物理上冊 知識點3 熱機練習(xí)一(含詳解)(新版)新人教版

1、熱機題一內(nèi)燃機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為 能的裝置，其中四沖程內(nèi)燃機實現(xiàn)此能量轉(zhuǎn)化的沖程是 沖程。題二內(nèi)燃機有四個工作沖程，如圖所示是內(nèi)燃機的_沖程，活塞下降時，燃氣內(nèi)能_(選填“減少”或“增加”)。題三填埋垃圾，并發(fā)酵產(chǎn)生氣體發(fā)電，可以減小了填埋氣體對周圍地區(qū)的 污染。該項目一年大約可以燃燒108kg填埋氣體，如果這些填埋氣體的熱值約為2107J/kg，那么這些氣體完全燃燒可以產(chǎn)生約 題四現(xiàn)代生活中最重要的交通運輸工具汽車，與我們的生活走得越來越近了。某單缸汽油發(fā)動機氣缸的活塞面積是120cm2，做功沖程中活塞移動的距離是30cm，氣體的平均壓強是5105Pa。汽油的熱值是4.6107J/kg，每次做功

2、耗油0.2g，氣體一次膨脹對活塞做的功是 J；若每次做功過程中汽油的90完全燃燒，每次汽油燃燒放出的熱量是 J；排氣過程中，廢氣溫度 ，內(nèi)能 。汽油機的效率很低，主要原因之一是 帶走了大量的能量。題五用煤氣灶把2kg，初溫為30的水燒到80，消耗了20g煤氣，已知水的比熱容是4.2103J/(kg)，煤氣的熱值為4.2107J/kg，則水吸收的熱量為J，煤氣完全燃燒放出的熱量為J，煤氣灶燒水的效率為%。題六新型電輔式太陽能熱水器，可以在天氣差、吸熱功率小的情況下，啟動電熱管對水加熱補償小明家購買了這樣一臺熱水器，下表是其銘牌上的一組主要技術(shù)參數(shù)(吸熱功率是反映在陽光照射下，集熱管每秒鐘吸收的太

3、陽輻射的能量)。冬季某天，該熱水器中裝滿了5的冷水，集熱管平均吸熱功率為l 250W，熱水器的平均效率為56，白天陽光照射8h，水吸收的熱量是_J，達到的溫度是_；夜晚，小明家人需要45以上的洗澡水，則電熱管至少正常工作_s。c水4.2103J(kg)題七如圖所示為瀘州市某風(fēng)景區(qū)山中的一段盤山公路照片。以汽油為燃料的觀光汽車沿該盤山公路(盤山公路近似處理為斜面)以36km/h的速度勻速行駛，經(jīng)過15min從山腳到達山頂；汽車上山時沿路面獲得的牽引力恒為9.2103N。已知汽油完全燃燒釋放的熱量轉(zhuǎn)化為汽車牽引力做功的效率為30%，汽油熱值q=4.6107J/kg，求：汽車上山時牽引力發(fā)揮的功率為

4、多大。汽車從山腳到山頂消耗了多少千克的汽油。題八焦炭的熱值為3.0107 J/kg，它的物理意義是 ，完全燃燒 kg的焦炭放出的熱量能把50kg水的溫度升高60。不計熱量損失，水的比熱容為4.2103 J/(kg)題九某家庭需要將50kg、20的水加熱到60作為生活用熱水，他們利用煤氣灶燒水，需燃燒0.8 kg煤氣已知煤氣的熱值q4.210J/kg，水的比熱容c4.210J/(kg).求：50kg、20的水加熱到60需吸收的熱量；完全燃燒0.8kg煤氣放出的熱量；煤氣灶燒水的效率。課后練習(xí)詳解題一答案：機械；做功詳解：內(nèi)燃機是利用燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機，它在工作過程中將燃料燃

5、燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；它的一個工作循環(huán)包括四個沖程，該能量轉(zhuǎn)化是在做功沖程實現(xiàn)的。題二答案：做功；減少詳解：由題圖可知，活塞向下運動，兩個氣門關(guān)閉，這是做功沖程的特點；在此沖程中，燃氣膨脹推動活塞向下運動，對活塞做功，內(nèi)能減少，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。題三答案：大氣(或空氣)；21015詳解：利用填埋氣體發(fā)電，可減少對周圍地區(qū)大氣的污染；根據(jù)燃料燃燒放出熱量的計算公式可得：Q=qm=2107J/kg108kg=21015J題四答案：1800；8.28l03；降低；減少 廢氣詳解：(1)氣體對活塞的平均壓力是F=pS=5105Pa0.012m2=6103N，氣體一次膨脹對活塞做功是W=Fs=610

