒸气把软木塞冲开时,温度会降低
A.
①②
B.
②③
C.
③④
D.
①④
2
(杭州模拟)下列事例中,在改变物体内能的方式上与其他三项不同的是(C)
A.
搓手取暖
B.
玩滑梯,臀部发热
C.
放大镜聚光烤焦纸片
D.
压缩空气
3
(宁波模拟)下列是小科同学科学学习笔记中的部分摘录,其中正确的是(D)
A.
热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体
B.
一块0
℃的冰熔化成0
℃的水,内能不变
C.
不停弯折铁丝,铁丝温度升高,是通过热传递的方式改变物体内能
D.
物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高
4
下列关于温度、热量、内能的说法,正确的是(B)
A.
0
℃的冰没有内能
B.
水沸腾时继续吸热,温度保持不变
C.
物体的温度越高,所含的热量越多
D.
物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
5
热传递的实质是(C)
A.
内能多的物体把内能传递给内能少的物体
B.
热量多的物体把内能传递给热量少的物体
C.
高温物体把内能传递给低温物体
D.
质量大的物体把内能传递给质量小的物体
(第6题)
6
(温州模拟)如图所示为钻木取火的示意图,先将钻杆放入木头的钻孔中,然后持续、快速地搓动钻杆,最终可引燃木头上蓬松的干草。下列分析中,合理的是(B)
A.
钻木取火是通过热传递的方式来改变木头的内能
B.
干草燃烧是因为干草的内能增加,温度升高并达到着火点
C.
干草保持蓬松,可提高干草周围空气中氧气的含量
D.
钻木取火和干草燃烧这两个过程中能量的转化形式相同
7
把两块冰相互搓擦,冰会融化,这表明通过__做功__的方式可以改变物体的内能;将冰块放在温水中也能融化,这是通过__热传递__的方式改变物体的内能,实验表明这两种方式在改变物体的内能上是__等效__的。
8
(宁波改编)2017年5月5日,国产大型客机C919首飞成功。当它在高空巡航时,需要将机外气压较低的空气压入舱内,这一过程中,空气压缩后内能__增大__,温度升高。
(第9题)
9
如图所示为探究改变物体内能的实验。
(1)烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,在瓶塞未跳起前,瓶内气体的内能__增大__(填“增大”“减小”或“不变”),这是通过__做功__(填“热传递”或“做功”)的方式改变了瓶内气体的内能。
(2)继续打气,当瓶塞跳起时,观察到瓶口有“白雾”出现。这是因为瓶内气体对外做功后,内能__减小__(填“增大”“减小”或“不变”),温度__降低__(填“升高”“降低”或“不变”),瓶内气体中所含的水蒸气放热__液化__形成小水珠,这一过程中,瓶内气体的内能转化为瓶塞的__机械__能,这是通过__做功__(填“热传递”或“做功”)的方式改变了瓶内气体的内能。
10
一个物体的内能增加,则(D)
A.
一定有外界力对物体做功,温度升高
B.
物体可能对外做功,温度升高
C.
物体一定发生了热传递,温度升高
D.
物体可能克服摩擦做功,温度升高
11
将玉米放入铁锅内,边加热边翻动一段时间后,“砰”的一声玉米变成了爆米花。下列说法中,正确的是(B)
A.
玉米粒主要通过铁锅的翻动对其做功,使其内能增大
B.
玉米粒主要通过与铁锅间的热传递,使其内能增大
C.
玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功使其爆开,内能不变
D.
玉米粒内水分受热膨胀对粒壳做功使其爆开,内能增大
12
下列有关温度、热量、内能的说法,正确的是(B)
A.
物体吸收热量,内能一定增大,同时温度一定升高
B.
物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增大
C.
物体温度升高,内能不一定增大,但一定吸收热量
D.
