1、第十四章 內能的應用【知識點一】：基礎知識鞏固1、關于熱值的概念，下列說法中正確的是（ ）A任何物體都有熱值 B燃料燃燒時才有熱值C燃料的熱值與燃料是否完全燃燒無關 D燃燒時放出熱量多的燃料熱值大【答案】：C2、關于熱機的效率，下述正確的是（ ）A熱機的效率有可能等于1 B熱機的效率一定小于1C熱機的效率越高，其損失的能量越多 D熱機的效率越高，對環境的影響越大【答案】：B3、火箭采用液態氫做燃料，火箭點火后，高溫高壓的燃氣迅速膨脹向外噴出，燃氣的溫度下降，火箭則獲得推力快速上升，并達到一定的速度。下列關于火箭的說法中不正確的是（ ） A. 無論如何改進，火箭的熱機效率也不可能達到100% B

2、. 采用液態氫做燃料，污染較小 C. 采用液態氫做燃料，是因為氫氣的熱值很大 D. 燃氣的內能全部轉化為箭身的機械能【答案】：D【知識點二】：熱平衡問題1、將質量為75.4kg、溫度為45的熱水與溫度為10的冷水混合，若混合后水的溫度為32。不計熱損失，求需冷水的質量。【答案】：2、一大杯冷水的溫度為t1，一小杯熱水的溫度為t2，將他們混合后的溫度為t 。那么，下列四個關系中，哪個是正確的？（ ）A.B.C.D.【答案】：【知識點三】：熱機效率1、某中學為學生供應開水用鍋爐將200kg水從25加熱到100，燃燒了6 kg的無煙煤。試求：（1）鍋爐內的200kg水吸收的熱量是多少J？（2）6 k

3、g的無煙煤完全燃燒放出的熱量是多少J？（無煙煤的熱值q=3.4×107J/kg）（3）此鍋爐的效率是多少【答案】：2、把質量為20kg、溫度為25的水加熱到60，需要多少熱量？若用熱值為4.2×107J/kg的液化石油氣作燃料，且液化石油氣完全燃燒放出的熱量有70被水吸收，問需要完全燃燒多少kg的液化石油氣？【答案】：3、某中學鍋爐房每天要將3t水從20加熱到100。問：(1) 這些水要吸收熱量為多少？(2)"西氣東輸"實現后，可用天然氣作為燃料來燒水，設天然氣完全燃燒釋放熱量的75%被水吸收，學校每天因燒水要消耗天然氣的體積是多少m3？（天然氣的熱值q

4、=8.4×107J/m3）【答案】：【知識點四】汽車的熱效率1一輛汽車，發動機的輸出功率是29.4kW，熱機效率為20，它帶有16kg汽油，如果車速60km/h，它能行駛多遠？（汽油的熱值為4.6×107J/kg） 【答案】：2、一輛汽車的發動機輸出功率為66150w，每小時耗柴油14kg，計算發動機的效率（柴油的燃燒值為4.3×107J/kg）【答案】：3、提高熱機效率是“節能減排”的一個重要途徑如果汽油機的效率從1=30%提高到2=36%，那么一輛轎車在汽油機效率為30%時，消耗一定質量汽油，能夠在平直道路上勻速行駛10km；當效率變為36%后，在相同道路情況

5、下，以相同速度勻速行駛，并消耗相同質量汽油的情況下，能夠行駛多少千米？【答案】：根據題意得：1=，則W1=Q1 F×10km=mq×30%，2=，則W2=Q2FS2=mq×36%，由于式和式中的F、m、q都相同，所以用÷可得：=，解得：S2=12km4、“五·一”期間，爸爸開車帶著李兵從綿陽市區出發參觀“樂山大佛”景點，汽車(包括車上的人和物品)質量為1.8×103kg，車輪與地面的總接觸面積為0.09m2，當汽車以90km/h的速度在平直路面上勻速行駛時，汽車發動機牽引力為1000N，效率為30，汽油的熱值為46×