6、3N0.3m=1800J；每次汽油燃燒放出的熱量是Q=mq90%=4.6107J/kg0.2103kg90%=8.28103J；在排氣過程中，廢氣要向外界放出熱量，所以其溫度降低，內(nèi)能減少；(2)汽油機效率較低的主要原因是排出的廢氣要帶有大量的熱量題五答案：4.2105；8.4105；50詳解：本題綜合考查物體吸熱升溫、燃料燃燒放熱和熱效率的計算。水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)= 4.2103J/(kg)2kg(80-30)=4.2105J；煤氣完全燃燒放出的熱量Q放=mq=0.02kg4.2107J/kg= 8.4105J；煤氣灶燒水的效率=Q吸/Q放100%=4.2105J/8.410

7、5J100%=50%。題六答案：2.016107；35；3360詳解：根據(jù)題意水吸收的熱量為Q吸Pt=1250W3600s8562.016107 J，由吸熱公式Q吸cm(t-t0)，可得t35；小明家需要45以上的水，則水還需要升高的溫度是10，同樣可由公式Q吸cm(t-t0)求出需要的熱量，此熱量是由電熱管提供的，即WQ吸，從而由公式WPt求出電熱管至少要正常工作的時間t3360s。題七答案：9.2104W 6kg詳解：解法一：由v=得：s=vt=10m/s900s=9103W=Fs=9.2103N9103m8.2810牽引力的功率：P=9.2104W由得汽油完全燃燒釋放的熱量：Q=2.76

8、108J再由Qqm得：m=6kg解法二：由題意得: P=Fv=9.2103N10m/s=9.2104WW=Pt=9.2104W900s=8.28107J由得汽油完全燃燒釋放的熱量：Q=2.76108J再由Qqm得：m=6kg題八答案：1kg的焦炭完全燃燒放出的熱量為3.0107 J；0.42詳解：本題考查與熱值、比熱容有關(guān)的熱量計算。焦炭的熱值為3.0107 J/kg，它表示1kg的焦炭完全燃燒放出的熱量為3.0107J；50kg水溫度升高60需吸收的熱量為：Q=cmt=50kg4.2103J/(kg)60=1.26107J，需燃燒焦炭的質(zhì)量為：m=0.42kg。題九答案：8.4106 J；3

9、.36107J；25%詳解：此題考查對物體吸熱的計算，根據(jù)吸熱：Q吸 =cm(t-t0)= cmt 可以計算出水吸收的熱量： Q吸 =cm(t-t0)= 4.210J/(kg)50kg(60-20)=8.4106此題考查燃料燃燒放熱的計算，根據(jù)Q=qm可以計算出完全燃燒煤氣放出的熱量：Q放=qm=0.8kg4.210J/kg=3.36107J；煤氣灶燒水的效率需要計算出水吸收的熱量和煤氣燃燒放出的總熱量的比值：Q吸/Q放=8.4106 J/3.36107J=25%XD-WSS-1型水介式超聲波水（液）位計數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸一體化1.簡介XD-WSS-1型水介式超聲波水（液）位計產(chǎn)品水文儀器許可

10、證號：XK07-002-00018,為水利部重點科技推廣項目。產(chǎn)品由現(xiàn)代超聲波技術(shù)、微電子技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)組合而成，是以水為介質(zhì)的沉底隱裝型自動水位計量采集和GPRS無線傳輸一體化產(chǎn)品，適用于水庫、灌區(qū)領(lǐng)域的水位采集，大壩滲漏監(jiān)測等，是灌區(qū)信息化的實用型選擇。2.主要配置a. 水位計室內(nèi)機/水位計外用機（根據(jù)客戶要求選用其一）b換能器及纜線 圖2-1 水位計及換能器（左為室內(nèi)機，右為外用機）3.主要特點水位數(shù)據(jù)采集、RTU功能和GPRS無線傳輸模塊一體化；安裝簡便，廉價PVC管替代建造測井的土建工程及費用;野外無人值守，可定時自動采集和招測；測量探頭可沉底隱匿式安裝，降低盜損幾率；水位測量精

