第十四章內能的利用22

第十四章內能的利用（解析版）知識導航知識點回顧知識點1：熱機1、熱機：利用內能做功的機械叫熱機。（1）熱機的種類：分為蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機。（2）內燃機：燃料直接在發(fā)動機氣缸內燃燒產生動力的熱機。內燃機根據其所使用的燃料分為汽油機和柴油機兩類。2、內燃機的工作原理：（1）內燃機的每一個工作循環(huán)分為四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。（2）四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其他三個沖程對做功沖程起輔助作用，靠飛輪的慣性完成。（3）做功沖程把內能轉化為機械能；壓縮沖程把機械能轉化為內能。（4）一個工作循環(huán)中對外做功1次，活塞往復2次，曲軸轉2周，飛輪轉2圈。3、汽油機和柴油機區(qū)別：（1）構造區(qū)別：汽油機汽缸頂部有火花塞，而柴油機汽缸頂部有噴油嘴。（2）燃料區(qū)別：汽油機燃料是汽油，而柴油機燃料是柴油。（3）工作區(qū)別：①吸氣沖程：汽油機吸進的是汽油和空氣的混合物，柴油機吸進的僅僅是空氣；②壓縮沖程：汽油機壓縮的是汽油和空氣的混合物，汽油機壓縮的僅僅是空氣；③做功沖程：汽油機用火花塞點火（點燃），柴油機用噴油嘴噴油（壓燃）。知識點2：熱機效率1、熱值：1kg（或1m3）某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。（1）熱值單位：J/kg或J/m3（2）公式：Q＝qm或Q＝qv（q為熱值）。（3）熱值是燃料本身的一種特性，它的大小只取決于燃料的種類，而與燃料的質量、放熱多少無關。2、熱機效率：熱機用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。（1）公式：；（2）提高熱機效率的途徑：①使燃料充分燃燒；②盡量減小各種熱量損失；③機器零件間保持良好的潤滑、減小摩擦?！跓釞C的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，設法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。知識點3：能量的轉化與守恒1、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化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移過程中，能量的總量保持不變。（1）能量及其存在的不同形式（各種不同形式的能量）（2）能量的轉化和轉移（不同形式間是能量轉化，同種形式之間是能量轉移）2、能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體，小到原子核，也無論是物理學問題還是化學、生物學、地理學、天文學的問題，所有能量轉化的過程，都遵從能量守恒定律。典例分析考點1熱機【典例1】（2022?日照）喜歡思考的小明用塑料礦泉水瓶子進行了如下游戲探究：瓶中留有少量水，蓋上瓶蓋（如圖甲）；扭轉瓶子（如圖乙）；輕輕扭動瓶蓋，瓶蓋被瓶內的氣體沖出，同時瓶內出現白霧（如圖丙）。圖乙和圖丙所示的過程，分別與四沖程內燃機連續(xù)的兩個沖程相似，這兩個沖程是（）A．吸氣沖程和壓縮沖程 B．壓縮沖程和做功沖程 C．做功沖程和排氣沖程 D．壓縮沖程和排氣沖程【答案】B?！