題目列表(包括答案和解析)
如圖是電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)示意圖。汽車行駛時(shí),通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的阻值來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,從而改變行駛速度。當(dāng)汽車速度最大時(shí),電壓表的示數(shù)為180V,電流表的示數(shù)為15A,此時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的功率為 W。若電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.4Ω,則電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻的發(fā)熱功率為 W。
如圖是電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)示意圖。汽車行駛時(shí),通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的阻值來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,從而改變行駛速度。當(dāng)汽車速度最大時(shí),電壓表的示數(shù)為180V,電流表的示數(shù)為15A,此時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的功率為 W。若電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.4Ω,則電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻的發(fā)熱功率為 W。
第十五屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽試題
一、(14分)王偉同學(xué)研究了均勻拉緊的琴弦發(fā)音頻率與弦長(zhǎng)的關(guān)系,并記錄了實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)(如下表所示)。請(qǐng)你根據(jù)記錄表格中的有關(guān)數(shù)據(jù),分析并估算出他有意留出的空格中應(yīng)該填寫的數(shù)據(jù)(要求寫出估算的過(guò)程)。
音名 | 中央C 1 | D 2 | E 3 | F 4 | G 5 | A 6 | B 7 | C l |
唱名(C調(diào)) | D0 | Re | Mi | Fa | Sol | La | Si | Do’ |
頻率/Hz | 264 | 297 | 330 | 352 | 396 | 440 | 528 | |
弦長(zhǎng) | l | l | l | l | l | l | l |
二、(14分)類比水壓是形成水流的原因,李楠同學(xué)猜想,血液在血管內(nèi)流動(dòng)時(shí)也需要一定的壓力差來(lái)維持。假設(shè)血液勻速通過(guò)長(zhǎng)度一定的血管時(shí),受到的阻力f與血液的流速v成正比,即f=kv。那么,要想讓血液勻速流過(guò),血管兩端就需要一定的壓力差。設(shè)血管截面積為S1時(shí),兩端所需的壓強(qiáng)差為△p1;若血管截面積減少10%時(shí),為了維持在相同的時(shí)間內(nèi)流過(guò)同樣體積的血液,壓強(qiáng)差必須變?yōu)椤鱬2。請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算比較△P1、△P2的大小,說(shuō)明血管變細(xì)可能是誘發(fā)高血壓的重要因素之一。
三、(16分)下表是某鍋爐廠生產(chǎn)的CWNG系列三種鍋爐的主要技術(shù)參數(shù)。
CWNG系列三種鍋主要技術(shù)參數(shù)
型號(hào) | CWNG 0.7-80/60-AII | CWNG 1.05-80/60-AII | CWNG 1.4-80/60-AII |
功率/MW | ( ) | 1.05 | 1.4 |
容水量/t | 3 | 3.5 | 4 |
耗煤量/(kg·h-1) | 145 | ( ) | 290 |
外型尺寸/m3 | 2.7×1.5×2.9 | 3.0 x 1.5×2 | 3.0×1.9×2.9 |
煙囪尺寸/mm | Φ300×15000 | Φ350×15000 | Φ400×15 000 |
熱效率/% | 75 | 75 | 75 |
出水溫度/℃ | 80 | 80 | 80 |
回水溫度/℃ | 60 | 60 | 60 |
總重量/t | 5 | 7.5 | 9 |
運(yùn)行壓力 | 常壓 | 常壓 | 常壓 |
供暖面積/m2 | 6 000 | ( ) | 12000 |
循環(huán)水量/(m3·h-1) | ( ) | 45 | 60 |
已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),假設(shè)三種鍋爐的燃煤效率相同,且煤均可達(dá)到完全燃燒。請(qǐng)根據(jù)上表回答以下問(wèn)題:
1.根據(jù)表格中的已知數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)诒砀裰械乃膫(gè)( )內(nèi)填上合適的數(shù)據(jù)。
2.按表格中的出水溫度和回水溫度,計(jì)算CWNGl.05—80/60AH型鍋爐每小時(shí)給住宅內(nèi)釋放的熱量是多少。
3.根據(jù)表格中已知數(shù)據(jù)計(jì)算燃燒的熱值為多少。
四、(16分)李明得到一個(gè)國(guó)外生產(chǎn)的電熱暖手器,銘牌上表示額定值的字樣中,能看清楚的只有"24W"這幾個(gè)字。為了能正確使用該電器,他把一只標(biāo)有"600Ω,0.4A'’的定值電阻與電熱暖手器和開關(guān)串聯(lián)起來(lái),連接到家庭照明電路中,然后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)觀察:將開關(guān)接通后,電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)137圈恰好用了100s;斷開開關(guān)后,電能表轉(zhuǎn)盤在1 min內(nèi)恰好轉(zhuǎn)了80圈;觀察電能表上標(biāo)有3000r(kW·h)的字樣;他在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間內(nèi),家中其他用電器的使用情況沒(méi)有變化。請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù),計(jì)算電熱暖手器的額定電壓是多少?你在計(jì)算過(guò)程中忽略了什么因素的影響?由此導(dǎo)致的計(jì)算結(jié)果是偏大還是偏小?