11、度高，有cm級和mm級二種精度可供選擇；技術(shù)功能集成度高、儀器體積小(18cm16cm10cm)；閑灌季節(jié)可方便收庫存放，來年再放置應(yīng)用。4.主要性能指標(biāo)工作量程 0.1m30m （按規(guī)格不同）測量誤差 1cm、 2mm（按精度要求）工作頻率 200800kHz（按規(guī)格不同）測量盲區(qū) 10cm25cm（按頻率和量程不同）數(shù)據(jù)處理及傳輸方式 RS232/485串口 GPRS無線數(shù)傳供電電源 DC12V 5.儀器系統(tǒng)工作流程 5.1 儀器應(yīng)用連接示意框圖5.2儀器工作方式超聲波水位計機內(nèi)嵌數(shù)據(jù)處理及DTU通訊模塊,可由信息中心通過無線公共網(wǎng)絡(luò)（GSM/GPRS）向儀器發(fā)送測量工作指令, 同時，儀器

12、將測量的水位數(shù)據(jù)通過無線公共網(wǎng)絡(luò)發(fā)到中心主站服務(wù)器中。超聲波水位計也可由計算機近距離直接控制定時段自動測量，并將測量數(shù)據(jù)存貯以備調(diào)用。5.3儀器具體連線與功能應(yīng)用5.3.1按照儀器室內(nèi)機背板(圖5-2)上的標(biāo)識連線將外用機航插與換能器插座連接; 將電源DC12V按標(biāo)識接入插座; 將RS232串口與計算機連接。 圖5-2 儀器背板5.3.2 RS232串口針腳連線定義:2腳用于數(shù)據(jù)傳輸；3腳用于計算機向水位計發(fā)送測量工作指令；5腳為接地。5.3.3水位計數(shù)據(jù)通訊格式數(shù)據(jù)通訊格式： $個十百千萬波特率: 9600bps5.3.4電腦顯示程序安裝應(yīng)用：電腦顯示應(yīng)用軟件由公司用電子郵件的方式傳遞給客戶

13、，客戶可下一載到計算機硬盤。用鼠標(biāo)直接雙擊安裝程序，不用修改任何設(shè)置參數(shù)，直接點下一步，直至程序安裝完成。程序自動安裝在C盤的Program Files目錄下。雙擊打開軟件（見圖5-3），每次運行軟件，需要進行“串口設(shè)置”，才能通過串口接收水位數(shù)據(jù)。串口設(shè)置時，只需在“串口選擇”的選擇框內(nèi)選擇水位計連接的通訊串口編號，其它設(shè)置默認(rèn)即可（見圖5-4）。圖5-3圖5-45.3.5啟動工作與調(diào)整 在儀器與相關(guān)設(shè)備連接完成后，啟動面板上的開關(guān)，儀器即處于待機狀態(tài)，內(nèi)嵌的通訊模塊接收由信息中心定時發(fā)出或人工發(fā)出的招測工作指令，儀器由待機狀態(tài)轉(zhuǎn)換為工作狀態(tài)，將測量的水位數(shù)據(jù)發(fā)送至信息中心。6.換能器水下固

14、定安裝本水位儀是以水作為測量傳播媒介，其換能器隱匿安裝于水底，其聲脈沖向上發(fā)射至水面返回由換能器接收而進行水位測量。根據(jù)應(yīng)用現(xiàn)場的不同，有以下幾種安裝方式。6.1梯形斷面水位測量點安裝方式：（見圖6-1、 6-2、6-3、6-4、6-5）根據(jù)現(xiàn)場實際情況，在緊挨渠道的堤坡上垂直埋下一套PVC管結(jié)構(gòu)，達到水文測量的靜水井功效以取代土建工程井。具體操作是：1、將配件中的75*50的PVC三通管及其它PVC附件取出，根據(jù)需要在當(dāng)?shù)刭徶靡欢ㄩL度的75和50的PVC管。2、根據(jù)渠堤面到渠底的垂直高度，合適裁取一定長度的75PVC管和一定長度的50PVC連通管，一并與三通相連接并垂直埋入渠堤斷面中。75P