窘獯稹拷猓喝鐖D乙，扭轉瓶子時，小明施加的外力壓縮瓶內的氣體，是機械能轉化為內能，這一過程與四沖程內燃機的壓縮沖程相似；當瓶蓋被瓶內的氣體沖出時，是瓶內氣體對瓶蓋做功，內能轉化為機械能，這一過程與四沖程內燃機的做功沖程相似。所以A、C、D都錯，B正確。故選：B?！镜淅?】（2022?湛江模擬）如圖a為航母上簡化的蒸汽彈射裝置，能帶動艦載機在兩秒鐘內達到起飛速度，如圖b為四沖程汽油機的工作示意圖。下列判斷不正確的是（）A．圖a中氣缸內的蒸氣體積膨脹，從而推動活塞使艦載機獲得牽引力 B．氣缸內的蒸汽推動活塞時，內能減小 C．從能量轉化角度講，蒸汽彈射裝置工作時與圖甲所示的原理相似 D．汽油機一個工作循環(huán)的正確順序是甲、乙、丙、丁【答案】C。【解答】解：A、圖a中氣缸內的蒸氣體積膨脹，從而推動活塞，拉動牽引繩，使艦載機獲得牽引力，故A正確；B、氣缸內的蒸汽推動活塞時，氣體對外做功，內能減小，故B正確；C、蒸汽彈射裝置是內能轉化為機械能，與丙圖做功沖程相似，故C錯誤；D、甲是吸氣沖程、乙是壓縮沖程、丙是做功沖程、丁是排氣沖程，故D正確。故選：C。【典例3】（2022?錦州）2022年6月5日10時44分，搭載著神舟十四號載人飛船的長征二號F火箭成功發(fā)射?；鸺痫w過程中，以發(fā)射塔為參照物，火箭是運動（選填“運動”或“靜止”）的；火箭噴氣發(fā)動機將燃料燃燒后燃氣的內能轉化為機械能，此能量轉化過程與四沖程汽油機的做功沖程相同?！敬鸢浮窟\動；機械；做功。【解答】解：（1）火箭發(fā)射過程中，火箭與發(fā)射塔之間的相對位置發(fā)生變化，因此火箭是運動的；（2）火箭起飛過程中，將內能轉化為火箭的機械能，四沖程汽油機做功沖程將燃料燃燒釋放的內能轉化為機械能，火箭發(fā)射過程的能量轉化與內燃機的做功沖程的原理是相同的。故答案為：運動；機械；做功。考點2熱機效率【典例4】（2022?鎮(zhèn)江）如圖所示，用甲、乙兩種燃料分別對質量和初溫相同的水進行加熱，兩圖裝置均相同。燃料的質量用m表示，燃料充分燃盡時水升高的溫度用Δt表示（水未沸騰）（）A．若m相同，Δt越小，燃料的熱值越大 B．若Δt相同，m越大，燃料的熱值越大 C．若的值越大，燃料的熱值越大 D．若的值越大，燃料的熱值越大【答案】D?！窘獯稹拷猓喝剂系臒嶂荡笮〔荒苤苯訙y量，需要通過水吸收熱量的多少來體現燃料燃燒放出熱量的多少，而水吸收熱量的多少跟水的質量和升高的溫度有關，因此為了比較熱值大小可以利用Q吸＝Q放，而Q吸＝c水m水Δt，Q放＝mq，即c水m水Δt＝mq，解得：q＝；A、若m相同，Δt越小，由q＝可知，燃料的熱值越小，故A錯誤；B、若Δt相同，m越大，由q＝可知，燃料的熱值越小，故B錯誤；C、若的值越大，即的值越小，由q＝可知，燃料的熱值越小，故C錯誤；D、若的值越大，由q＝可知，燃料的熱值越大，故D正確。故選：D?！镜淅?】（2022?泰安二模）如圖，是我國自主研制的實用型地效飛機，地效飛機可以低空飛行，能停在水面或地面上，在客運、貨運、旅游救護、海洋監(jiān)測等方面具有廣闊的應用前景。地效飛機某次執(zhí)行任務，以180km/h的速度勻速飛行了90km，消耗燃油的質量為36kg，發(fā)動機的效率為40%，已知燃油熱值為4.5×107J/kg，假設燃油完全燃燒，地效飛機這次執(zhí)行任務的過程中，下列計算正確的是（）①地效飛機飛行的時間為0.5h；②消耗的燃油完全燃燒放出的熱量為1.62×109J；③飛機做的有用功為6.48×108J；④地效飛機飛行過程中受到的阻力為7200N。A．①② B．②③④ C．①③④ D．①②③④【答案】D?！