=4.6×103J------------------------1分 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

(6分)有一種XX一88型號電水壺的銘牌如下表,圖l5是電水壺的電路圖,R為加熱器,溫控器S是一個雙金屬片溫控開關(guān),當(dāng)溫度較低時,其處于閉合狀態(tài),加熱器加熱。當(dāng)水沸騰后,會自動斷開進(jìn)入保溫狀態(tài),從而實現(xiàn)了自動溫度開關(guān)控制。

若加熱器電阻阻值隨溫度改變而發(fā)生的變化可忽略不計,則:
(1)電水壺正常工作時,其加熱電阻的阻值是多大?
(2)若電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收,現(xiàn)將一滿壺23℃的水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開需要多長時間?[水的比熱容C=4.2×103J/(kg·℃),lL=10-3m3]。
(3)當(dāng)電水壺處于保溫狀態(tài)時,通過加熱器的電流是0.2A,此時電阻Rc的電功率是多少?

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(6分)有一種XX一88型號電水壺的銘牌如下表,圖l5是電水壺的電路圖,R為加熱器,溫控器S是一個雙金屬片溫控開關(guān),當(dāng)溫度較低時,其處于閉合狀態(tài),加熱器加熱。當(dāng)水沸騰后,會自動斷開進(jìn)入保溫狀態(tài),從而實現(xiàn)了自動溫度開關(guān)控制。

若加熱器電阻阻值隨溫度改變而發(fā)生的變化可忽略不計,則:
(1)電水壺正常工作時,其加熱電阻的阻值是多大?
(2)若電水壺產(chǎn)生的熱量全部被水吸收,現(xiàn)將一滿壺23℃的水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開需要多長時間?[水的比熱容C=4.2×103J/(kg·℃),lL=10-3m3]。
(3)當(dāng)電水壺處于保溫狀態(tài)時,通過加熱器的電流是0.2A,此時電阻Rc的電功率是多少?

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人教版第十六章  熱和能 復(fù)習(xí)提綱  

  一、分子熱運動

   1.物質(zhì)是由分子組成的。分子若看成球型,其直徑以10-10m來度量。

   2.一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。

   ①擴(kuò)散:不同物質(zhì)在相互接觸時,彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。

  、跀U(kuò)散現(xiàn)象說明:A、分子之間有間隙。B、分子在做不停的無規(guī)則的運動。

   ③課本中的裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是:防止二氧化氮擴(kuò)散被誤認(rèn)為是重力作用的結(jié)果。實驗現(xiàn)象:兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻,結(jié)論:氣體分子在不停地運動。

   ④固、液、氣都可擴(kuò)散,擴(kuò)散速度與溫度有關(guān)。

  、莘肿舆\動與物體運動要區(qū)分開:擴(kuò)散、蒸發(fā)等是分子運動的結(jié)果,而飛揚的灰塵,液、氣體對流是物體運動的結(jié)果。

   3.分子間有相互作用的引力和斥力。

  、佼(dāng)分子間的距離d=分子間平衡距離r,引力=斥力。

  、冢洌迹驎r,引力<斥力,斥力起主要作用,固體和液體很難被壓縮是因為:分子之間的斥力起主要作用。

  、郏洌荆驎r,引力>斥力,引力起主要作用。固體很難被拉斷,鋼筆寫字,膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。

   ④當(dāng)d>10r時,分子之間作用力十分微弱,可忽略不計。

   破鏡不能重圓的原因是:鏡塊間的距離遠(yuǎn)大于分子之間的作用力的作用范圍,鏡子不能因分子間作用力而結(jié)合在一起。

   二、內(nèi)能

   1.內(nèi)能:物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。

   2.物體在任何情況下都有內(nèi)能:既然物體內(nèi)部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用,那么內(nèi)能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水,還是寒冷的冰塊。

   3.影響物體內(nèi)能大小的因素:①溫度:在物體的質(zhì)量,材料、狀態(tài)相同時,溫度越高物體內(nèi)能越大;②質(zhì)量:在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時,物體的質(zhì)量越大,物體的內(nèi)能越大;③材料:在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時,物體的材料不同,物體的內(nèi)能可能不同;④存在狀態(tài):在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時,物體存在的狀態(tài)不同時,物體的內(nèi)能也可能不同。