发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
13
(丽水中考)某节目中进行实验:人站在风车下就能让它转动。其原理是人体可以加热周围的空气,热空气密度小会上升,导致风车转动。
(1)人体加热周围空气,导致风车转动,其实质是内能转化为__机械能__。
(2)若风车正下方站的人越多,则风车转动越__快__。
(2)若风车正下方站的人越多,则空气增加的内能越多,风车得到的机械能越多,风车转动就越快。
14
小明在家里吃饭时,看到爸爸拿起一瓶在饭桌上放了两天的啤酒,用瓶起子打开瓶盖时,听到“砰”的一声,并看到从瓶内冒出一股“白气”。请用科学知识解释这股“白气”产生的原因。
【解】 未打开啤酒瓶盖时,瓶内气体压强大于瓶外的大气压,当用起瓶器打开瓶盖时,瓶内气体迅速膨胀对外做功,瓶内气体的内能减小、温度降低,使瓶内和瓶口的水蒸气遇冷液化成“白气”。
(第15题)
15
将装有酒精的金属管固定在桌子上,并用塞子塞紧。快速来回拉动绕在管上的绳子,过一会儿塞子跳起来,如图所示。请你利用所学的知识解释这一现象。
【解】 拉动绕在金属管上的绳子,绳子对金属管做功,金属管内能增大,温度升高。金属管将热量传递给酒精,酒精的温度也会升高,发生汽化,导致金属管内气压升高,管内气体膨胀,对外做功,内能转化为机械能,将塞子顶起。
16
实验探究和推理都是科学探究的基本方法,科学中的一些结论往往是以一定的事实和已有知识为依据,通过推理而提出来的。
(1)科学上把“物体内所有分子热运动的动能和势能的总和叫作物体的内能”,请你根据这个定义,结合所学知识,就“影响物体内能大小的因素”提出的猜想给出推理性结论并说明推理依据(参照示例)。
示例:①物体内能的大小可能与物体的温度有关。推理性结论:一个物体的温度越高,内能越大。推理依据:温度越高,分子运动越快,分子动能越大。
②物体内能的大小可能与物体的质量有关。
推理性结论:__物体的质量越大(分子越多),物体的内能越大__。
推理依据:__物体质量越大,分子数目越多,所有分子的动能和势能的总和越大__。
(2)因为推理性结论具有一定的事实和理论依据,所以在科学研究中,有时就运用它来初步解释相关问题。
(第16题)
如图所示,四个相同的烧杯中都盛有蒸馏水,甲杯中水量较少,乙、丙、丁烧杯内的水量相同。根据问题(1)中所得的推理性结论,__丁__杯中水的内能最大,原因是__丁的水量比甲多,与乙、丙相同,且温度最高__。
(2)根据(1)中所得的推理性结论,当其他条件相同时,物体的质量越大,温度越高,物体的内能越大,通过观察比较4个烧杯内水的质量和温度可得出丁烧杯中水的内能最大。第2课时 比热容和热量的计算
1.
热传递过程中物体吸收的热量Q吸=cm(t-t0),放出的热量Q放=cm(t0-t)。
2.
比热容是物质的一种特性,它与物质的种类、状态有关,与质量、热量等无关。各种物质的比热容是不同的。
1
质量相等的两块金属,在沸水中加热足够的时间后,同时取出放在足够大的冰上,可以判断能使冰熔化较多的那块金属具有(
)
A.
较大的密度
B.
较大的比热容
C.
较大的体积
D.
较小的比热容
2
煤油的比热容是2.1×103焦/(千克·
℃)。关于它的含义,下列说法中正确的是(
)
A.
1千克1
℃的煤油含有的热量是2.1×103焦
B.
1千克煤油温度升高到1
℃时,吸收的热量是2.1×103焦
C.
1千克煤油温度升高1
℃时,吸收的热量是2.1×103焦
D.
1千克煤油在1
℃时具有的内能是2.1×103焦
3
关于物质的比热容,下列说法中正确的是(
)
A.
冰熔化成水,比热容不变
B.
吸收热量多的物质,比热容一定大
C.
一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一
D.
“暖气”常用水作介质,利用了水的比热容大的特性
4
下列说法中,正确的是(
)
A.
物体的温度越高,分子运动得越快,物体的动能越大
B.
温度高的物体具有的内能多,温度低的物体具有的内能少
C.
沿海地区昼夜温差小,主要原因是水的比热容较大
D.
0
℃的冰熔化成0
℃的水,由于温度不变,所以它的内能不变
5
(湖州模拟)下列说法中,正确的是(
)
A.
温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
B.
温度高的物体比温度低的物体放出的热量多
C.
比热容越大的物体所含的热量越多
D.
热量是热传递过程中物体放出或吸收能量的多少
6
(金华中考)下列关于热与能的表述,正确的是(
)
A.
物体的吸热过程中,其温度一定升高
B.
在搓手取暖过程中,内能转化为机械能
C.
水常被用作冷却剂,是因为水的比热容大
D.