五、(20分)一所農(nóng)村中學(xué)常常因?yàn)椴荒芗皶r(shí)給水塔注水而停水,科技小組的同學(xué)知道后,利用下圖所示的器材設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)注水模擬裝置。A為浮子(浮子及其連桿總重約15N),在浮子連桿的上端有一可移動(dòng)金屬觸頭B(其受重力可忽略不計(jì)),它可以分別將其上、下的兩個(gè)固定觸點(diǎn)連通。C為水塔上的圓桶形蓄水池;M為配有電動(dòng)機(jī)的水泵(電泵);D1、D2為彈簧,E1、E2為銜鐵,F(xiàn)1、F2為電磁鐵線圈;K1為最高水位限位開關(guān)。K2為最低水位限位開關(guān),K3、K4、K5均為由電磁鐵銜鐵帶動(dòng)的觸頭開關(guān)。電磁鐵F1通電時(shí),K4接通,斷電時(shí),K3接通。電磁鐵F2斷電時(shí),K5接通。S1、S2為開關(guān)。
1.請(qǐng)你按照下圖所示的器材,連接一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)注水的模擬電路,并說(shuō)明自動(dòng)注水的過(guò)程。
2.要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)注水的要求,浮子的最小體積約為多大?(g=10N/kg)
3.若設(shè)計(jì)要求每次自動(dòng)注水需在10min內(nèi)完成,需要知道或測(cè)量哪些物理量才能得到相匹配電泵的最小額定功率?請(qǐng)你用字母表示這些物理量,推導(dǎo)出電泵最小額定功率的表達(dá)式。在你的計(jì)算過(guò)程中,如果運(yùn)用了近似條件,請(qǐng)說(shuō)明。
六、(20分)在當(dāng)今世界,研制各種機(jī)器都必需考慮節(jié)約能源和治理廢氣污染這一重要課題。在內(nèi)燃機(jī)中,廢氣帶走了很多能量,如果能將這些能量再利用起來(lái),會(huì)使內(nèi)燃機(jī)的效率提高許多。某工廠科研人員研制生產(chǎn)的四沖程汽車專用柴油發(fā)動(dòng)機(jī),就采用了很多新技術(shù)。其中最重要的一項(xiàng)叫“增壓”技術(shù),它是利用“廢氣渦輪增壓器”使排氣沖程中排出的高溫、高壓的廢氣去沖擊“廢氣渦輪”高速旋轉(zhuǎn),它同時(shí)又帶動(dòng)同軸的進(jìn)氣系統(tǒng)中的“進(jìn)氣渦輪”也高速旋轉(zhuǎn),從而增加吸氣沖程的進(jìn)氣量并增大進(jìn)氣氣壓,使做功沖程中柴油燃燒的更充分,燃?xì)鈮簭?qiáng)更大,同時(shí)也減少了廢氣中的有害物質(zhì),達(dá)到提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)效率和減少?gòu)U氣污染的目的。這種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有6個(gè)氣缸,氣缸直徑為ll0mm,活塞行程為135mm,當(dāng)轉(zhuǎn)速為2300r/min時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)功率為220kW,最低油耗可達(dá)240g/(kW·h),柴油的熱值為4.3×107J/kg。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
1.該柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最高可達(dá)多少?
2.在做功沖程中氣缸內(nèi)的平均壓強(qiáng)是多少?
3.如果將我國(guó)這種機(jī)型的汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)都安裝“增壓器”后,能使它們的平均效率由原來(lái)約31%提高到近35%,安裝前按每年消耗3億噸柴油估算,這項(xiàng)技術(shù)每年能為我國(guó)節(jié)約多少噸柴油?
4.如果目前我國(guó)柴油的平均價(jià)格為3750元/噸,根據(jù)上面的估算結(jié)果,計(jì)算使用“增壓”技術(shù)后僅節(jié)約柴油一項(xiàng)可使我國(guó)每年節(jié)約多少資金。由此你有哪些認(rèn)識(shí)?