   4.內(nèi)能與機(jī)械能不同:

   機(jī)械能是宏觀的,是物體作為一個整體運動所具有的能量,它的大小與機(jī)械運動有關(guān)。

   內(nèi)能是微觀的,是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運動快慢及分子作用有關(guān)。這種無規(guī)則運動是分子在物體內(nèi)的運動,而不是物體的整體運動。

   5.熱運動:物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。

   溫度越高擴(kuò)散越快。溫度越高,分子無規(guī)則運動的速度越大。

   三、內(nèi)能的改變

   1.內(nèi)能改變的外部表現(xiàn):

   物體溫度升高(降低)──物體內(nèi)能增大(減。。

   物體存在狀態(tài)改變(熔化、汽化、升華)──內(nèi)能改變。

   反過來,不能說內(nèi)能改變必然導(dǎo)致溫度變化。(因為內(nèi)能的變化有多種因素決定)

   2.改變內(nèi)能的方法:做功和熱傳遞。

   A、做功改變物體的內(nèi)能:

   ①做功可以改變內(nèi)能:對物體做功物體內(nèi)能會增加。物體對外做功物體內(nèi)能會減少。

   ②做功改變內(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化。

  、廴绻麅H通過做功改變內(nèi)能,可以用做功多少度量內(nèi)能的改變大小。(W=△E)

  、芙忉屖吕簣D15.2-5甲看到棉花燃燒起來了,這是因為活塞壓縮空氣做功,使空氣內(nèi)能增加,溫度升高,達(dá)到棉花燃點使棉花燃燒。鉆木取火:使木頭相互摩擦,人對木頭做功,使它的內(nèi)能增加,溫度升高,達(dá)到木頭的燃點而燃燒。圖15.2-5乙看到當(dāng)塞子跳起來時,容器中出現(xiàn)了霧,這是因為瓶內(nèi)空氣推動瓶塞對瓶塞做功,內(nèi)能減小,溫度降低,使水蒸氣液化凝成小水滴。

   B、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。

  、贌醾鬟f是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。

  、跓醾鬟f的條件是有溫度差,傳遞方式是:傳導(dǎo)、對流和輻射。熱傳遞傳遞的是內(nèi)能(熱量),而不是溫度。

  、蹮醾鬟f過程中,物體吸熱,溫度升高,內(nèi)能增加;放熱溫度降低,內(nèi)能減少。

  、軣醾鬟f過程中,傳遞的能量的多少叫熱量,熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。

   C、做功和熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別:由于它們改變內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同,所以說做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內(nèi)能的實質(zhì)不同,前者能的形式發(fā)生了變化,后者能的形式不變。

   D、溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別:

     四、熱量

   1.比熱容:⑴定義:單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(降低)1℃時吸收(放出)的熱量。

  、莆锢硪饬x:表示物體吸熱或放熱的本領(lǐng)的物理量。

  、潜葻崛菔俏镔|(zhì)的一種特性,大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。

   ⑷水的比熱容為4.2×103J(kg·℃)表示:1kg的水溫度升高(降低)1℃吸收(放出)的熱量為4.2×103J。

  、伤U{(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱,是因為水的比熱容大。

   2.計算公式:Q=Cm(t-t0),Q=Cm(t0-t)。

  3.熱平衡方程:不計熱損失Q=Q

   五、內(nèi)能的利用、熱機(jī)

  。ㄒ唬﹥(nèi)能的獲得──燃料的燃燒

   燃料燃燒:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

  。ǘ嶂

   1.定義:1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。

   2.單位:J/kg。

   3.關(guān)于熱值的理解:

  、賹τ跓嶂档母拍,要注重理解三個關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質(zhì)量而言,如果燃料的質(zhì)量不是1kg,那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料:說明熱值與燃料的種類有關(guān)。完全燃燒:表明要完全燒盡,否則1kg燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。