铁块在煅烧过程中,其内能从零开始增加
7
人们常用水给汽车发动机降温,这是因为水的__________较大;在这个过程中是通过__热传递__的方式使水的温度升高,内能增大。水的比热容为4.2×103焦/(千克·℃),它的物理含义是________________________________________________________________。
8
水的比热容较大,生活中,我们常用水来加热或散热。例如:冬天常用热水袋取暖,把质量为2千克、温度为90
℃的热水装入热水袋中,到水的温度降为30
℃,这些水放出了_________焦的热量;如果用相同质量和温度的沙来取暖,沙会冷得快(填“快”或“慢”)一些。[c水=4.2×103焦/(千克·
℃)]
9
已知铝的比热容是0.88×103焦/(千克·℃),若将一块30
℃的铝块加热到100
℃,吸收的热量为1.232×105焦,则该铝块的质量为____________千克。
10
铁的比热容大于铜的比热容。质量相等的铁块和铜块吸收相等的热量,若吸收的热量全部转化为内能,则铁块的(
)
A.
温度升高较少
B.
末温较低
C.
内能增加较少
D.
内能较小
(第11题)
11
(杭州中考)两个相同的容器分别装有质量相同的两种液体,再用同一热源分别加热,液体温度与加热时间的关系如图所示。根据图线可知(
)
A.
甲液体的比热容小于乙液体的比热容
B.
升高相同温度,两种液体吸收的热量相同
C.
加热时间相同,甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量
D.
加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多
12
(杭州中考)将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度(两物体与外界没有热量交换),则有(
)
A.
高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B.
高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
C.
高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度
D.
高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度
13
用供热稳定的热源给一个晶体均匀加热,用描点法得到其熔化图像如图所示,那么该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比是__________。
(第13题)
14
小明在学习“物质的比热容”时,取相同质量的水和沙子,用相同的酒精灯加热,测得它们升高的温度如表,并在图乙中作出了沙子升高的温度随时间变化的图像。
加热时间/分
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
温度/℃
水
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
沙子
4.3
7.9
15.2
18.4
21.5
(1)用温度计测量水的初温如图甲所示,其读数为____________
℃。
(2)实验中选用相同的酒精灯加热,可以认为相同时间内水和沙子___________________相同。
(3)请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图像。
(4)沙子在1.0~1.5分钟内升高的温度有明显异常,其可能原因是_______________________。
(5)小明再用50克水和100克水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度Δt为横坐标,分别画出50克水和100克水的Q
?Δt图像。它们都是过原点的直线,即Q=kΔt。进一步分析,发现这两条直线的k值之比与对应水的____________之比相等。
(第14题)
15
(衢州中考)大家都知道:“摩擦生热”。那么摩擦做功与生热之间存在怎样的关系?焦耳等科学家运用多种方法、不同实验,测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验:如图甲所示,在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮,多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动,转动的叶片与水摩擦,产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量______________________和重物下落的距离,计算出重物重力做的功,即翼轮克服水的摩擦所做的功(W),再测得绝热桶中水升高的温度,从而计算出水吸收的热(Q)。
(第15题)
(1)焦耳做这个实验的目的是________________________________________。
(2)小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材,粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案如下:
①用刻度尺测量空保温杯内部高度,记为h杯。
②用天平称量一定质量的水,记为m水,用温度计测出水的温度,记为t1。
③将水倒入保温杯中,测量杯中水的高度,记为h水。计算出h杯-h水,即杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1
℃的温度计(连接处密闭绝热),盖紧保温杯,如图乙所示。
⑤________________________________________(填写操作),计算出水的重力所做的功(W)。
⑥测出杯中水的温度,记为t2,计算出水吸收的热(Q)。
⑦根据⑤、⑥数据,得出两者的比值关系。
第2课时 比热容和热量的计算
1.
热传递过程中物体吸收的热量Q吸=cm(t-t0),放出的热量Q放=cm(t0-t)。
2.
比热容是物质的一种特性,它与物质的种类、状态有关,与质量、热量等无关。各种物质的比热容是不同的。
1
质量相等的两块金属,在沸水中加热足够的时间后,同时取出放在足够大的冰上,可以判断能使冰熔化较多的那块金属具有(B)
A.
较大的密度
B.
较大的比热容
C.
较大的体积
D.
较小的比热容
2
煤油的比热容是2.1×103焦/(千克·
℃)。关于它的含义,下列说法中正确的是(C)
A.
1千克1
℃的煤油含有的热量是2.1×103焦
B.
1千克煤油温度升高到1
℃时,吸收的热量是2.1×103焦
C.
1千克煤油温度升高1
℃时,吸收的热量是2.1×103焦
D.
