1 阅读短文,回答问题。
城市热岛效应
如今的人们会感觉城市的温度高于郊区,这就是常说的城市热岛效应。城市热岛效应的主要原因:一是工厂、交通工具、电气设备和人群等放出大量的热量;二是建筑群、马路中的石头等,在日照下温度上升较快;三是城区内自然水域的面积小,水的蒸发少,降温作用弱;四是城区内楼群林立,难以形成空气对流。
为了改善城市的居住环境,人们应采取一些有效的措施,例如植树造林,提高资源利用率,更多地利用太阳能、水能、风能等。
(1)在我国,随着轿车大量的走进家庭,热污染更加严重。小白同学阅读了某型号汽车的相关资料,绘制了其汽油机的能量流向图,如图所示,根据给出的信息,该汽油机的效率为

(2)建筑群、马路中的石头的
(3)城区某处采用风能、太阳能路灯照明,太阳能电池板将
(4)请结合能量流向图谈一谈如何有效地利用能量,减少热量的损耗。
城市热岛效应
如今的人们会感觉城市的温度高于郊区,这就是常说的城市热岛效应。城市热岛效应的主要原因:一是工厂、交通工具、电气设备和人群等放出大量的热量;二是建筑群、马路中的石头等,在日照下温度上升较快;三是城区内自然水域的面积小,水的蒸发少,降温作用弱;四是城区内楼群林立,难以形成空气对流。
为了改善城市的居住环境,人们应采取一些有效的措施,例如植树造林,提高资源利用率,更多地利用太阳能、水能、风能等。
(1)在我国,随着轿车大量的走进家庭,热污染更加严重。小白同学阅读了某型号汽车的相关资料,绘制了其汽油机的能量流向图,如图所示,根据给出的信息,该汽油机的效率为
30
%,汽油的热值为$4.6×10^7$ J/kg,若该汽油机内汽油能完全燃烧,则燃烧2 kg汽油能放热$9.2×10^7$
J,这些热量通过该汽油机转化的有用功为$2.76×10^7$
J。该汽车行驶时发动机产生的牵引力是F,则完全燃烧质量为m的汽油,能使汽车前进的距离为s=$\dfrac{\eta mq}{F}$
(用已知量和给出的物理量的符号表示,汽油的热值在本小题中用q表示,热机效率用η表示)。(2)建筑群、马路中的石头的
比热容
小,与质量相同的水相比,在相同的日照条件下温度上升更明显。(3)城区某处采用风能、太阳能路灯照明,太阳能电池板将
太阳
能转化成电能
。(4)请结合能量流向图谈一谈如何有效地利用能量,减少热量的损耗。
答案
1.(1)30 $9.2×10^7$ $2.76×10^7$ $\dfrac{\eta mq}{F}$
(2)比热容
(3)太阳 电能
(4)合理即可
【解析】(1)汽油机的效率等于热机所做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的百分比,由图可知,输出的有用功占燃料完全燃烧放出热量的百分比为100%-33%-30%-7%=30%,所以该汽油机的效率为30%。在汽油机内完全燃烧2 kg汽油放出的热量$Q_{放}=m_{汽油}q_{汽油}=2\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=9.2×10^7\ \mathrm{J}$,$W_{有用}=\eta_0 Q_{放}=30\%×9.2×10^7\ \mathrm{J}=2.76×10^7\ \mathrm{J}$。牵引力做的功为$W=Fs$,燃料完全燃烧放出的热量$Q=mq$,机械效率为$\eta=\dfrac{W}{Q}=\dfrac{Fs}{mq}$,故汽车前进的距离$s=\dfrac{\eta mq}{F}$。(2)建筑群、马路中的石头的比热容小,由$Q=cm\Delta t$可知,与质量相同的水相比,在相同的日照条件下,即吸收相同的热量,建筑群、马路中的石头的温度升高得更多。(3)太阳能电池板可将太阳能转化为电能。(4)由题可知,废气带走的热量最多,所以可以设法利用废气,以减少热量的损耗;也可以通过减小摩擦来减少热量的损耗(合理即可)。
(2)比热容
(3)太阳 电能
(4)合理即可
【解析】(1)汽油机的效率等于热机所做的有用功占燃料完全燃烧放出热量的百分比,由图可知,输出的有用功占燃料完全燃烧放出热量的百分比为100%-33%-30%-7%=30%,所以该汽油机的效率为30%。在汽油机内完全燃烧2 kg汽油放出的热量$Q_{放}=m_{汽油}q_{汽油}=2\ \mathrm{kg}×4.6×10^7\ \mathrm{J/kg}=9.2×10^7\ \mathrm{J}$,$W_{有用}=\eta_0 Q_{放}=30\%×9.2×10^7\ \mathrm{J}=2.76×10^7\ \mathrm{J}$。牵引力做的功为$W=Fs$,燃料完全燃烧放出的热量$Q=mq$,机械效率为$\eta=\dfrac{W}{Q}=\dfrac{Fs}{mq}$,故汽车前进的距离$s=\dfrac{\eta mq}{F}$。(2)建筑群、马路中的石头的比热容小,由$Q=cm\Delta t$可知,与质量相同的水相比,在相同的日照条件下,即吸收相同的热量,建筑群、马路中的石头的温度升高得更多。(3)太阳能电池板可将太阳能转化为电能。(4)由题可知,废气带走的热量最多,所以可以设法利用废气,以减少热量的损耗;也可以通过减小摩擦来减少热量的损耗(合理即可)。
2 现代生活离不开热机,请你完成下面围绕“热机”展开的一些问题。