  、跓嶂捣从车氖悄撤N物質(zhì)的一種燃燒特性,同時反映出不同燃料燃燒過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小,也就是說,它是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關(guān),與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。

   3.公式:Q=mq(q為熱值)。

  實際中,常利用Q=Q即cm(t-t0)=ηqm′聯(lián)合解題。

   4.酒精的熱值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。

   煤氣的熱值是3.9×107J/m3,它表示:1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。

   5.火箭常用液態(tài)氫做燃料,是因為:液態(tài)氫的熱值大,體積小便于儲存和運輸。

   6.爐子的效率:

  、俣x:爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。

  、诠剑害=Q有效/Q=cm(t-t0)/qm′。

  。ㄈ﹥(nèi)能的利用

   1.內(nèi)能的利用方式:

  、爬脙(nèi)能來加熱;從能的角度看,這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。

  、评脙(nèi)能來做功;從能的角度看,這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

   2.熱機(jī):定義:利用燃料的燃燒來做功的裝置。

   能的轉(zhuǎn)化:內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

   蒸氣機(jī)──內(nèi)燃機(jī)──噴氣式發(fā)動機(jī)。

   3.內(nèi)燃機(jī):將燃料燃燒移至機(jī)器內(nèi)部燃燒,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機(jī)器叫內(nèi)燃機(jī)。它主要有汽油機(jī)和柴油機(jī)。

   4.內(nèi)燃機(jī)大概的工作過程:內(nèi)燃機(jī)的每一個工作循環(huán)分為四個階段:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段,吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的,而做功沖程是內(nèi)燃機(jī)中唯一對外做功的沖程,是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。另外壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

   5.熱機(jī)的效率:熱機(jī)用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機(jī)的效率。

   公式:η=W有用/Q=W有用/qm。

  提高熱機(jī)效率的途徑:使燃料充分燃燒;盡量減小各種熱量損失;機(jī)件間保持良好的潤滑、減小摩擦。

   6.汽油機(jī)和柴油機(jī)的比較:

 

 

汽油機(jī)

柴油機(jī)

構(gòu)造:

頂部有一個火花塞

頂部有一個噴油嘴

吸氣沖程

吸入汽油與空氣的混合氣體

吸入空氣

點燃方式

點燃式

壓燃式

效率

應(yīng)用

小型汽車、摩托車

載重汽車、大型拖拉機(jī)

相同點

沖程:活塞在往復(fù)運動中從汽缸的一端運動到另一端。

一個工作循環(huán)活塞往復(fù)運動2次,曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周,經(jīng)歷四個沖程,做功1次。

   六、能量守恒定律

   1.自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí),但在日常生活中我們也有所了解,如跟電現(xiàn)象相聯(lián)系的電能,跟光現(xiàn)象有關(guān)的光能,跟原子核的變化有關(guān)的核能,跟化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的化學(xué)能等。

   2.在一定條件下,各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移(列舉學(xué)生所熟悉的事例,說明各種形式的能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移)。在熱傳遞過程中,高溫物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到低溫物體。運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球,甲球的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到乙球。在這種轉(zhuǎn)移的過程中能量形式?jīng)]有變。

   3.在自然界中能量的轉(zhuǎn)化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯,由于摩擦而使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;在水力發(fā)電中,水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;在火力發(fā)電廠,燃料燃燒釋放的化學(xué)能,轉(zhuǎn)化成電能;在核電站,核能轉(zhuǎn)化為電能;電流通過電熱器時,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電流通過電動機(jī),電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

   4.能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。

   能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。

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人教版第十六章  熱和能 復(fù)習(xí)提綱  

  一、分子熱運動

   1.物質(zhì)是由分子組成的。分子若看成球型,其直徑以10-10m來度量。

   2.一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。

  、贁U(kuò)散:不同物質(zhì)在相互接觸時,彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。

  、跀U(kuò)散現(xiàn)象說明:A、分子之間有間隙。B、分子在做不停的無規(guī)則的運動。

  、壅n本中的裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是:防止二氧化氮擴(kuò)散被誤認(rèn)為是重力作用的結(jié)果。實驗現(xiàn)象:兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻,結(jié)論:氣體分子在不停地運動。

