內(nèi)能的利用培優(yōu) -2024-2025學(xué)年人教版九年級物理上學(xué)期

內(nèi)能的利用專題培優(yōu)例1：關(guān)于燃料的熱值，以下說法中正確的是()A燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)系，與燃料的質(zhì)量和燃燒狀況無關(guān)B．燃燒1千克某種燃料放出的熱量叫這種燃料的熱值C．燃料燃燒時，質(zhì)量越大，熱值越大D．燃料不完全燃燒時的熱值比完全燃燒時的熱值小例2：某家庭用燃氣熱水器將質(zhì)量為100kg、溫度為20℃的自來水加熱到50℃，消耗的天然氣體積為1m3（假設(shè)天然氣完全燃燒）。已知水的比熱容為4.2X103J/（kg.℃），天然氣的熱值為3.2X10

7J/m3求：

（1）天然氣完全燃燒放出的熱量。（2）水吸收的熱量。（3）該熱水器工作的效率。例3:用鐵錘打擊鐵釘,設(shè)打擊時有80%的動能轉(zhuǎn)化為熱,其中50%用來使鐵釘?shù)臏囟壬?求打擊20次后,鐵釘?shù)臏囟壬叨嗌伲?已知鐵錘每打一次時的動能是60J,鐵釘?shù)馁|(zhì)量是40g,鐵的比熱容是0.5X103J/（kg.℃)例4：一臺單缸四沖程柴油機,飛輪轉(zhuǎn)速為3600轉(zhuǎn)/分,該柴油機活塞1s對外做功次．若其效率為40%,消耗5kg的柴油轉(zhuǎn)化成的機械能是J．(q

柴油=4.3X10

7J/kg)例5:小明的爸爸有一輛90馬力（1馬力=0．735kW）的汽車,用熱值為4.6X10

7J/kg的汽油作燃料，發(fā)動機效率是20%，油箱里裝有50kg汽油，使用這些汽油，汽車勻速行駛了95km路程.求汽車的行駛速度.例6:圖為四缸發(fā)動機的工作原理圖：內(nèi)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(zhuǎn)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。排量2.0L輸出功率120kW轉(zhuǎn)速6000r/min（1）發(fā)動機在做功沖程里，高溫、高壓的燃氣推動活塞向下運動，對外做功，同時將能轉(zhuǎn)化為能。（2）有一臺四缸發(fā)動機，其主要技術(shù)指標(biāo)如表所示。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（即沖程長），轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù)。①該發(fā)動機在1s內(nèi)做功J，單缸排量V=L。②在每個做功沖程里，發(fā)動機做功W=J。（3）在做功沖程里，燃氣對活塞所做的功可表示為W=pV，式中p表示燃氣對活塞的壓強，則p=Pa。專題訓(xùn)練：1、燃氣灶燒水時，把質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水加熱到100℃，共燃燒了0.02m3天然氣（假設(shè)天然氣完全燃燒）．已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值為8.4×107J/m3

．求：（1）水吸收的熱量；（2）天然氣完全燃燒放出的熱量；（3）燃氣灶燒水時的效率．2、下表是某品牌小轎車的一些技術(shù)參數(shù)，其中排氣量是指發(fā)動機汽缸的工作容積，一般情況下，發(fā)動機的排氣量越大，功率越大?？杖急仁侵钙變?nèi)空氣和燃油的質(zhì)量比。汽油的熱值表示每千克汽油完全燃燒放出的熱量為4.6×107J。當(dāng)該發(fā)動機以最大功率工作時，汽缸內(nèi)汽油和空氣的混合密度為1.35kg/m3，1min內(nèi)高溫高壓的燃氣推動活塞做功3000次。請你計算發(fā)動機在最大功率工作時：（1）1min內(nèi)做的有用功。（2）做功一次消耗汽油的質(zhì)量。（3）發(fā)動機的效率。3、我國自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機，它具備超音速巡航、電磁隱身、超機動性、超視距攻擊等優(yōu)異性能，該飛機最大起飛質(zhì)量為37t，最大飛行高度達20000m，最大航行速度達2.5倍聲速（合3060km/h），最大載油量為10t，飛機航行時所受阻力的大小與速度的關(guān)系見下表：速度v/（m/s）100200300400500阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104已知飛機發(fā)動機燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機械能的效率是40%，飛機使用的航空燃油的熱值為5×107J/kg．求：（1）飛機發(fā)動機完全燃燒10t燃油獲得的能量是多少焦？（2）當(dāng)飛機以400m/s的速度巡航時，飛機發(fā)動機的輸出功率是多少千瓦？（3）若在飛機油箱中加滿燃油，并且以500m/s的速度巡航時，飛機的最大航程約是多少千米？