6、;107 Jkg(假設汽油完全燃燒，g取10Nkg)求：（1）汽車靜止時對路面的壓強；（2）汽車以90km/h的速度勻速行駛時，牽引力的功率；（3）若汽車按照這種方式行駛，這次旅行全程往返250km，牽引力做的功是多少？李兵應該提醒爸爸至少要加汽油多少kg？【答案】：（1）汽車靜止時對地面的壓力為F=G=mg=1.8×103kg×10Nkg=1.8×104N，汽車靜止時對地面的壓強為2×105Pa。（2）汽車以90km/h的速度勻速行駛時，牽引力的功率P=Fv=1000N×25m/s=2.5×104W。（3）全程往返約250km牽引力

7、所做的功W=Fs=1000N×2.5×105m=2.5×108J，由得，全程往返約250km需要汽油的質量為：【知識點五】：太陽能的熱效率1、簡易太陽能熱水器的受光面積1 .4m2 ,內裝80kg水，太陽每分鐘輻射到1m2面積上的熱量是8×104J,如果60的熱量被水吸收,問:20的水曬3h后水溫升高到多少攝氏度？（水的比熱容是4.2×103J/(kg·)）【答案】：2、隨著低碳理念的普及，學校科技小組的同學擬設計一種以太陽能電池驅動的汽車通過查閱資料得知：四川地區太陽光垂直照射時，每平方米太陽能電池板最大可提供150W的電

8、功率擬設計的太陽能汽車質量是500kg，它在平直路面上最快每秒可行駛15m，行駛過程中所受的平均阻力是車重的0.02倍該汽車的驅動電機能夠將90%的電功率轉化為牽引汽車前進的機械功率若該車在平直路面上以最高速度行駛，試通過計算回答下列問題（g取10N/kg）：（1）驅動電機提供的推力是多少牛？（2）驅動電機提供的機械功率是多少瓦？（3）該車的太陽能電池板面積約為多大？（計算結果小數點后保留一位數字）【答案】：（1）驅動電機提供的推力F=f=0.02G=0.02mg=0.02×500kg×10N/kg=100N（2）驅動電機提供的機械功率是P=Fv=100N×15m

9、/s=1500W（3）電功率轉化率=90%，所以該車的太陽能電池板面積約為S11.1m2【知識點六】：內燃機的實際應用1、如下圖所示為四缸發動機工作原理：內燃機通過連桿把四個汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。（1）有一臺四缸發動機，其主要技術指標如左表所示。其中排量等于四個汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積指活塞從上止點到下止點所掃過的容積，又稱單缸排量，它取決于活塞的面積和活塞上下運動的距離（既沖程長）。轉速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉的周數。該發動機在1 s內做功  

10、0;      J，單缸排量V =         L。在每個做功沖程里，發動機做功W =         J。（2）在做功沖程里，燃氣對活塞所做的功可表示為W =" p" V，式中 p表示燃氣對活塞的壓強，則 p=         Pa。 

11、;（3）右圖為發動機在做功沖程中的示意圖。下面給出了公式W =" p" V的證明，請將推導過程補充完整（要求各表達式均用S、l或p表示）：設活塞的面積為 S，沖程長為 l，燃氣對活塞的壓強為 p，則燃氣對活塞的壓力F=           ，燃氣對活塞所做的功W=       ，又根據數學知識可知發動機的單缸排量V=" S" l ，故 W=" p" V。【答

12、案】：（1）1.2×105J、0.5、600、（2）1.2×106、（3）p S、pSl試題分析：由題意可知發動機的功率為1.2×106W，1s內做的功為1.2×106J。發動機四缸排量為2L，單缸的排量為0.5L。它的轉速為6000r/min，每秒轉100圈，由于發動機有四缸，每半圈做一次功，每秒內做功200次，則一個做功沖程做的功為600J。根據汽缸一次做功及單缸的容積代入W =" p" V中，。公式W =" p" V的推導過程：燃氣對活塞的壓力燃氣對活塞所做的功2、某單缸四沖程汽油機的氣缸活塞面積為30cm2