(1)如图是一种四缸四冲程汽油机,通过连杆把四个汽缸的活塞连在一飞轮上。各个汽缸的做功冲程错开,可以使发动机运转时更平稳。在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别处在吸气、压缩和
(2)单缸汽油机做功冲程中飞轮的转速比其他三个冲程
(3)提高热机的效率可以降低成本、节约能源,减小对环境的污染,下列选项中能提高热机效率的有
A. 用热值大的燃料
B. 多添加一些燃料
C. 减少机械摩擦
D. 让燃料尽可能完全燃烧

(1)如图是一种四缸四冲程汽油机,通过连杆把四个汽缸的活塞连在一飞轮上。各个汽缸的做功冲程错开,可以使发动机运转时更平稳。在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别处在吸气、压缩和
排气
冲程。(2)单缸汽油机做功冲程中飞轮的转速比其他三个冲程
快
,所以飞轮转速是不稳定的,因此发动机运转就不平稳。实际生活中的汽车往往采用多缸发动机,一般情况下四
(填“三”或“四”)缸发动机工作时更平稳。(3)提高热机的效率可以降低成本、节约能源,减小对环境的污染,下列选项中能提高热机效率的有
CD
。A. 用热值大的燃料
B. 多添加一些燃料
C. 减少机械摩擦
D. 让燃料尽可能完全燃烧
答案
2.(1)排气
(2)快 四
(3)CD
【解析】(1)四冲程内燃机的四个冲程除做功冲程外,其他三个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程和排气冲程。(2)除做功冲程外,其余三个冲程依靠飞轮惯性完成,做功冲程中飞轮的转速比其他三个冲程快。四缸发动机在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,各个汽缸的做功冲程错开,可以使发动机运转时更平稳。(3)尽量使燃料充分燃烧,尽量减小机械摩擦可以提高热机效率。用热值大的燃料或多添加一些燃料无法提高热机效率。故选CD。
(2)快 四
(3)CD
【解析】(1)四冲程内燃机的四个冲程除做功冲程外,其他三个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程和排气冲程。(2)除做功冲程外,其余三个冲程依靠飞轮惯性完成,做功冲程中飞轮的转速比其他三个冲程快。四缸发动机在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,各个汽缸的做功冲程错开,可以使发动机运转时更平稳。(3)尽量使燃料充分燃烧,尽量减小机械摩擦可以提高热机效率。用热值大的燃料或多添加一些燃料无法提高热机效率。故选CD。
登录