第十五屆全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽復(fù)賽試題
一、(14分)王偉同學(xué)研究了均勻拉緊的琴弦發(fā)音頻率與弦長(zhǎng)的關(guān)系,并記錄了實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)(如下表所示)。請(qǐng)你根據(jù)記錄表格中的有關(guān)數(shù)據(jù),分析并估算出他有意留出的空格中應(yīng)該填寫的數(shù)據(jù)(要求寫出估算的過(guò)程)。
音名 | 中央C 1 | D 2 | E 3 | F 4 | G 5 | A 6 | B 7 | C l |
唱名(C調(diào)) | D0 | Re | Mi | Fa | Sol | La | Si | Do’ |
頻率/Hz | 264 | 297 | 330 | 352 | 396 | 440 | 528 | |
弦長(zhǎng) | l | l | l | l | l | l | l |
二、(14分)類比水壓是形成水流的原因,李楠同學(xué)猜想,血液在血管內(nèi)流動(dòng)時(shí)也需要一定的壓力差來(lái)維持。假設(shè)血液勻速通過(guò)長(zhǎng)度一定的血管時(shí),受到的阻力f與血液的流速v成正比,即f=kv。那么,要想讓血液勻速流過(guò),血管兩端就需要一定的壓力差。設(shè)血管截面積為S1時(shí),兩端所需的壓強(qiáng)差為△p1;若血管截面積減少10%時(shí),為了維持在相同的時(shí)間內(nèi)流過(guò)同樣體積的血液,壓強(qiáng)差必須變?yōu)椤鱬2。請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算比較△P1、△P2的大小,說(shuō)明血管變細(xì)可能是誘發(fā)高血壓的重要因素之一。
三、(16分)下表是某鍋爐廠生產(chǎn)的CWNG系列三種鍋爐的主要技術(shù)參數(shù)。
CWNG系列三種鍋主要技術(shù)參數(shù)
型號(hào) | CWNG 0.7-80/60-AII | CWNG 1.05-80/60-AII | CWNG 1.4-80/60-AII |
功率/MW | ( ) | 1.05 | 1.4 |
容水量/t | 3 | 3.5 | 4 |
耗煤量/(kg·h-1) | 145 | ( ) | 290 |
外型尺寸/m3 | 2.7×1.5×2.9 | 3.0 x 1.5×2 | 3.0×1.9×2.9 |
煙囪尺寸/mm | Φ300×15000 | Φ350×15000 | Φ400×15 000 |
熱效率/% | 75 | 75 | 75 |
出水溫度/℃ | 80 | 80 | 80 |
回水溫度/℃ | 60 | 60 | 60 |
總重量/t | 5 | 7.5 | 9 |
運(yùn)行壓力 | 常壓 | 常壓 | 常壓 |
供暖面積/m2 | 6 000 | ( ) | 12000 |
循環(huán)水量/(m3·h-1) | ( ) | 45 | 60 |
已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),假設(shè)三種鍋爐的燃煤效率相同,且煤均可達(dá)到完全燃燒。請(qǐng)根據(jù)上表回答以下問(wèn)題:
1.根據(jù)表格中的已知數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)诒砀裰械乃膫(gè)( )內(nèi)填上合適的數(shù)據(jù)。
2.按表格中的出水溫度和回水溫度,計(jì)算CWNGl.05—80/60AH型鍋爐每小時(shí)給住宅內(nèi)釋放的熱量是多少。
3.根據(jù)表格中已知數(shù)據(jù)計(jì)算燃燒的熱值為多少。
四、(16分)李明得到一個(gè)國(guó)外生產(chǎn)的電熱暖手器,銘牌上表示額定值的字樣中,能看清楚的只有"24W"這幾個(gè)字。為了能正確使用該電器,他把一只標(biāo)有"600Ω,0.4A'’的定值電阻與電熱暖手器和開關(guān)串聯(lián)起來(lái),連接到家庭照明電路中,然后進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)觀察:將開關(guān)接通后,電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)137圈恰好用了100s;斷開開關(guān)后,電能表轉(zhuǎn)盤在1 min內(nèi)恰好轉(zhuǎn)了80圈;觀察電能表上標(biāo)有3000r(kW·h)的字樣;他在做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間內(nèi),家中其他用電器的使用情況沒(méi)有變化。請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù),計(jì)算電熱暖手器的額定電壓是多少?你在計(jì)算過(guò)程中忽略了什么因素的影響?由此導(dǎo)致的計(jì)算結(jié)果是偏大還是偏小?