窘獯稹拷猓孩儆蓈＝可得地效飛機飛行的時間：t＝＝＝0.5h，故①正確；②消耗的燃油完全燃燒放出的熱量為：Q放＝qm＝4.5×107J/kg×36kg＝1.62×109J，故②正確；③發(fā)動機的效率為η＝40%，由η＝可得飛機做的有用功為：W＝Q放η＝1.62×109J×40%＝6.48×108J，故③正確；④由W＝Fs可得地效飛機飛行過程的牽引力為：F＝＝＝7200N，因為地效飛機勻速飛行，所以飛機受到的阻力、牽引力是一對平衡力，大小相等，受到的阻力：f＝F＝7200N，故④正確。故選：D?！镜淅?】（2022?銅仁市）全球汽車保有量在迅速增長，截止2011年，全球處于使用狀態(tài)的汽車數量已突破10億輛。設汽車的燃油為汽油，每輛汽車每年耗油約2.1t，若不計熱量損失，這些燃料完全燃燒可供1×106kg的水溫度升高23℃；汽車內燃機的效率平均值取30%，如果能把內燃機的效率提高1%，全球每年可以節(jié)約1×1011kg燃油，從而減小全球的碳排放，為環(huán)保作出貢獻。[已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），汽油的熱值為4.6×107J/kg]【答案】23；1×1011?！窘獯稹拷猓海?）由題知，這些汽油完全燃燒放出的熱量：Q放＝mq＝2.1×103kg×4.6×107J/kg＝9.66×1010J；由題知，不計熱量損失，水吸收的熱量為Q吸＝Q放＝9.66×1010J，由Q吸＝cm△t可得水升高的溫度：△t＝＝＝23℃；（2）每輛汽車做有用功所需燃油：2.1t×30%＝0.063t，內燃機效率提高后為：30%+1%＝31%，效率提高后每輛汽車每年所需燃油量：＝2t每輛車每年節(jié)約燃油：2.1t﹣2t＝0.1t全球每年節(jié)約燃油：1.0×109×0.1t＝1×108t＝1×1011kg。故答案為：23；1×1011?！镜淅?】（2022?常德）某臺四沖程汽油機的轉速為1200r/min，在1s內汽油機對外做了10次功。如果汽油機在某段時間內消耗了400g汽油，則汽油完全燃燒可放出熱量為1.84×107J。（q汽＝4.6×107J/kg）【答案】10；1.84×107?！窘獯稹拷猓浩蜋C飛輪1min轉1200轉，那么飛輪1s內的轉數為20轉；汽油機飛輪轉2轉就是一個工作循環(huán)，所以1s內的工作循環(huán)數：n＝10次；汽油機一個工作循環(huán)有4個沖程，但只有1次對外做功，所以1s內對外做功數：n＝10次；汽油完全燃燒放出的熱量：Q放＝mq汽＝0.4kg×4.6×107J/kg＝1.84×107J。故答案為：10；1.84×107。【典例8】（2022?泰州）在“比較酒精和碎紙片燃燒時放出的熱量”實驗中。（1）由于燃料充分燃燒放出熱量的多少不僅與燃料種類這一個因素有關，因此實驗時必須控制酒精和碎紙片的質量相等；實驗中還需控制被加熱的水的質量和初溫均相同，以便于通過水升高的溫度來反映燃料完全燃燒放出的熱量。（2）如圖是小明安裝好的實驗裝置，其中存在的錯誤是溫度計的玻璃泡沒有充分浸入到燒杯的水中。（3）小華糾正了小明的錯誤，又組裝了一套相同的實驗裝置，備好秒表。在兩燃燒皿中分別加入準備好的酒精和碎紙片，讀出水的初溫后，進行如下操作：①先點燃酒精，再點燃碎紙片。②保證酒精和碎紙片燃燒時間相同，讀取溫度計的示數。③待酒精和碎紙片充分燃燒結束，分別讀取溫度計的示數。小紅認為上述操作中，操作②是錯誤的。小明根據正確操作獲得的數據，算出了燃料的熱值，發(fā)現結果小于該燃料的實際熱值，原因是燃料不完全燃燒且燃料燃燒放出的熱量有一部分會散失到空氣中?！敬鸢浮浚?）