1千克煤油在1
℃时具有的内能是2.1×103焦
3
关于物质的比热容,下列说法中正确的是(D)
A.
冰熔化成水,比热容不变
B.
吸收热量多的物质,比热容一定大
C.
一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一
D.
“暖气”常用水作介质,利用了水的比热容大的特性
4
下列说法中,正确的是(C)
A.
物体的温度越高,分子运动得越快,物体的动能越大
B.
温度高的物体具有的内能多,温度低的物体具有的内能少
C.
沿海地区昼夜温差小,主要原因是水的比热容较大
D.
0
℃的冰熔化成0
℃的水,由于温度不变,所以它的内能不变
5
(湖州模拟)下列说法中,正确的是(D)
A.
温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
B.
温度高的物体比温度低的物体放出的热量多
C.
比热容越大的物体所含的热量越多
D.
热量是热传递过程中物体放出或吸收能量的多少
6
(金华中考)下列关于热与能的表述,正确的是(C)
A.
物体的吸热过程中,其温度一定升高
B.
在搓手取暖过程中,内能转化为机械能
C.
水常被用作冷却剂,是因为水的比热容大
D.
铁块在煅烧过程中,其内能从零开始增加
7
人们常用水给汽车发动机降温,这是因为水的__比热容__较大;在这个过程中是通过__热传递__的方式使水的温度升高,内能增大。水的比热容为4.2×103焦/(千克·℃),它的物理含义是__1千克的水温度升高(或降低)1_℃,吸收(或放出)的热量是4.2×103焦__。
8
水的比热容较大,生活中,我们常用水来加热或散热。例如:冬天常用热水袋取暖,把质量为2千克、温度为90
℃的热水装入热水袋中,到水的温度降为30
℃,这些水放出了5.04×105焦的热量;如果用相同质量和温度的沙来取暖,沙会冷得快(填“快”或“慢”)一些。[c水=4.2×103焦/(千克·
℃)]
9
已知铝的比热容是0.88×103焦/(千克·℃),若将一块30
℃的铝块加热到100
℃,吸收的热量为1.232×105焦,则该铝块的质量为__2__千克。
10
铁的比热容大于铜的比热容。质量相等的铁块和铜块吸收相等的热量,若吸收的热量全部转化为内能,则铁块的(A)
A.
温度升高较少
B.
末温较低
C.
内能增加较少
D.
内能较小
(第11题)
11
(杭州中考)两个相同的容器分别装有质量相同的两种液体,再用同一热源分别加热,液体温度与加热时间的关系如图所示。根据图线可知(C)
A.
甲液体的比热容小于乙液体的比热容
B.
升高相同温度,两种液体吸收的热量相同
C.
加热时间相同,甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量
D.
加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多
由图可知,质量相同的甲、乙两种液体,升高相同的温度,甲的加热时间长,吸收的热量多,说明甲的比热容大,故A、B错误;质量相同的甲、乙两种液体加热相同的时间,甲、乙吸收的热量相同,乙的温度升高得多,故C正确、D错误。
12
(杭州中考)将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度(两物体与外界没有热量交换),则有(B)
A.
高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B.
高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
C.
高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度
D.
高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度
将一高温物体与一低温物体接触达到相同温度,由于不知它们的质量和比热容,无法判定温度变化的大小,故C、D错误。
13
用供热稳定的热源给一个晶体均匀加热,用描点法得到其熔化图像如图所示,那么该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比是__1∶4__。
(第13题)
由图可知,AB段和CD段吸收热量之比为1∶2,温度升高之比为2∶1,根据Q=cmΔt可得,固态与液态物质比热容之比为===,所以该物体在固态时的比热与液态时的比热之比是1∶4。
14
小明在学习“物质的比热容”时,取相同质量的水和沙子,用相同的酒精灯加热,测得它们升高的温度如表,并在图乙中作出了沙子升高的温度随时间变化的图像。
加热时间/分
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
温度/℃
水
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
沙子
4.3
7.9
15.2
18.4
21.5
(1)用温度计测量水的初温如图甲所示,其读数为__18.0__
℃。
(2)实验中选用相同的酒精灯加热,可以认为相同时间内水和沙子__吸收的热量__相同。
(3)请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图像。