   ④固、液、氣都可擴(kuò)散,擴(kuò)散速度與溫度有關(guān)。

  、莘肿舆\動與物體運動要區(qū)分開:擴(kuò)散、蒸發(fā)等是分子運動的結(jié)果,而飛揚的灰塵,液、氣體對流是物體運動的結(jié)果。

   3.分子間有相互作用的引力和斥力。

   ①當(dāng)分子間的距離d=分子間平衡距離r,引力=斥力。

  、冢洌迹驎r,引力<斥力,斥力起主要作用,固體和液體很難被壓縮是因為:分子之間的斥力起主要作用。

  、郏洌荆驎r,引力>斥力,引力起主要作用。固體很難被拉斷,鋼筆寫字,膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。

  、墚(dāng)d>10r時,分子之間作用力十分微弱,可忽略不計。

   破鏡不能重圓的原因是:鏡塊間的距離遠(yuǎn)大于分子之間的作用力的作用范圍,鏡子不能因分子間作用力而結(jié)合在一起。

   二、內(nèi)能

   1.內(nèi)能:物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。

   2.物體在任何情況下都有內(nèi)能:既然物體內(nèi)部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用,那么內(nèi)能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水,還是寒冷的冰塊。

   3.影響物體內(nèi)能大小的因素:①溫度:在物體的質(zhì)量,材料、狀態(tài)相同時,溫度越高物體內(nèi)能越大;②質(zhì)量:在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時,物體的質(zhì)量越大,物體的內(nèi)能越大;③材料:在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時,物體的材料不同,物體的內(nèi)能可能不同;④存在狀態(tài):在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時,物體存在的狀態(tài)不同時,物體的內(nèi)能也可能不同。

   4.內(nèi)能與機(jī)械能不同:

   機(jī)械能是宏觀的,是物體作為一個整體運動所具有的能量,它的大小與機(jī)械運動有關(guān)。

   內(nèi)能是微觀的,是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運動快慢及分子作用有關(guān)。這種無規(guī)則運動是分子在物體內(nèi)的運動,而不是物體的整體運動。

   5.熱運動:物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。

   溫度越高擴(kuò)散越快。溫度越高,分子無規(guī)則運動的速度越大。

   三、內(nèi)能的改變

   1.內(nèi)能改變的外部表現(xiàn):

   物體溫度升高(降低)──物體內(nèi)能增大(減。。

   物體存在狀態(tài)改變(熔化、汽化、升華)──內(nèi)能改變。

   反過來,不能說內(nèi)能改變必然導(dǎo)致溫度變化。(因為內(nèi)能的變化有多種因素決定)

   2.改變內(nèi)能的方法:做功和熱傳遞。

   A、做功改變物體的內(nèi)能:

  、僮龉梢愿淖儍(nèi)能:對物體做功物體內(nèi)能會增加。物體對外做功物體內(nèi)能會減少。

  、谧龉Ω淖儍(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化。

  、廴绻麅H通過做功改變內(nèi)能,可以用做功多少度量內(nèi)能的改變大小。(W=△E)

  、芙忉屖吕簣D15.2-5甲看到棉花燃燒起來了,這是因為活塞壓縮空氣做功,使空氣內(nèi)能增加,溫度升高,達(dá)到棉花燃點使棉花燃燒。鉆木取火:使木頭相互摩擦,人對木頭做功,使它的內(nèi)能增加,溫度升高,達(dá)到木頭的燃點而燃燒。圖15.2-5乙看到當(dāng)塞子跳起來時,容器中出現(xiàn)了霧,這是因為瓶內(nèi)空氣推動瓶塞對瓶塞做功,內(nèi)能減小,溫度降低,使水蒸氣液化凝成小水滴。