質量；通過水升高的溫度來反映燃料完全燃燒放出的熱量；（2）溫度計的玻璃泡沒有充分浸入到燒杯的水中；（3）②；燃料不完全燃燒且燃料燃燒放出的熱量有一部分會散失到空氣中?！窘獯稹拷猓海?）由Q放＝mq可知，燃料充分燃燒放出熱量的多少與燃料的種類和燃料的質量有關，因此實驗是必須控制酒精和碎紙片的質量相同；控制被加熱的水的質量和初溫均相同，便于通過水升高的溫度來反映燃料完全燃燒放出的熱量；（2）用溫度計測量液體的溫度時，應該讓溫度計的玻璃泡與被測液體充分接觸，不能碰到容器的底部和側壁，由圖可知，溫度計的玻璃泡沒有充分浸入到燒杯的水中；（3）實驗過程中要控制完全燃燒燃料的質量相同，燃燒時間相同并不能保證燃燒燃料的質量相同，所以保證酒精和碎紙片燃燒時間相同，讀取溫度計的示數的操作是錯誤；由于燃料不完全燃燒且燃料燃燒放出的熱量有一部分會散失到空氣中，又或被燒杯等實驗裝置吸收的部分熱量，使Q放大于Q吸，依此計算出燃料的熱值比實際要偏小些。故答案為：（1）質量；通過水升高的溫度來反映燃料完全燃燒放出的熱量；（2）溫度計的玻璃泡沒有充分浸入到燒杯的水中；（3）②；燃料不完全燃燒且燃料燃燒放出的熱量有一部分會散失到空氣中?！镜淅?】（2022?金昌）小華家里用的是天然氣灶，他嘗試估測該灶的效率。小華在水壺中加入4L水，水的初溫是20℃，然后將水燒開，他觀察天然氣表發(fā)現此次燒水用了0.1m3天然氣，天然氣的熱值為3.2×107J/m3，水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃），當地大氣壓為標準大氣壓。求：（1）水吸收的熱量Q吸（不計水的熱量損失）；（2）天然氣完全燃燒放出的熱量Q放；（3）天然氣灶的效率η?！窘獯稹拷猓海?）水的體積V水＝4L＝0.004m3；水的質量為：m＝ρV水＝1.0×103kg/m3×0.004m3＝4kg；在1標準大氣壓下，水的沸點為100℃，即水的末溫為100℃；水吸收的熱量為：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×4kg×（100℃﹣20℃）＝1.344×106J。（2）天然氣燃燒放出的熱量為：Q放＝qV＝3.2×107J/m3×0.1m3＝3.2×106J。（3）天然氣灶的效率為：η＝＝＝42%。答：（1）水吸收的熱量為1.344×106J。（2）天然氣完全燃燒放出的熱量為3.2×106J。（3）天然氣灶的效率為42%?？键c3能量的轉化與守恒【典例10】（2022?上海）瀑布從高峰傾瀉而下，驅動發(fā)動機轉動發(fā)電，在此過程中能量轉化的順序為（）A．動能→重力勢能→電能 B．重力勢能→動能→電能 C．電能→重力勢能→動能 D．重力勢能→電能→動能【答案】B?！窘獯稹拷猓浩俨紡母叻鍍A瀉而下，將重力勢能轉化為動能，驅動發(fā)動機轉動發(fā)電，又將動能轉化為電能，所以能量轉化是重力勢能→動能→電能。故選：B?！镜淅?1】（2022?無錫一模）據2021年9月29日澎湃新聞，廣西南寧隆生達發(fā)電力科技聲稱研發(fā)出一款“突破能量守恒定律”的電機組。該公司官網稱，這一技術名為“一種電容補償式自循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)”，下列有關該裝置的分析正確的是（）A．根據能量守恒定律，該裝置會一直轉動下去 B．如果沒有能量補充，該裝置最終會停下來 C．發(fā)電技術突破了能量守恒定律，證明能量可以不守恒 D．不靠任何能量補充，該裝置可實現1度電變?yōu)?0度電【答案】B。