13、，一個沖程活塞在氣缸中移動的距離是50mm，滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為9.0×lO5Pa，飛輪lmin轉動1800周，當汽油機滿負荷工作時（不計摩擦），若1min消耗汽油0.01L汽油的密度=0.8×103kg/m3；汽油的熱值為4.6×l07J/kg求：（1）做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力；（2）一個做功沖程中燃氣對活塞做的功；（3）汽油機的功率 （4）該汽油機的效率【答案】：3、AMP型柴油機汽缸直徑為90mm，活塞沖程是100mm，做功沖程中燃氣的平均壓強為69.3N/cm2。 (l)求做功沖程中燃氣所做的功； (2) 如果曲軸

14、每分鐘轉2019圈，求此柴油機的功率【答案】：【知識點七】：提升訓練1、從2019年開始，我國就參與了國際科研合作項目國際熱核聚變實驗堆聯合實施協定，研究可控核聚變技術。該技術可用氫的同位素氘和氚聚合發生核聚變釋放能量，并不會產生放射性污染，如圖甲所示。而氘可以從海水中提取，從1L的海水中提取的氘參與核聚變反應放出的能量相當于300L優質汽油完全燃燒放出的熱量。若這些核能用來發電的效率可以達到50%，所產生的電能可供如圖乙所示的電力機車牽引功率為4800kW的“和諧號”電力動車組以252km/h的運營速度勻速行駛多少km？（計算結果保留一位小數）（汽油密度：0.71×103kg/m3

15、；汽油熱值：4.6×107J/kg）【答案】：先計算出300L優質汽油完全燃燒放出的熱量，再計算出其轉化的電能，已知電能和電力機車牽引功率可計算出行駛時間，最后根據公式s=v t計算出行駛路程。由由=mV 可得汽油質量：m汽油=汽油V汽油=0.71×103 kg/m3×300×10-3 m3=213 kg，汽油完全燃燒放出熱量：Q=qm汽油=4.6×107J/kg×213 kg=9.798×109 J，產生的電能：W=50%Q=4.899×109 J。由P=W/ t 可得產生的電能可供動車組行駛時間：t=W/ P=

16、4.899×109 J/4.8×106 W1020.6s，動車組行駛速度：v=252 km/h=70m/s，由v=st 可得，動車組行駛路程：s=v t=70m/s×1020.6s=71442m71.4km。2、肥胖是人類健康的大敵，跳繩是減肥的方法之一。某人的質量為80kg，跳起時重心升高的平均高度約為5厘米。在晨練中，他在10分鐘內跳了800次，（每千克脂肪提供的能量是J，可用表示，g=10N/kg）請問在10分鐘時間內：（1）人克服重力所做的功是多少？（2）人克服重力做功的平均功率是多少？（3） 假如人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，在理論上可以消耗多

17、少脂肪？ 【答案】：7、解析：（1）人的重力：G=mg=80kg×10N/kg=800N，人克服重力做的總功：W=nGh=800×800N×0.05m=32019J。 （2）人做功的平均功率：P=53.3W。（3）由題知，人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，即：Q=W=32019J，理論上消耗脂肪質量：m=0.002kg3、近年來，我國部分省份開始推廣使用乙醇汽油，乙醇汽油是由10%體積的乙醇與90%體積的汽油混合而成已知乙醇的熱值為2.4×107J/L，汽油的熱值為3.3×107J/L設混合后總體積不變，請計算乙醇汽油的熱值為多少？（解答要求：寫出依據的主要公式，有數據代入，答案中必須明確寫出數值和單位）【答案】：4、液化石油氣，（Liquefied Petroleum Gas，簡稱LPG），石油產品之一，為無色氣體或黃棕色油狀液體，是丙烷和丁烷的混合物，通常伴有少量的丙烯和丁烯。一種強烈的氣味劑乙硫醇被加入液化石油氣，這樣石油氣的泄漏會很容易被發覺。液化石油氣主要用作石油化工原料，用于烴類裂解制乙烯或蒸氣轉化制合成氣，可作為工業、民用、內燃機燃料。液化石油氣在1910年由沃爾特·史內林博士首次生產出來，1