   B、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。

  、贌醾鬟f是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。

   ②熱傳遞的條件是有溫度差,傳遞方式是:傳導(dǎo)、對流和輻射。熱傳遞傳遞的是內(nèi)能(熱量),而不是溫度。

  、蹮醾鬟f過程中,物體吸熱,溫度升高,內(nèi)能增加;放熱溫度降低,內(nèi)能減少。

  、軣醾鬟f過程中,傳遞的能量的多少叫熱量,熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。

   C、做功和熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別:由于它們改變內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同,所以說做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內(nèi)能的實質(zhì)不同,前者能的形式發(fā)生了變化,后者能的形式不變。

   D、溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別:

     四、熱量

   1.比熱容:⑴定義:單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(降低)1℃時吸收(放出)的熱量。

   ⑵物理意義:表示物體吸熱或放熱的本領(lǐng)的物理量。

   ⑶比熱容是物質(zhì)的一種特性,大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。

  、人谋葻崛轂4.2×103J(kg·℃)表示:1kg的水溫度升高(降低)1℃吸收(放出)的熱量為4.2×103J。

  、伤U{(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱,是因為水的比熱容大。

   2.計算公式:Q=Cm(t-t0),Q=Cm(t0-t)。

  3.熱平衡方程:不計熱損失Q=Q。

   五、內(nèi)能的利用、熱機(jī)

  。ㄒ唬﹥(nèi)能的獲得──燃料的燃燒

   燃料燃燒:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

  。ǘ嶂

   1.定義:1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。

   2.單位:J/kg。

   3.關(guān)于熱值的理解:

  、賹τ跓嶂档母拍,要注重理解三個關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質(zhì)量而言,如果燃料的質(zhì)量不是1kg,那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料:說明熱值與燃料的種類有關(guān)。完全燃燒:表明要完全燒盡,否則1kg燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。

  、跓嶂捣从车氖悄撤N物質(zhì)的一種燃燒特性,同時反映出不同燃料燃燒過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小,也就是說,它是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關(guān),與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。

   3.公式:Q=mq(q為熱值)。

  實際中,常利用Q=Q即cm(t-t0)=ηqm′聯(lián)合解題。

   4.酒精的熱值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。

   煤氣的熱值是3.9×107J/m3,它表示:1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。

   5.火箭常用液態(tài)氫做燃料,是因為:液態(tài)氫的熱值大,體積小便于儲存和運輸。

   6.爐子的效率:

  、俣x:爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。

   ②公式:η=Q有效/Q=cm(t-t0)/qm′。

   (三)內(nèi)能的利用

   1.內(nèi)能的利用方式:

  、爬脙(nèi)能來加熱;從能的角度看,這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。

  、评脙(nèi)能來做功;從能的角度看,這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

   2.熱機(jī):定義:利用燃料的燃燒來做功的裝置。

   能的轉(zhuǎn)化:內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

   蒸氣機(jī)──內(nèi)燃機(jī)──噴氣式發(fā)動機(jī)。

   3.內(nèi)燃機(jī):將燃料燃燒移至機(jī)器內(nèi)部燃燒,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機(jī)器叫內(nèi)燃機(jī)。它主要有汽油機(jī)和柴油機(jī)。

   4.內(nèi)燃機(jī)大概的工作過程:內(nèi)燃機(jī)的每一個工作循環(huán)分為四個階段:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段,吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的,而做功沖程是內(nèi)燃機(jī)中唯一對外做功的沖程,是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。另外壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

   5.熱機(jī)的效率:熱機(jī)用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機(jī)的效率。

   公式:η=W有用/Q=W有用/qm。

  提高熱機(jī)效率的途徑:使燃料充分燃燒;盡量減小各種熱量損失;機(jī)件間保持良好的潤滑、減小摩擦。

   6.汽油機(jī)和柴油機(jī)的比較:

 

 

汽油機(jī)

柴油機(jī)

構(gòu)造:

頂部有一個火花塞

頂部有一個噴油嘴

吸氣沖程

吸入汽油與空氣的混合氣體

吸入空氣

點燃方式

點燃式

壓燃式

效率

應(yīng)用

小型汽車、摩托車

載重汽車、大型拖拉機(jī)

相同點

沖程:活塞在往復(fù)運動中從汽缸的一端運動到另一端。

一個工作循環(huán)活塞往復(fù)運動2次,曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周,經(jīng)歷四個沖程,做功1次。