【解答】解：AC、發(fā)電的過程中，其他形式的能量轉化為電能，在轉化過程中，會有一部分能量轉化為內能，因此，裝置不能一直轉動下去，但總的能量是守恒的，故AC錯誤；B、如果沒有能量補充，轉化的電能會越來越少，裝置最終會停下來，故B正確；D、根據能量守恒定律可知，不靠任何能量補充，1度電可變?yōu)?0度電的裝置是不能實現的，故D錯誤。故選：B?！镜淅?2】（2022?菏澤）水從高處流向低處后，無法自發(fā)回到同樣的高度，說明能量的轉化具有方向性，所以盡管能量是守恒的，我們仍然要節(jié)約能源。請列舉一例可再生能源：水能?！敬鸢浮糠较蛐?；水能。【解答】解：水從高處流向低處的過程中，水的重力勢能轉化為動能；水從高處流向低處后，無法自發(fā)回到同樣的高度，即無法自發(fā)地將水的動能轉化為重力勢能，所以這一現象說明能量的轉化具有方向性；水能、風能、太陽能等都屬于可再生能源。故答案為：方向性；水能?！镜淅?3】（2022?紹興）汽車在給人們的出行帶來便利的同時，也帶來了能源消耗、尾氣污染等問題。材料一：如圖是一輛小汽車行駛時的能耗分配圖。汽油在汽缸內完全燃燒時放出的能量，大約只有13%用于驅動汽車前進，而其余87%的能量則被損耗掉了。材料二：排出的尾氣除了CO2、H2O外，還有CO、NO、NO2及未燃燒的碳氫化合物等有害氣體。結合材料：（1）對汽車行駛時能量形式的轉化與損耗途徑作出分析。（2）請從節(jié)能、減排等方面對燃油汽車提出技術改進建議。【解答】答：（1）汽車行駛時的能量轉化分析：汽油的化學能轉化為氣體內能，然后再轉化為活塞機械能，最后為汽車機械能，轉化率很低；損耗途徑分析：絕大部分是以熱能形式損失的，部分是未完全燃燒的碳氫化合物損失，還有少量是汽油蒸發(fā)損失。（2）技術改進建議：減少散熱器、排氣管和發(fā)動機的熱損失；減少汽油的蒸發(fā)；使汽油充分燃燒；研制和使用混合動力或者純電動的新能源汽車。鞏固訓練一、選擇題。1．（2022?鎮(zhèn)江）水燒開時產生的水蒸氣將壺蓋頂起，汽油機的四個沖程中，能量轉化與之相同的是（）A．B．C．D．【答案】C?！窘獯稹拷猓核疅_時產生的水蒸氣將壺蓋頂起，水蒸氣的內能會轉化為壺蓋的機械能；A、汽油機進氣門和排氣門均關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程，此沖程機械能轉化為內能，故A不符合題意；B、汽油機進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動，是吸氣沖程，此沖程沒有能量轉化，故B不符合題意；C、汽油機進氣門和排氣門均關閉，活塞向下運動，是做功沖程，此沖程內能轉化為機械能，故C符合題意；D、汽油機進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，是排氣沖程，此沖程沒有能量轉化，故D不符合題意。故選：C。2．（2022?蓮湖區(qū)二模）如圖是生活中常用的高壓鍋。當高壓鍋內的氣壓達到一定值時，限氣閥會被高壓蒸汽頂起。這一過程高壓鍋內氣體內能會發(fā)生變化，下列說法正確的是（）A．限氣閥被頂起的過程與汽油機的做功沖程發(fā)生的能量轉化相同 B．高壓鍋噴嘴處的“白氣”是水蒸氣汽化形成的 C．用明火加熱高壓鍋，是通過做功改變內能 D．高壓鍋是利用大氣壓來工作的【答案】A。【解答】解：A、限氣閥會被高壓蒸汽頂起，鍋內氣體膨脹對外做功，氣體的內能轉化為瓶塞的機械能，這一過程與汽油機的做功沖程發(fā)生的能量轉化相同，故A正確；B、高壓鍋噴嘴處的“白氣”是高溫水蒸氣遇到外部較冷的空氣液化而成的小水滴，故B錯誤；C、用明火加熱高壓鍋，鍋內食物吸收熱量、溫度升高，是通過熱傳遞的方式改變物體的內能，故C錯誤；D、高壓鍋可以增大鍋內液面上方氣體的壓強，使鍋內液體的沸點升高，但高壓鍋不是利用大氣壓工作的，故D錯誤。