5. 甲、乙两台柴油机做同样多的有用功,甲柴油机消耗柴油 $3 \, kg$,乙柴油机消耗柴油 $4 \, kg$,则两台柴油机效率较高的是
甲
(选填“甲”或“乙”)。答案
甲
解析
热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值,做同样多的有用功,消耗燃料越少,效率越高。甲消耗柴油3kg,乙消耗4kg,甲消耗燃料少,所以甲效率高。
6. 在煤炭市场中,少数不法商贩将矸石粉碎后掺在优质煤中销售。矸石颜色多为黑灰色,质地坚硬,不易燃烧。为了避免上当,最恰当的方法是检测下列物理量中的(
A.热量
B.热值
C.内能
D.密度
B
)。A.热量
B.热值
C.内能
D.密度
答案
B
解析
热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧所放出的热量,优质煤和矸石的热值不同,矸石热值小,将矸石粉碎后掺在优质煤中,煤的热值会下降,通过检测热值能判断煤炭的质量;热量是一个过程量,不能直接检测;内能与物体的质量、温度等因素有关,无法通过检测内能来判断是否掺有矸石;煤炭和矸石的密度可能相近,用检测密度的办法来鉴别不可靠。所以为避免上当,最恰当的方法是检测热值。
7. 某内燃机工作时的能量流向如图所示,该内燃机的效率为(

A.$25\%$
B.$35\%$
C.$40\%$
D.$75\%$
B
)。A.$25\%$
B.$35\%$
C.$40\%$
D.$75\%$
答案
B
解析
内燃机的效率是指有用机械能在燃料完全燃烧释放的能量中所占的百分比。根据图示,燃料完全燃烧释放的能量为100%,其中废气带走的能量为40%,机械自身消耗的能量为25%。因此,有用机械能为:
$100\% - 40\% - 25\% = 35\%$。
所以,内燃机的效率为35%。
$100\% - 40\% - 25\% = 35\%$。
所以,内燃机的效率为35%。
8. 一般来说,柴油机的效率高于汽油机的效率,这表明(
A.柴油机做功多
B.柴油机做功快
C.柴油机消耗柴油少
D.柴油机转化的机械能占燃料完全燃烧放出的热量的比例大
D
)。A.柴油机做功多
B.柴油机做功快
C.柴油机消耗柴油少
D.柴油机转化的机械能占燃料完全燃烧放出的热量的比例大
答案
D
解析
热机效率是指热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。柴油机效率高于汽油机,表明柴油机转化的机械能(有用功)占燃料完全燃烧放出的热量的比例大。A选项做功多少与效率无关,还与燃料质量等有关;B选项做功快指功率,与效率不同;C选项消耗柴油多少也与效率无直接关系,还取决于做功多少。故D正确。
9. 对于 $q = \frac{Q}{m}$ 的理解,下列说法正确的是(
A.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B.燃料燃烧不充分时,部分能量将被浪费掉,热值将减小
C.燃料燃烧时,放出的热量越多,燃料的热值越大
D.某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
D
)。A.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B.燃料燃烧不充分时,部分能量将被浪费掉,热值将减小
C.燃料燃烧时,放出的热量越多,燃料的热值越大
D.某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
答案
D
解析
热值(q)是燃料的一种特性,它表示单位质量的燃料完全燃烧所释放的热量,其定义式为 $q = \frac{Q}{m}$。热值只与燃料的种类有关,与燃料的质量、是否完全燃烧以及释放的热量多少无关。
A选项错误,热值并不与燃料完全燃烧放出的热量成正比,因为热值是燃料本身的属性。
B选项错误,燃料燃烧不充分时,虽然部分能量被浪费,但热值并不会减小。
C选项错误,燃料燃烧时放出的热量多,并不意味着燃料的热值就大,因为热值与放出的热量无关。
D选项正确,热值是燃料本身的属性,与是否充分燃烧无关。
A选项错误,热值并不与燃料完全燃烧放出的热量成正比,因为热值是燃料本身的属性。
B选项错误,燃料燃烧不充分时,虽然部分能量被浪费,但热值并不会减小。
C选项错误,燃料燃烧时放出的热量多,并不意味着燃料的热值就大,因为热值与放出的热量无关。
D选项正确,热值是燃料本身的属性,与是否充分燃烧无关。
10. (多选)为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施能提高热机效率的是(
A.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全
B.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失
C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D.尽量增加热机的工作时间
ABC
)。A.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全
B.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失
C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D.尽量增加热机的工作时间
答案
ABC
解析
要提高热机效率,需要减少各种能量损失。让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全,可以将更多化学能转化为内能,提高效率;在设计与制造热机时不断改进与创新,减少能量损失,能提高有用能量占比;尽量减少热机内部各部件间的摩擦,可减少因摩擦产生的额外能量损耗,提高效率。而尽量增加热机的工作时间,并不能提高热机将燃料能量转化为有用功的比例,不能提高热机效率。所以选项A、B、C能提高热机效率。
11. 一台汽油机的效率为 $25\%$,则它消耗 $2 \, kg$ 汽油可以做多少有用功?已知汽油的热值为 $4.6×10^{7} \, J/kg$。
答案
已知:η=25%,m=2kg,q=4.6×10⁷J/kg。
求:W有。
解:Q放=mq=2kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁷J。
由η=W有/Q放得,W有=ηQ放=25%×9.2×10⁷J=2.3×10⁷J。
答:可以做的有用功为2.3×10⁷J。
求:W有。
解:Q放=mq=2kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁷J。
由η=W有/Q放得,W有=ηQ放=25%×9.2×10⁷J=2.3×10⁷J。
答:可以做的有用功为2.3×10⁷J。
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