   六、能量守恒定律

   1.自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí),但在日常生活中我們也有所了解,如跟電現(xiàn)象相聯(lián)系的電能,跟光現(xiàn)象有關(guān)的光能,跟原子核的變化有關(guān)的核能,跟化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的化學(xué)能等。

   2.在一定條件下,各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移(列舉學(xué)生所熟悉的事例,說明各種形式的能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移)。在熱傳遞過程中,高溫物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到低溫物體。運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球,甲球的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到乙球。在這種轉(zhuǎn)移的過程中能量形式?jīng)]有變。

   3.在自然界中能量的轉(zhuǎn)化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯,由于摩擦而使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;在水力發(fā)電中,水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能;在火力發(fā)電廠,燃料燃燒釋放的化學(xué)能,轉(zhuǎn)化成電能;在核電站,核能轉(zhuǎn)化為電能;電流通過電熱器時,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電流通過電動機(jī),電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

   4.能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。

   能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。

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解答題

三十年來,我國成功地發(fā)射了各種用途的航天器進(jìn)入太空,這標(biāo)志著我國的運載火箭技術(shù)水平已躋身于世界先進(jìn)行列.

(1)

我國向國際市場提供的長征三號運載火箭的第三級,如圖所示,氧和氫以液體狀態(tài)裝在火箭里.將它們液化的最大好處是什么?

(2)

圖甲為某火箭發(fā)射場,乙為山區(qū),丙為城市.發(fā)射場正在進(jìn)行火箭發(fā)射試驗.該火箭起飛時質(zhì)量為m=4.60×105kg,豎直向上的起飛推力為F=5.88×106N.請你求出該火箭起飛時所受的合力及方向.(不計空氣阻力,g=10N/kg)

(3)

為了轉(zhuǎn)播火箭發(fā)射的實況,在發(fā)射場建立了發(fā)射臺,用于發(fā)射廣播和電視信號.已知傳輸無線電廣播信號所用電磁波的波段為中波,而傳輸電視信號所用電磁波的波段為微波,為了不讓山地阻擋信號的傳播,使城市居民能收聽和收看實況,必須通過建立山頂轉(zhuǎn)發(fā)站來轉(zhuǎn)發(fā)的是無線電廣播信號還是電視信號?簡述理由.

(4)

用“長征三號”發(fā)射的某航天器,它的一部分光電池板面積為S=8m2,正對太陽時能產(chǎn)生U=120V的電壓,為工作艙提供I=10A的電流.若太陽光照射處每1m2面積上獲得的太陽輻射功率為P0=1.0×103W,試估算該光電池的光電轉(zhuǎn)換效率η=?

(5)

某些航天器為研究的需要建有回收艙(或載人艙、返回艙),務(wù)必要保證它安全降落到預(yù)定的回收位置.當(dāng)回收艙降落到地面附近時,由于空氣阻力作用做勻速運動,則回收艙在勻速下降過程中它的動能、勢能和機(jī)械能如何變化?

(6)

為減少太空污染,一般航天器在完成預(yù)定任務(wù)后,應(yīng)使它墜落銷毀.墜落過程可簡化為從一個圓軌道開始,經(jīng)過與大氣摩擦,航天器的絕大部分經(jīng)過升溫、熔化,最后汽化而銷毀,剩下的殘片墜入大海.航天器原來的機(jī)械能中,除一部分用于銷毀和一部分被殘片帶走外,還有一部分能量通過其他方式散失(不考慮墜落過程中化學(xué)反應(yīng)的能量).已知:

從圓軌道墜落開始時航天器的機(jī)械能E=4.0×1012J、質(zhì)量m=1.17×105kg;入海時殘片的質(zhì)量m=1.2×104kg、溫度升高Δt=3.0×103℃、動能EK=0.7×109J;航天器材料每1kg升溫1℃平均所需能量為C=1.0×103J;航天器材料每銷毀1kg平均所需能量為μ=1.0×107J.

試導(dǎo)出的表達(dá)式(用以上所列各物理量的符號表示)并估算出的數(shù)值.

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