故選：A。3．（2022?濱州）關于內能和內能的利用。下列說法中正確的是（）A．5月的街頭，楊花飛絮隨風舞，好似雪花滿天飛，說明分子在不停地做熱運動 B．新能源汽車實現了“零排放”，其效率達到了100% C．我國“長征五號B”大型運載火箭使用氫作燃料，是因為氫的密度小 D．內燃機的壓縮沖程，主要通過做功的方式增大汽缸內物質的內能【答案】D。【解答】解：A、5月的街頭，楊花飛絮隨風舞，好似雪花滿天飛，描述的是宏觀物體的機械運動，不屬于分子熱運動，故A錯誤；B、新能源汽車實現了“零排放”，但是不能排除機械間的摩擦，不能排除熱量的散失，所以機械效率不會達到100%，故B錯誤；C、運載火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有較大的熱值，完全燃燒相同質量的液態(tài)氫和其它燃料相比，液態(tài)氫可以釋放出更多的熱量，故C錯誤；D、內燃機的壓縮沖程，活塞壓縮氣缸內物質做功，機械能轉化為內能，是通過做功改變物體的內能，故D正確。故選：D。4．（2022?長春）內燃機的能量流向圖如圖所示。內燃機的效率為（）A．7% B．28% C．31% D．34%【答案】D。【解答】解：由內燃機的能量流向圖知，用來做有用功的能量占燃料完全燃燒放出能量的34%，即內燃機的效率為34%。故選：D。5．（2022?遂寧）今年，我國發(fā)射的“天舟四號”貨運飛船與“天和號”核心艙在太空成功對接。對接后，它們一起繞地球轉動。對這一過程所涉及的物理知識說法錯誤的是（）A．火箭加速升空過程與汽油機做功沖程的能量轉化形式相同 B．運載火箭用液態(tài)氫做燃料，是因其熱值較大 C．對接后以“天舟四號”為參照物，“天和號”是運動的 D．地面工作人員利用電磁波傳遞信息來控制對接過程【答案】C。【解答】解：A、火箭加速升空過程與汽油機做功沖程的能量轉化都是內能轉化為機械能，故A正確；B、運載火箭用液態(tài)氫做燃料，是因其熱值較大，故B正確；C、天舟四號”貨運飛船與“天和號”對接后一起繞地球轉動，以“天舟四號”為參照物，“天和號”是靜止的，故C錯誤；D、電磁波能在真空中傳播，地面工作人員利用電磁波傳遞信息來控制對接過程，故D正確。故選：C。6．（2022?瀘州模擬）各種形式的能量都不是孤立的，它們可以在一定條件下發(fā)生轉化，且能量的轉化是有方向的，下面幾幅圖按能量轉化的順序，排列正確的是（）①燃煤電廠②空調③樹林④太陽A．①②③④ B．②③④① C．④③①② D．②①③④【答案】C?！窘獯稹拷猓焊鞣N形式的能量都不是孤立的，它們可以在一定條件下發(fā)生轉化，且能量的轉化是有方向的，地球上大多數能量都直接或間接來自于太陽能，植物通過光合作用，將太陽能轉化為自身的生物質能，再經過地殼變動在地質作用下，最終形成煤炭，發(fā)電廠將煤炭的化學能轉化為電能，家用電器再將電能轉化為其它形式的能，故四幅圖中能量的轉化順序為：太陽→樹林→燃煤電廠→空調；即序號為④③①②，故C正確。故選：C。二、填空題。7．（2022?上海）四沖程熱機工作過程中，將內能轉化為機械能的是做功沖程，李白在《望廬山瀑布》中寫道：“日照香爐生紫煙”，這是通過熱傳遞（選填“做功”或“熱傳遞”）的方式來改變香爐的內能，加熱1千克水，使其溫度上升2℃，則加熱過程中水吸收的熱量為8.4×103焦。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【答案】做功；熱傳遞；8.4×103?！