初中物理 知识竞赛辅导讲座 十四内能的利用 热机.doc

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1、初中应用物理知识竞赛辅导讲座十四内能的利用热机【重点知识解读】内能的利用主要有两方面：一是利用内能加热；二是利用内能做功。各种热机都是利用内能做功，把内能转化为机械能。常用的热机主要有：内燃机（汽油机、柴油机等）、火箭等。【竞赛知识拓展】热量的计算：Q=cm△t。式中△t是物体温度的变化量。热平衡方程：Q吸=Q放。热机的效率一般较低。提高热机效率的途径：让燃料充分燃烧，减少能量损失，充分利用废气带走的热量。【经典竞赛题分析】例1.(2009上海初中物理知识竞赛复赛题)图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开。曲轴与飞轮

2、相连，飞轮每转动半周，有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。现有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示，其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积等于活塞的面积与活塞上下运动的距离（即冲程长）的乘积，转速表示每分钟飞轮所转的周数。求：(1)飞轮每转动半周，发动机做功多少？(2)若在做功冲程里，燃气对活塞压强可以看作恒压，则压强多大？5.解答：（9分）该发动机每秒钟做功：W1=P.t=120千焦11用心爱心专心每秒钟曲轴完成6000／60=100转(1)飞轮每转动半周里，发动机做的功W==600J。(2)每个气缸工作容积△V=0.5L，每个做功

3、冲程里，气体做功为W=p△V=p×0.5L=600焦可得p=1.2×106帕【竞赛实战训练】1．在四冲程汽油机的工作过程中，机械能转化为内能的冲程是（）A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程答案：C解析：机械能转化为内能的冲程是做功冲程，选项C正确。2.受高空落物伤人的启示，美军正在研制一种名为“上帝之杖”的太空武器．“上帝之杖”实质就是高密度、耐高温的金属棒，它要依托太空平台的搭载，借助小型火箭助推和高空下落产生的巨大动能，对地球战略目标实施打击，破坏力巨大．它攻击目标的巨大能量主要来源于（　　）A．小型火箭助推动能B．与大气摩擦产生的能量C．“上帝之杖”本身

4、的内能D．下落过程重力势能转化的动能答案：D解：“上帝之杖”在高空下落过程中，质量不变，而感到越来越小，因此其重力势能越来越小，但它的速度越来越快，因此动能越来越大，在下落过程重力势能转化为动能，它获得的动能越大，破坏力就越强．正确选项是D．3.甲柴油机的效率比乙柴油的效率低，这表明（）A.甲的功率比乙小B.甲做的功比乙小C.甲消耗的柴油多D.甲柴油机内能转化成机械能的百分比小解析：甲的热机效率低，根据热机效率的定义可知，是用来做有用功的那部分能量，即转化成机械能的那部分能量，占燃料完全燃烧所放出的能量(即内能)的百分比小，所以D项对。4.阅读下面的短文，回答问题。空气能

5、热水器空气能热水器(如图24甲)是吸收空气的热能来制造热水的装置。其耗能约为电热水器的四分之一。空气能属于可再生的新能源，拥有先天的节能环保的优势。图2411用心爱心专心乙是空气能热水器的工作原理示意图，它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成。制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同，其工作过程如下：A．液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器迅速汽化，并从空气中吸收热能。B．制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器。C．在冷凝器中，高温高压的蒸气将热能传递给冷水并发生

6、液化。制冷剂依此不断循环流动，使水的温度不断上升。空气能热水器有一个很重要的指标是能效比，它是指水箱中的水吸收的热能(Q)与压缩机等电器消耗的电能（W）的比值。能效比越高，说明热水器的制热效果越好。请回答下列问题：（1）制冷剂在中汽化，在中液化。（2）制冷剂在工作循环过程中，将中的热能不断地“搬运”至中。（3）某品牌空气能热水器正常工作时的参数如下：从表格中的数据可知，该空气能热水器正常工作1h可产生的热水的体积为L。[水的比热容为4.2×103J/(kg・℃)；水的密度为1.0×103kg/m3]答案：（1）蒸发器；压缩机；（2）空气；水；（3）68解析：根据能效比3.

7、4可知，空气能热水器正常工作1h水箱中的水吸收的热能(Q)=3.4×Pt=3.4×0.84×103×3600J=102.8×103J。由Q=cm△t解得空气能热水器正常工作1h可产生的热水的质量m=68kg11用心爱心专心由ρ=m/V解得空气能热水器正常工作1h可产生的热水的体积为V=68L。5.(2010全国初中应用物理知识竞赛复赛题)小亮家有一辆家用轿车，爸爸在给他说车的性能时，总是说“2．0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为汽缸排量。如果发动机有若