4、目前,“節(jié)能減排”已引起全球的關(guān)注.如何減少能耗,提高汽車發(fā)動機的效率,

越來越受到人們的重視,

(1)大多數(shù)家用汽車的發(fā)動機均為汽油機,它把汽油燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能部分轉(zhuǎn)化

成機械能,再通過傳動機構(gòu)將動力傳給車輪使汽車行駛,請你將圖中汽油機

工作時的能流圖補充完整

(2)發(fā)動機的效率是汽車的經(jīng)濟性能指標(biāo)之

（2）發(fā)動機的效率是汽車的經(jīng)濟性能指標(biāo)之一。廠家提供的某汽車出廠的部分參數(shù)如下;

=1\*GB3①測試數(shù)據(jù);汽車在平直公路上以90km/h的速度勻速行駛時,百公里耗

油量為V。(L),發(fā)動機輸出功率為P0(kW);

=2\*GB3②使用燃料;93#汽油[熱值為q(J/kg),密度為ρ0(kg/m3)]

請用以上參數(shù)推算出在測試條件下,該汽車發(fā)動機的效率。5、汽油發(fā)動機工作時，汽油必須和吸進的空氣成適當(dāng)?shù)谋攘?，才能形成可以有效燃燒的混合氣，這就是空燃比（可燃混合氣體中空氣質(zhì)量與燃油質(zhì)量之比）。空燃比是發(fā)動機運轉(zhuǎn)時的一個重要參數(shù)，它對尾氣排放、發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性都有很大的影響。根據(jù)發(fā)動機的類型等因素，每種發(fā)動機的空燃比一般不同。某氣缸總排量為2.0L的4缸發(fā)動機所需的空燃比14:1，混合燃氣的密度為1.35kg/m3，當(dāng)發(fā)動機曲軸每分鐘轉(zhuǎn)速為2600轉(zhuǎn)時，輸出功率為65kW。此時該發(fā)動機的效率是多少？（汽油的熱值為4.6×107J/kg）6、小亮家有一輛轎車，爸爸在給他講車的性能時，總是說“2.0的排量”，卻很少說“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義：活塞從上止點移動到下止點所通過的“工作容積”稱為氣缸排量。如果發(fā)動機有若干個氣缸，所有氣缸“工作容積”之和稱為發(fā)動機排量。小亮從說明書上查到家中的轎車采用的是LFX直列四缸發(fā)動機，排量為2.0L；從網(wǎng)上查找到了這種轎車的輸出功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系如圖所示。（1）根據(jù)圖示分析，在發(fā)動機轉(zhuǎn)速為1000～5000r/min范圍內(nèi)，它的輸出功率與轉(zhuǎn)速大致有怎樣的定性關(guān)系？（2）試通過公式推導(dǎo)出在其他參數(shù)相同時，轎車發(fā)動機的輸出功率與其排量的關(guān)系。（3）小亮又向爸爸詢問了一些實測數(shù)據(jù)：轎車行駛的路況好，平均車速為100Km/h時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速為2000r/min,平均油耗為9L/100km.參考圖象中的數(shù)據(jù)，分析這輛汽車在這種狀態(tài)下行駛時，發(fā)動機的效率約為多少？每個做功沖程汽缸內(nèi)氣體的平均壓強約為多少？（已知汽油的熱值4.6X107J/kg密度為0.71X103kg/m