(4)沙子在1.0~1.5分钟内升高的温度有明显异常,其可能原因是__沙子受热不均匀__。
(5)小明再用50克水和100克水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度Δt为横坐标,分别画出50克水和100克水的Q
?Δt图像。它们都是过原点的直线,即Q=kΔt。进一步分析,发现这两条直线的k值之比与对应水的__质量__之比相等。
(第14题)
(4)由于沙子受热不均匀,会导致不同位置沙子吸收的热量有所差异,图中所示图像表明,在1.0~1.5分钟内温度计处沙子吸收的热量较多,升温较快。(5)根据Q=cmΔt可知,Q=kΔt中的k=cm,则有k1=cm1,k2=cm2,==,即这两条直线的k值之比与对应水的质量之比相等。
15
(衢州中考)大家都知道:“摩擦生热”。那么摩擦做功与生热之间存在怎样的关系?焦耳等科学家运用多种方法、不同实验,测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验:如图甲所示,在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮,多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动,转动的叶片与水摩擦,产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量__所挂重物的重力(质量)__和重物下落的距离,计算出重物重力做的功,即翼轮克服水的摩擦所做的功(W),再测得绝热桶中水升高的温度,从而计算出水吸收的热(Q)。
(第15题)
(1)焦耳做这个实验的目的是__研究摩擦做功和产生热量的关系__。
(2)小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材,粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案如下:
①用刻度尺测量空保温杯内部高度,记为h杯。
②用天平称量一定质量的水,记为m水,用温度计测出水的温度,记为t1。
③将水倒入保温杯中,测量杯中水的高度,记为h水。计算出h杯-h水,即杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1
℃的温度计(连接处密闭绝热),盖紧保温杯,如图乙所示。
⑤__将保温杯慢慢上下翻转多次(n次)__(填写操作),计算出水的重力所做的功(W)。
⑥测出杯中水的温度,记为t2,计算出水吸收的热(Q)。
⑦根据⑤、⑥数据,得出两者的比值关系。
eq
【解析】
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由W=Gh=mgh可知,要计算重物重力所做的功,需测得重物的重力或质量及重物下降的距离。(1)由题意知,焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功和产生热量的关系。(2)将保温杯慢慢上下翻转多次(n次),根据W=Gh=nm水g(h杯-h水),算出水的重力所做的功W。第3课时 热机与燃料的热值
1.
热机的共同特点:通过做功把内能转化为机械能。
2.
汽油机的一个工作循环中,活塞往复运动两次,只有第三个冲程内燃机推动活塞做功,内能转化为机械能,其余三个冲程均靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
3.
燃料燃烧过程是将储存在燃料中的化学能转化为内能。热值是燃料的一种特性,与燃料的质量无关。
1
使汽车获得动力的冲程是(C)
A.
吸气冲程
B.
压缩冲程
C.
做功冲程
D.
排气冲程
(第2题)
2
(杭州中考)如图所示,汽油机处于工作过程中的某个冲程,下列对此冲程的叙述,正确的是
(A)
A.
压缩冲程,机械能转化为内能
B.
压缩冲程,内能转化为机械能
C.
做功冲程,机械能转化为内能
D.
做功冲程,内能转化为机械能
3
(杭州模拟)如图所示,对于图片中所描述的过程,下列分析中正确的是(C)
(第3题)
A.
图甲,玻璃管内的空气被压缩,空气的内能减少
B.
图乙,瓶子内的空气推动塞子,塞子跳起时,空气的内能增大
C.
图丙,试管内的水蒸气推动了塞子,塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D.
图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大
4
关于燃料的热值,下列说法中正确的是(A)
A.
燃料的热值与燃料的种类有关系,与燃料的质量和燃烧状况无关
B.
燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C.
燃料燃烧时,质量越大,热值越大
D.
燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
5
释放化学能的过程不断地发生在人体内,食物也是一种“燃料”。人体摄入的能量过多或过少,都有损于健康。某种巧克力的营养成分表上标有“每100克含能量2361千焦”。下列选项中,与该标识的含义类似的是(C)
A.
热量
B.
内能
C.
热值
D.