15、VC管底部盡可能與渠底水平并要求較高的垂直度（聲脈沖直線反射運行的需要）；過濾網(wǎng)與50PVC連通管頂端相配接。3、將相應(yīng)長度的50的PVC管與裝配有換能器的50的PVC短接連接，電纜線順管用尼龍扎帶扎牢，垂直放置于75的PVC靜水管中；另在75的PVC靜水管上端鋸開一個小口便于電纜線橫向隱匿掩埋至電線桿旁通向儀器箱內(nèi)。4、用蓋板將75的PVC靜水管蓋住，加土或草皮掩埋即可；一旦灌期結(jié)束可將其取出帶回入庫存放，下一年度再放置應(yīng)用。圖6-1 梯形斷面安裝示意圖6-2 PVC套筒安裝細節(jié)示意圖6-3 PVC套筒實物拼裝示意圖（1）6-4 PVC套筒實物拼裝示意圖（2）6-5 PVC套筒實物拼裝示意圖

16、（3）6.2閘、渠垂直建設(shè)物水位測量點安裝方式閘壁、渠壁等設(shè)安裝點, 可將換能器固定在50mm70mm的PVC靜水管底部，并直接將PVC管垂直固定在建設(shè)物壁面上即可（安裝方式一），也可將換能器配裝在L型彎角件上，長邊部分直接固定在建筑揚垂直面上（安裝方式二）。圖6-3 垂直渠壁安裝示意6.3水庫、湖泊、干渠的水位測量點安裝方式：將換能器直接安裝在水尺樁上（方式一），或在低水位處垂直埋設(shè)專制的固定插件，將配裝有換能器的L型彎角件與其固定（安裝方式二），電纜線沿堤坡掩埋，儀器置于機房內(nèi)或選用外用機型予以掩埋在堤坡處。（見圖6-4） 圖6-4 換能器、外用機安裝示意6.4安裝應(yīng)注意的問題1、安裝換能

17、器時，其表平面必須盡量調(diào)整到水平向上，便于聲波的垂直發(fā)射和接收；2、安裝換能器時盡量滿足能測量最低水位，同時顧及到超聲波有一定的測量盲區(qū)(從聲換能器表面向上一段距離無法測量)的原理特性，量程在10m以內(nèi)的儀器盲區(qū)約為203、安裝換能器時注意不能靠近水底淤泥，以免被淤埋影響正常使用。4、外用機是全密封防水的，掩埋時注意用重物壓住填實，以免漲水時漂浮到水面，造成盜損。6.5儀器測量調(diào)整與渠底0位值設(shè)定根據(jù)水利渠系流量、水位計量要求，一般以渠底設(shè)定為0水位，本儀器內(nèi)裝置有用于0水位調(diào)整設(shè)定功能的撥碼條。儀器和換能器安裝完成后，在有一定水位高程的情況下開機計量調(diào)試，此時顯示出的計量數(shù)據(jù)為換能器表面到水

18、平面的距離；此數(shù)據(jù)與從渠底到水面的實際水位高度有一定的差值，這就需要用拔碼裝置將儀器測量并顯示的數(shù)據(jù)與實際水位數(shù)據(jù)調(diào)整一致。撥碼塊裝置在儀器的下層電路板上，打開儀器盒，旋掉上層線路板螺釘，水平拔起上層線路板，即可在下層電路板進行撥碼設(shè)定操作。圖6-5撥碼塊示意圖6.5.1撥碼數(shù)值計算 實際水位高度水位計當(dāng)前顯示距離差值（撥碼數(shù)值）根據(jù)計算出的撥碼數(shù)值，運用二進制或十進制的加法，將相對應(yīng)的數(shù)字鍵撥至ON位，都可以達到準(zhǔn)確顯示出實際水位的目的。例：假設(shè)當(dāng)水位計安裝好后測量顯示的水位值為225cm，而當(dāng)時水位的實際高度為317cm時，317-225=92，即二個數(shù)的差值為92cm。例圖6-66.5.2運用機算機中windows附件的“計算器”，將上述計算十進制“差值”轉(zhuǎn)換成二進位數(shù)表示值。打開計算器，點擊“查看”工具條，選擇“科學(xué)型”，在計算器中輸入十進制差值數(shù)“92”，點擊“二進制”， 計算器數(shù)值結(jié)果顯示窗出現(xiàn)二進制轉(zhuǎn)換表示值”1011100”。即：根據(jù)二進制數(shù)值，從低位到高位把1對應(yīng)的撥碼鍵撥到ON位，0對應(yīng)的撥碼鍵保持原位不變，例：二進制數(shù)1011