11.能源的利用率一直是人们关注的一个重点,小爱同学通过查阅资料,了解到发动机工作时,燃料必须和吸进的空气成适当的比例,才能形成可以燃烧的混合气,这就是空燃比.从理论上说,每克燃料完全燃烧所需的最少的空气克数,叫作理论空燃比.例如汽油的理论空燃比为14.7,则燃烧1g的汽油,理论上需要14.7g的空气.小爱同学想,实际情况中,如果加入更多的空气,是否可以让汽油燃烧更充分,从而提高利用率?
于是通过实验得到了如表格所示的数据.

(1)在研究比较
(2)汽油的空燃比越高,说明此时混合气体中的燃料越
(3)通过分析表格数据发现,随着混入空气比例增加,发动机的热效率
(4)如图,“涡轮增压”是目前在各种汽油机中采用的一项节能、提高燃料利用率的技术,它是利用排出的废气带动涡轮旋转,先将新鲜空气压缩后再送入汽油机的进气口.这样做的好处是

于是通过实验得到了如表格所示的数据.
(1)在研究比较
质量
(选填“体积”或“质量”)相等的酒精和碎纸片,燃烧时放出热量的实验中,以相同方式加热相同质量的水,燃烧放热多少是通过比较C
(选填序号:A.燃料充分燃烧的时间;B.燃烧相同时间,水温上升示数;C.燃料充分燃烧完,水温上升示数).(2)汽油的空燃比越高,说明此时混合气体中的燃料越
稀薄
(选填“浓稠”或“稀薄”).(3)通过分析表格数据发现,随着混入空气比例增加,发动机的热效率
先增大后减小
.(4)如图,“涡轮增压”是目前在各种汽油机中采用的一项节能、提高燃料利用率的技术,它是利用排出的废气带动涡轮旋转,先将新鲜空气压缩后再送入汽油机的进气口.这样做的好处是
减小
(选填“增大”或“减小”)排出废气所带走的能量;某汽油机燃料蕴含的能量中,燃料燃烧的效率为94%,废气带走的能量为38%,散热损失的能量为16%,机械损失为14%,剩余为汽车的机械能,则该汽油机将化学能输出为汽车的机械能的效率为30.08%
.答案
11.(1)质量 C (2)稀薄 (3)先增大后减小
(4)减小 30.08%
(4)减小 30.08%
解析
【分析】
(1) 探究不同燃料燃烧放热时,需用控制变量法保证燃料质量相等;实验中利用转换法,燃料放热多少通过相同质量水升高的温度反映,需等燃料完全燃烧后比较水温上升示数,因此选质量相等的燃料,对应选项C。
(2) 空燃比是空气质量与燃料质量的比值,比值越高,相同质量燃料对应空气越多,混合气体中燃料占比越小,故燃料越稀薄。
(3) 空气比例过少时燃料燃烧不充分,热效率低;空气适量时燃烧充分,热效率升高;空气过多时热量被带走,热效率降低,因此热效率先增大后减小。
(4) 涡轮增压利用废气能量,减少了废气带走的能量;计算效率时,先算燃料燃烧后有效能量占比(1-38%-16%-14%),再乘以燃料燃烧效率94%,得出结果。
【解析】
(1) 比较酒精和碎纸片燃烧放热的实验,需控制燃料质量相同,因此选质量相等的燃料;实验中转换法的应用:燃料完全燃烧后,水吸收热量,水温升高,通过比较水温上升示数判断放热多少,故选C。
(2) 空燃比=空气质量/燃料质量,空燃比越高,说明相同质量燃料对应的空气质量越多,混合气体中燃料占比越小,因此燃料越稀薄。
(3) 随空气比例增加,初期燃烧更充分,热效率增大;空气过多时,废气带走热量增多,热效率减小,故热效率先增大后减小。
(4) 涡轮增压利用废气能量带动涡轮,减小了废气带走的能量;汽油机输出机械能的效率计算:燃料燃烧后可利用的能量占比为1 - (38%+16%+14%)=32%,结合燃料燃烧效率94%,则效率为32%×94%=30.08%。
【答案】
11.(1)质量 C (2)稀薄 (3)先增大后减小 (4)减小 30.08%
【知识点】
燃料的热值、热机效率、能量的转化
【点评】
本题结合发动机技术考查热学知识,注重控制变量法、转换法的应用,以及热机效率的分析计算,联系实际生活,难度适中,能考查学生对热学核心概念的理解与应用能力。
【难度系数】
0.6
(1) 探究不同燃料燃烧放热时,需用控制变量法保证燃料质量相等;实验中利用转换法,燃料放热多少通过相同质量水升高的温度反映,需等燃料完全燃烧后比较水温上升示数,因此选质量相等的燃料,对应选项C。
(2) 空燃比是空气质量与燃料质量的比值,比值越高,相同质量燃料对应空气越多,混合气体中燃料占比越小,故燃料越稀薄。
(3) 空气比例过少时燃料燃烧不充分,热效率低;空气适量时燃烧充分,热效率升高;空气过多时热量被带走,热效率降低,因此热效率先增大后减小。
(4) 涡轮增压利用废气能量,减少了废气带走的能量;计算效率时,先算燃料燃烧后有效能量占比(1-38%-16%-14%),再乘以燃料燃烧效率94%,得出结果。
【解析】
(1) 比较酒精和碎纸片燃烧放热的实验,需控制燃料质量相同,因此选质量相等的燃料;实验中转换法的应用:燃料完全燃烧后,水吸收热量,水温升高,通过比较水温上升示数判断放热多少,故选C。
(2) 空燃比=空气质量/燃料质量,空燃比越高,说明相同质量燃料对应的空气质量越多,混合气体中燃料占比越小,因此燃料越稀薄。
(3) 随空气比例增加,初期燃烧更充分,热效率增大;空气过多时,废气带走热量增多,热效率减小,故热效率先增大后减小。
(4) 涡轮增压利用废气能量带动涡轮,减小了废气带走的能量;汽油机输出机械能的效率计算:燃料燃烧后可利用的能量占比为1 - (38%+16%+14%)=32%,结合燃料燃烧效率94%,则效率为32%×94%=30.08%。
【答案】
11.(1)质量 C (2)稀薄 (3)先增大后减小 (4)减小 30.08%
【知识点】
燃料的热值、热机效率、能量的转化
【点评】
本题结合发动机技术考查热学知识,注重控制变量法、转换法的应用,以及热机效率的分析计算,联系实际生活,难度适中,能考查学生对热学核心概念的理解与应用能力。
【难度系数】
0.6
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