窘獯稹拷猓海?）四沖程熱機在做功沖程中，高溫高壓的燃氣推動活塞做功，將內能轉化為機械能；（2）香爐在陽光照射下，從陽光中吸收熱量、內能增加，是通過熱傳遞的方式來改變的內能；（3）1千克水溫度上升2℃吸收的熱量為：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×2℃＝8.4×103J。故答案為：做功；熱傳遞；8.4×103。8．（2022?前進區(qū)校級三模）（1）2021年10月16日，搭載神舟十三號載人飛船的長征二號火箭在酒泉發(fā)射，火箭加速升空的動力由航天發(fā)動機提供，此發(fā)動機是（是或不是）熱機。（2）2022年3月23日，神舟十三號航天員在空間站現場直播授課，王亞平老師在演示“液橋實驗”時，將兩塊透明板上的水球互相靠近、接觸，合成一個大水球；再慢慢將兩塊透明板分開，水形成一個長約10cm的液橋（如圖），說明了分子間存在引力?！敬鸢浮浚?）是；（2）引力?！窘獯稹拷猓海?）火箭升空過程中，相當于熱機的做功沖程，內能轉化為機械能，所以航天發(fā)動機屬于熱機；（2）在天宮課堂“液橋”實驗中，兩塊透明板上的水球接觸后合成一個液橋，說明分子間存在引力。故答案為：（1）是；（2）引力。9．（2022?赤峰）（1）2022年6月5日，搭載神舟十四號載人飛船的長征運載火箭點火升空，中國空間站建造階段首次載人飛行任務發(fā)射告捷。神舟十四號飛船與火箭共同加速升空的過程中，燃料燃燒提供火箭升空所需的能量，本身質量不斷減小，熱值不變（選填“變大”、“不變”或“變小”）；若以神舟十四號飛船為參照物，大地是運動的。（2）一位質量為48kg的同學背著2kg的書包站立在水平地面上，地面對這位同學的支持力大小是500N，方向是豎直向上的。（g＝10N/kg）【答案】（1）不變；運動；（2）500；向上。【解答】解：（1）熱值是燃料的特性，與燃料的質量無關；所以燃料燃燒提供火箭升空所需的能量，本身質量不斷減小，熱值不變；以神舟十四號飛船為參照物，大地在遠離飛船，所以是運動的；（2）質量為48kg的同學背著2kg的書包，總重力為：G＝mg＝（48kg+2kg）×10N/kg＝500N；人對地面的壓力方向豎直向下，大小等于人和書包的總重力，即：F壓＝G＝500N；地面給人的支持力與人對地面的壓力是一對相互作用力，大小相等，方向相反，即：地面對這位同學的支持力大小是500N，方向是豎直向上的。故答案為：（1）不變；運動；（2）500；向上。10．（2021?沈陽）利用天然氣燒水，把質量為30kg的水，從20℃加熱到100℃，需要燃燒0.42m3的天然氣，則燒水的效率是75%；在這個過程中能量的總量不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）。[天然氣的熱值為3.2×107J/m3，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]【答案】75；不變。【解答】解：（1）水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×30kg×（100℃﹣20℃）＝1.008×107J；天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放＝Vq＝0.42m3×3.2×107J/m3＝1.344×107J；燒水的效率：η＝＝＝75%；（2）根據能量守恒定律可知，在能量的轉化和轉移的過程中，能的總量保持不變。故答案為：75；不變。11．（2022?