五、(20分)一所農(nóng)村中學(xué)常常因?yàn)椴荒芗皶r(shí)給水塔注水而停水,科技小組的同學(xué)知道后,利用下圖所示的器材設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)注水模擬裝置。A為浮子(浮子及其連桿總重約15N),在浮子連桿的上端有一可移動(dòng)金屬觸頭B(其受重力可忽略不計(jì)),它可以分別將其上、下的兩個(gè)固定觸點(diǎn)連通。C為水塔上的圓桶形蓄水池;M為配有電動(dòng)機(jī)的水泵(電泵);D1、D2為彈簧,E1、E2為銜鐵,F(xiàn)1、F2為電磁鐵線圈;K1為最高水位限位開關(guān)。K2為最低水位限位開關(guān),K3、K4、K5均為由電磁鐵銜鐵帶動(dòng)的觸頭開關(guān)。電磁鐵F1通電時(shí),K4接通,斷電時(shí),K3接通。電磁鐵F2斷電時(shí),K5接通。S1、S2為開關(guān)。
1.請(qǐng)你按照下圖所示的器材,連接一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)注水的模擬電路,并說(shuō)明自動(dòng)注水的過(guò)程。
2.要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)注水的要求,浮子的最小體積約為多大?(g=10N/kg)
3.若設(shè)計(jì)要求每次自動(dòng)注水需在10min內(nèi)完成,需要知道或測(cè)量哪些物理量才能得到相匹配電泵的最小額定功率?請(qǐng)你用字母表示這些物理量,推導(dǎo)出電泵最小額定功率的表達(dá)式。在你的計(jì)算過(guò)程中,如果運(yùn)用了近似條件,請(qǐng)說(shuō)明。
六、(20分)在當(dāng)今世界,研制各種機(jī)器都必需考慮節(jié)約能源和治理廢氣污染這一重要課題。在內(nèi)燃機(jī)中,廢氣帶走了很多能量,如果能將這些能量再利用起來(lái),會(huì)使內(nèi)燃機(jī)的效率提高許多。某工廠科研人員研制生產(chǎn)的四沖程汽車專用柴油發(fā)動(dòng)機(jī),就采用了很多新技術(shù)。其中最重要的一項(xiàng)叫“增壓”技術(shù),它是利用“廢氣渦輪增壓器”使排氣沖程中排出的高溫、高壓的廢氣去沖擊“廢氣渦輪”高速旋轉(zhuǎn),它同時(shí)又帶動(dòng)同軸的進(jìn)氣系統(tǒng)中的“進(jìn)氣渦輪”也高速旋轉(zhuǎn),從而增加吸氣沖程的進(jìn)氣量并增大進(jìn)氣氣壓,使做功沖程中柴油燃燒的更充分,燃?xì)鈮簭?qiáng)更大,同時(shí)也減少了廢氣中的有害物質(zhì),達(dá)到提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)效率和減少?gòu)U氣污染的目的。這種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)有6個(gè)氣缸,氣缸直徑為ll0mm,活塞行程為135mm,當(dāng)轉(zhuǎn)速為2300r/min時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)功率為220kW,最低油耗可達(dá)240g/(kW·h),柴油的熱值為4.3×107J/kg。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
1.該柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最高可達(dá)多少?
2.在做功沖程中氣缸內(nèi)的平均壓強(qiáng)是多少?
3.如果將我國(guó)這種機(jī)型的汽車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)都安裝“增壓器”后,能使它們的平均效率由原來(lái)約31%提高到近35%,安裝前按每年消耗3億噸柴油估算,這項(xiàng)技術(shù)每年能為我國(guó)節(jié)約多少噸柴油?
4.如果目前我國(guó)柴油的平均價(jià)格為3750元/噸,根據(jù)上面的估算結(jié)果,計(jì)算使用“增壓”技術(shù)后僅節(jié)約柴油一項(xiàng)可使我國(guó)每年節(jié)約多少資金。由此你有哪些認(rèn)識(shí)?