比热容
6
(湖州期末)小时候经常玩的一个游戏,就是把喝完水的矿泉水瓶扭转加压,然后比赛谁的瓶盖飞得远。瓶盖飞的远近和技术有关,但无一例外都会有白色的水雾从瓶子口冒出(如图甲所示)。在这个过程中发生的能量转化是__内能转化为机械能__,图__乙__(填“乙”或“丙”)中汽油机的工作过程与这一情景中能量的转化是一致的。
(第6题)
(第7题)
7
(宁波中考)在如图所示的“汽油机模型”实验中,厚壁有机玻璃圆筒内底装有两根与静电起电机相连接的放电针。
(1)将适量的汽油喷入筒内,用软木塞塞住筒口,摇动起电机。如果观察到放电针放电,汽油燃烧,软木塞被高温高压的气体__冲出__,即可模拟四冲程汽油机工作时的__做功__冲程。
(2)实验时若发现点火装置不能工作,可用火柴替代放电针。为了点燃圆筒内的火柴,可用__凸透镜__会聚太阳光使其燃着。
8
我国南海海底探明有大量的“可燃冰”。同等条件下,可燃冰完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明可燃冰的__热值__很大;以10倍的关系粗略计算,1千克可燃冰完全燃烧放出的热量可使__2500__千克的水从20
℃加热到60
℃。[q煤气=4.2×107焦/千克,c水=4.2×103焦/(千克·℃)]
9
下列关于燃料热值的说法,正确的是(D)
A.
燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B.
容易燃烧的燃料的热值一定大
C.
煤的热值比干木柴的大,煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多
D.
0.5千克煤油和1.5千克煤油的热值一样大
10
汽油机工作时的热损失情况:汽缸散热损失30%,废气带走35%,机械摩擦损耗10%。完全燃烧2克汽油(热值为4.6×107
焦/千克)获得的机械能是(D)
A.
2.76×104焦
B.
3.22×104焦
C.
0.92×104焦
D.
2.3×104焦
11
一个四冲程热机的飞轮转速为1800转/分,它在1秒内完成的冲程数和做功次数分别是(D)
A.
30个、30次
B.
60个、60次
C.
120个、30次
D.
60个、15次
12
现代生活中最重要的交通工具——汽车。
(1)某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120平方厘米,做功冲程中活塞移动的距离是30厘米,气体的平均压强是5×105帕,气体膨胀对活塞做的功是__1800__焦,此过程是将__内__能转化为__机械__能。
(2)汽油机的效率很低,主要原因之一是废气温度较__高__,内能较__大__,带走了大量的热。
13
(义乌模拟)如图所示为汽油机的四个冲程,请你按正确的顺序进行排列:__乙甲丁丙__;若该汽油机活塞1秒内对外做功30次,则该汽油机的飞轮转速为__3600__转/分。
(第13题)
汽油机活塞1秒内对外做功30次,则该汽油机的飞轮转速为60转/秒,飞轮转速为3600转/分。
14
太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每平方米每分钟平均接收3.5×104焦的太阳能,该太阳能热水器接受阳光照射时的有效面积为2平方米,在5小时的有效照射时间内,将热水器贮水箱中体积为100升、初温为30
℃的水温度升高到50
℃。求:
(1)热水器中的水吸收的热量Q。[水的比热容c=4.2×103焦/(千克·℃)]
(2)热水器5小时内接收到的太阳能E。
(3)热水器的效率η。
(4)若改用煤气来加热这些水,需要完全燃烧多少千克煤气?(煤气的热值q=4.2×107
焦/千克,假设煤气燃烧放出的热量有50%被水吸收)
【解】 (1)水的质量m水=ρ水V水=1.0×103千克/立方米×0.1立方米=100千克,热水器中的水吸收的热量Q=4.2×103焦/(千克·℃)×100千克×(50
℃-30
℃)=8.4×106焦。
(2)5小时=300分钟,热水器5小时内接收到的太阳能E=300×3.5×104焦=1.05×107焦。
(3)热水器的效率η==×100%=80%。
(4)煤气燃烧放出的热量有50%被水吸收,即煤气放热Q放===1.68×107焦,需要燃烧煤气的质量m煤==0.4千克。
15
小土和小宅在实验室中做了如图甲所示的实验,在透明塑料瓶上钻一个小孔,把电子式火花发生器的放电针插进孔中,打开瓶盖,在瓶中滴入几滴酒精,再将瓶盖盖好,然后按动火花发生器的按钮。
(第15题)
(1)观察发生的现象,并作出简要解释。
(2)从能量转化方面看,该实验过程与四冲程汽油机的__做功__冲程相似。
(3)图中甲、乙两个装置都可以通过燃料燃烧,将化学能转化为内能,并利用内能做功。观察图中情景,思考后对这两种热机的效率大小作出评价,并说出你评价的理由。
(1)瓶盖冲出。酒精与空气的混合气体在瓶内遇到火花发生剧烈燃烧,产生的高温、高压燃气推动瓶盖做功。(3)从图中情景可知,乙装置靠外部加热,热量损耗多,内能利用率低,甲装置的燃料在瓶的内部燃烧,产生的燃气直接推动瓶盖做功,内能利用率高,所以甲装置的效率高。