張家界）常用打火機的打火方式有兩種，一種是用一個粗糙的小輪摩擦“火石”打火；另一種是利用高壓電裝置打火。從能量轉化角度看，前者是把機械能轉化為內能；后者是把電能轉化為內能?！敬鸢浮繖C械；電?！窘獯稹拷猓簭哪芰哭D化的角度看，摩擦點火，是將機械能轉化為內能；高電壓火花點火，是電能轉化為內能。故答案為：機械；電。12．（2022?安徽）小明利用家中的燃氣表和溫度計測量燃氣灶燒水的效率。將1kg的水從20℃加熱到60℃，消耗了0.01m3的天然氣（假設天然氣完全燃燒），已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值為4.0×107J/m3，則此次燃氣灶燒水的效率為42%。【答案】42%?！窘獯稹拷猓核盏臒崃浚篞吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（60℃﹣20℃）＝1.68×105J；天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放＝Vq＝0.01m3×4.0×107J/m3＝4×105J；此次燃氣灶燒水的效率：η＝＝＝42%。故答案為：42%。13．（2022?清江浦區(qū)模擬）為了質證“能量守恒定律”的正確性，歷史上曾經提出了如圖所示的永動機模型，其設計原理是：在B處放一小鐵球，它會在強磁鐵A的作用下向上滾動，到達C時從軌道M上的小孔下落，又沿軌道N回到B處，開始往復運動。這種永動機方案不可行（選填“可行”或“不可行”），請從具體的過程分析，寫出你判斷的理由小鐵球在C處受到磁鐵的吸引力大于在B處受到的吸引力，所以小鐵球運動到C處時不會從小孔下落，而會被磁鐵吸引，在轉化和轉移過程中能量的總量保持不變，所以都服從能量守恒定律，小鐵球在軌道受摩擦力的作用，有部分動能轉化為內能，所以永動機模型不可行。?！敬鸢浮坎豢尚校恍¤F球在C處受到磁鐵的吸引力大于在B處受到的吸引力，所以小鐵球運動到C處時不會從小孔下落，而會被磁鐵吸引，在轉化和轉移過程中能量的總量保持不變，所以都服從能量守恒定律，小鐵球在軌道受摩擦力的作用，有部分動能轉化為內能，所以永動機模型不可行。【解答】解：小鐵球在C處受到磁鐵的吸引力大于在B處受到的吸引力，所以小鐵球運動到C處時不會從小孔下落，而會被磁鐵吸引，在轉化和轉移過程中能量的總量保持不變，所以都服從能量守恒定律，小鐵球在軌道受摩擦力的作用，有部分動能轉化為內能，所以永動機模型不可行。故答案為：不可行；小鐵球在C處受到磁鐵的吸引力大于在B處受到的吸引力，所以小鐵球運動到C處時不會從小孔下落，而會被磁鐵吸引，在轉化和轉移過程中能量的總量保持不變，所以都服從能量守恒定律，小鐵球在軌道受摩擦力的作用，有部分動能轉化為內能，所以永動機模型不可行。三、計算題。14．（2022?錦州）如圖所示是我國自行設計研制的AG600全狀態(tài)新構型滅火飛機。若該飛機以270km/h的速度勻速直線航行20min，消耗航空燃油1.35t，飛機發(fā)動機的功率為2.25×107W。（航空燃油的熱值為4×107J/kg）求：（1）消耗的航空燃油完全燃燒放出的熱量是多少？（2）飛機在航行過程中的阻力是多少？（3）發(fā)動機的效率是多少？【解答】解：（1）已知消耗的航空燃油的質量m＝1.35t＝1350kg，航空燃油的熱值q＝4×107J/kg，則這些燃油完全燃燒放出的熱量為：Q放＝qm＝4×107J/kg×1350kg＝5.4×1010J；（2）已知飛機發(fā)動機的功率P＝2.25×107W，飛機勻速航行的速度v＝270km/h＝75m/s，由P＝＝＝Fv可知飛機航行過