人教版第十六章 熱和能 復(fù)習(xí)提綱
一、分子熱運(yùn)動(dòng)
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(lái)度量。
2.一切物體的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。
、贁U(kuò)散:不同物質(zhì)在相互接觸時(shí),彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。
、跀U(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明:A、分子之間有間隙。B、分子在做不停的無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。
、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(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)。
④固、液、氣都可擴(kuò)散,擴(kuò)散速度與溫度有關(guān)。
、莘肿舆\(yùn)動(dòng)與物體運(yùn)動(dòng)要區(qū)分開:擴(kuò)散、蒸發(fā)等是分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,而飛揚(yáng)的灰塵,液、氣體對(duì)流是物體運(yùn)動(dòng)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(shí),引力<斥力,斥力起主要作用,固體和液體很難被壓縮是因?yàn)椋悍肿又g的斥力起主要作用。
、郏洌荆驎r(shí),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?yàn)榉肿又g引力起主要作用。
、墚(dāng)d>10r時(shí),分子之間作用力十分微弱,可忽略不計(jì)。
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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)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(yùn)動(dòng)著和分子之間存在著相互作用,那么內(nèi)能是無(wú)條件的存在著。無(wú)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(shí),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(shí),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(shí),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(shí),物體存在的狀態(tài)不同時(shí),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(gè)整體運(yùn)動(dòng)所具有的能量,它的大小與機(jī)械運(yùn)動(dòng)有關(guān)。
內(nèi)能是微觀的,是物體內(nèi)部所有分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)快慢及分子作用有關(guān)。這種無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是分子在物體內(nèi)的運(yùn)動(dòng),而不是物體的整體運(yùn)動(dòng)。
5.熱運(yùn)動(dòng):物體內(nèi)部大量分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。
溫度越高擴(kuò)散越快。溫度越高,分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)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(guò)來(lái),不能說(shuō)內(nèi)能改變必然導(dǎo)致溫度變化。(因?yàn)閮?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(duì)物體做功物體內(nèi)能會(huì)增加。物體對(duì)外做功物體內(nèi)能會(huì)減少。
、谧龉Ω淖儍(nèi)能的實(shí)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(guò)做功改變內(nèi)能,可以用做功多少度量?jī)?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(lái)了,這是因?yàn)榛钊麎嚎s空氣做功,使空氣內(nèi)能增加,溫度升高,達(dá)到棉花燃點(diǎn)使棉花燃燒。鉆木取火:使木頭相互摩擦,人對(duì)木頭做功,使它的內(nèi)能增加,溫度升高,達(dá)到木頭的燃點(diǎn)而燃燒。圖15.2-5乙看到當(dāng)塞子跳起來(lái)時(shí),容器中出現(xiàn)了霧,這是因?yàn)槠績(jī)?nèi)空氣推動(dòng)瓶塞對(duì)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(duì)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(guò)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(guò)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(shí)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(shuō)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(shí)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:?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(降低)1℃時(shí)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。
、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(wú)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?yàn)樗谋葻崛荽蟆?/p>
2.計(jì)算公式:Q吸=Cm(t-t0),Q放=Cm(t0-t)。
3.熱平衡方程:不計(jì)熱損失Q吸=Q放。
五、內(nèi)能的利用、熱機(jī)
(一)內(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(duì)于熱值的概念,要注重理解三個(gè)關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對(duì)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(shuō)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。
②熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性,同時(shí)反映出不同燃料燃燒過(guò)程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小,也就是說(shuō),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(wú)關(guān)。
3.公式:Q=mq(q為熱值)。
實(shí)際中,常利用Q吸=Q放即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?yàn)椋阂簯B(tài)氫的熱值大,體積小便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。
6.爐子的效率:
①定義: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總=cm(t-t0)/qm′。
。ㄈ﹥(nèi)能的利用
1.內(nèi)能的利用方式:
⑴利用內(nèi)能來(lái)加熱;從能的角度看,這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過(guò)程。
⑵利用內(nèi)能來(lái)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(lái)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(dòng)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(lái)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(guò)程:內(nèi)燃機(jī)的每一個(gè)工作循環(huán)分為四個(gè)階段:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個(gè)階段,吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來(lái)完成的,而做功沖程是內(nèi)燃機(jī)中唯一對(duì)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(lái)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總=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(rùn)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) |
不 同 點(diǎn) | 構(gòu)造: | 頂部有一個(gè)火花塞 | 頂部有一個(gè)噴油嘴 |
吸氣沖程 | 吸入汽油與空氣的混合氣體 | 吸入空氣 | |
點(diǎn)燃方式 | 點(diǎn)燃式 | 壓燃式 | |
效率 | 低 | 高 | |
應(yīng)用 | 小型汽車、摩托車 | 載重汽車、大型拖拉機(jī) | |
相同點(diǎn) | 沖程:活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端。 一個(gè)工作循環(huán)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)2次,曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)2周,經(jīng)歷四個(gè)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(méi)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(shuō)明各種形式的能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移)。在熱傳遞過(guò)程中,高溫物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到低溫物體。運(yùn)動(dòng)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(guò)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(guò)電熱器時(shí),電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;電流通過(guò)電動(dòng)機(jī),電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
4.能量守恒定律:能量既不會(huì)消滅,也不會(huì)創(chuàng)生,它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)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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