内能的利用培优 -2024-2025学年人教版九年级物理上学期

内能的利用专题培优例1：关于燃料的热值，以下说法中正确的是()A燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小例2：某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2X103J/（kg.℃），天然气的热值为3.2X10

7J/m3求：

（1）天然气完全燃烧放出的热量。（2）水吸收的热量。（3）该热水器工作的效率。例3:用铁锤打击铁钉,设打击时有80%的动能转化为热,其中50%用来使铁钉的温度升高,求打击20次后,铁钉的温度升高多少？(已知铁锤每打一次时的动能是60J,铁钉的质量是40g,铁的比热容是0.5X103J/（kg.℃)例4：一台单缸四冲程柴油机,飞轮转速为3600转/分,该柴油机活塞1s对外做功次．若其效率为40%,消耗5kg的柴油转化成的机械能是J．(q

柴油=4.3X10

7J/kg)例5:小明的爸爸有一辆90马力（1马力=0．735kW）的汽车,用热值为4.6X10

7J/kg的汽油作燃料，发动机效率是20%，油箱里装有50kg汽油，使用这些汽油，汽车匀速行驶了95km路程.求汽车的行驶速度.例6:图为四缸发动机的工作原理图：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。排量2.0L输出功率120kW转速6000r/min（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将能转化为能。（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长），转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。①该发动机在1s内做功J，单缸排量V=L。②在每个做功冲程里，发动机做功W=J。（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p=Pa。专题训练：1、燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3天然气（假设天然气完全燃烧）．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为8.4×107J/m3

．求：（1）水吸收的热量；（2）天然气完全燃烧放出的热量；（3）燃气灶烧水时的效率．2、下表是某品牌小轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机汽缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大。空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比。汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J。当该发动机以最大功率工作时，汽缸内汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功3000次。请你计算发动机在最大功率工作时：（1）1min内做的有用功。（2）做功一次消耗汽油的质量。（3）发动机的效率。3、我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：速度v/（m/s）100200300400500阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg．求：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？

4、目前,“节能减排”已引起全球的关注.如何减少能耗,提高汽车发动机的效率,

越来越受到人们的重视,

(1)大多数家用汽车的发动机均为汽油机,它把汽油燃烧产生的内能部分转化

成机械能,再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶,请你将图中汽油机

工作时的能流图补充完整

(2)发动机的效率是汽车的经济性能指标之

（2）发动机的效率是汽车的经济性能指标之一。厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下;

=1\*GB3①测试数据;汽车在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶时,百公里耗

油量为V。(L),发动机输出功率为P0(kW);

=2\*GB3②使用燃料;93#汽油[热值为q(J/kg),密度为ρ0(kg/m3)]

请用以上参数推算出在测试条件下,该汽车发动机的效率。5、汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比列，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气体中空气质量与燃油质量之比）。空燃比是发动机运转时的一个重要参数，它对尾气排放、发动机的动力性和经济性都有很大的影响。根据发动机的类型等因素，每种发动机的空燃比一般不同。某气缸总排量为2.0L的4缸发动机所需的空燃比14:1，混合燃气的密度为1.35kg/m3，当发动机曲轴每分钟转速为2600转时，输出功率为65kW。此时该发动机的效率是多少？（汽油的热值为4.6×107J/kg）6、小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量。小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2.0L；从网上查找到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。（1）根据图示分析，在发动机转速为1000～5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致有怎样的定性关系？（2）试通过公式推导出在其他参数相同时，轿车发动机的输出功率与其排量的关系。（3）小亮又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100Km/h时，发动机转速为2000r/min,平均油耗为9L/100km.参考图象中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率约为多少？每个做功冲程汽缸内气体的平均压强约为多少？（已知汽油的热值4.6X107J/kg密度为0.71X103kg/m