以下是一些關(guān)于熱機(jī)效率實(shí)驗(yàn)題的答案:
1. 某單缸四沖程汽油機(jī)的氣缸活塞面積為30cm^{2},一個(gè)沖程活塞在氣缸中移動(dòng)的距離是50mm,滿負(fù)荷工作時(shí),做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為6.5 × 10^{5}Pa,飛輪lmin轉(zhuǎn)動(dòng)1800周,當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)(不計(jì)摩擦),求:
(1)做功沖程中燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫Γ?span style="display:none">ONd物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
(2)該汽油機(jī)的效率。
【分析】
(1)知道燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫突钊氖芰γ娣e,利用壓強(qiáng)公式求出平均壓強(qiáng);
(2)知道飛輪的轉(zhuǎn)速,即1min轉(zhuǎn)動(dòng)$1800$周,即可以完成$30$個(gè)工作循環(huán),從而求出每個(gè)做功沖程所做的功;又知道完全燃燒$1kg$汽油放出的熱量(即效率),利用效率公式求出汽油機(jī)的效率。
【解答】
(1)燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫Γ?F = pS = 6.5 \times 10^{5}Pa \times 30 \times 10^{- 4}m^{2} = 1950N$;
(2)汽油機(jī)飛輪每轉(zhuǎn)兩圈完成四個(gè)沖程,故飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)$1800$周,即完成$900$個(gè)工作循環(huán);一個(gè)工作循環(huán)做功一次,所以汽油機(jī)每秒可以做功$\frac{900}{2} = 450$次;每次做功$W = \frac{Fs}{2} = \frac{1950N \times 5 \times 10^{- 3}m}{2} = 4.875 \times 10^{3}J$;汽油機(jī)每秒所做的總功為:$W_{總} = 450 \times 4.875 \times 10^{3}J = 2.2125 \times 10^{6}J$;汽油機(jī)的效率為:$\eta = \frac{W_{總}}{Q_{放}} \times 100\% = \frac{2.2125 \times 10^{6}J}{4.35 \times 10^{7}J} \times 100\% = 5\% $。
答:(1)做功沖程中燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫?1950N$;(2)該汽油機(jī)的效率為$5\%$。
2. (多選)用同一熱源給一定質(zhì)量的水加熱,使水的溫度升高到沸騰,停止加熱后水的溫度仍略高于環(huán)境溫度。關(guān)于該過程下列說法正確的是( )
A. 水吸收了熱量 B. 水內(nèi)能增加量等于其對外界所做的功 C. 水吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能 D. 水吸收的熱量小于其增加的內(nèi)能
【分析】
水吸收熱量,內(nèi)能增加,溫度升高;水吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能時(shí),水沸騰時(shí)溫度不變。
【解答】
A.水吸收了熱量,故A正確;
BCD.水吸收的熱量大于其增加的內(nèi)能時(shí),水沸騰時(shí)溫度不變,故BCD錯(cuò)誤。
故選A。
以上題目中都涉及到熱量、內(nèi)能、溫度等熱學(xué)現(xiàn)象,解答的關(guān)鍵是理解這些概念。
實(shí)驗(yàn)題:
1. 在熱機(jī)模型中加入一定量的熱水,打開熱機(jī)開關(guān),熱機(jī)開始工作。
2. 用溫度計(jì)分別測量熱機(jī)入口和出口處的溫度,記錄數(shù)據(jù)。
3. 將若干個(gè)水瓶放入冷水中,測量初始溫度。
4. 將熱水瓶放入熱機(jī)出口處,測量其溫度變化。
5. 重復(fù)步驟1至4多次,以獲取更多的數(shù)據(jù)。
6. 分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算熱機(jī)的效率。
(1)為什么要測量熱機(jī)入口和出口處的溫度?
(2)為什么要將熱水瓶放入熱機(jī)出口處?
(3)如何計(jì)算熱機(jī)的效率?
答案:
(1)為了比較熱機(jī)在不同狀態(tài)下的效率變化。
(2)為了確保熱水能夠通過熱機(jī)并被冷卻,需要將熱水瓶放入熱機(jī)出口處。