热机的效率知识点题库

2015年，南通建造的世界首座海洋生活平台“希望7号”出海试航．若试航中平台的排水量为2.5×10⁴t，以5m/s的速度匀速直线航行5km，所受阻力是平台重的0.016倍．取g=10N/kg，q_燃油=4×10⁷J/kg．求：

（1）平台受到的浮力
（2）平台所受牵引力的功率
（3）若平台燃油机动力系统效率为40%，该试航过程至少需要燃烧的燃油质量

提高能量的利用效率，除了不随便浪费能源外，主要还需改进应用能源的技术常采用的措施有（不止一个选项正确）（　　）

A . 让燃料充分燃烧 B . 采用保温隔热措施，减少热量的散失 C . 充分利用余热和减少有害摩擦 D . 增加能量的转化环节

下列说法正确的是（）

A . 内燃机是利用电能做功的机械 B . 内燃机在做功冲程把内能转化为机械能 C . 内燃机在压缩冲程把内能转化为机械能 D . 随着技术的进步，内燃机的效率能达到100%

随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家．一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW．若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q=4.6×10⁷J/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中：

（1）运动的时间；
（2）发动机所做的功；
（3）消耗汽油的质量．

最近，一项“中国原创”重大发明成为世界关注的焦点！它被称为“空中奔跑的巴士”（又称巴铁），预计今年7月进行测试，其模型如图所示，巴铁依次靠电力驱动在钢轨上行驶，相当于40辆柴油公交车的运量，若1辆柴油公交车日常行驶时发动机的平均输出功率为60kW，发动机的效率为30%，每消耗1kg柴油排放二氧化碳约为3kg，柴油的热值近似取q=4.0×10⁷J/kg．、

（1）若巴铁在100s内沿直线行驶了1500m，求这段时间内巴铁的平均速度；
（2）按柴油公交车每日行驶10h计算，镇江若引进1辆巴铁取代40辆柴油公交车，则每日可减少二氧化碳排放量多少千克？
（3）巴铁车内电器每天需消耗60kW•h的电能，若这些电能全部由车顶上的太阳能电池板来提供，已知该太阳能电池板1m²面积上接收到的太阳平均辐射功率为1kW，光电转化效率为20%，每天日照时间按6h计算，求需太阳能电池板的最小面积．

要提高热机的效率，应采取（　　）

A . 多燃烧燃料 B . 用热值大的燃料 C . 提高热机的功率 D . 减少各种能量损失，保证良好润滑

2005年12月起，我市开始推广使用乙醇汽油。乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源。乙醇汽油能有效改善油品的性能和质量。它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量。乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石油资源短缺而造成的经济压力，乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点。

溱湖风景秀丽，水面开阔，乘坐快艇是许多游客积极参与体验的水上娱乐项目。为了保护环境，溱湖风景区管委会改用乙醇汽油作为快艇的燃料。

（1）快艇在水中匀速航行时所受的阻力ｆ＝1400N，则该快艇以72km/h的速度匀速行驶，该快艇的功率为多大？
（2）若它在水中匀速航行时所受的阻力不变，已知快艇使用的乙醇汽油热值约为4.6×10⁷J/kg，若发动机的效率为25%，行驶46kｍ，快艇克服水的阻力做功多少？耗油多少kg ？

为响应国家“低碳环保，节能减排”的号召，我市新上线一批以天然气为燃料的新型公交汽车，其参数如图所示某次行驶过程中，汽车搭载人员及物品共3000kg所受阻力为总重力的0.01倍。在40s时间内匀速直线行驶400m，共消耗天然气0.025kg（天然气完全燃烧，其热值为6.4×10⁷J/kg，g=10N/kg）。针对此次行驶过程，求：

（1）汽车对地面的压强
（2）汽车的功率
（3）汽车发动机的效率

小亮家有一个容积为 $\text{[math]}$ 的水壶，水壶里装有初温为 $\text{[math]}$ 的水，在 $\text{[math]}$ 标准大气压下小亮用天然气炉具对水进行加热，[已知天然气的热值 $\text{[math]}$ ，水的密度为 $\text{[math]}$ ，水的比热容 $\text{[math]}$ ]求：

（1）烧开 $\text{[math]}$ 水，水需要吸收多少热量？
（2）若天然气炉具的效率是 $\text{[math]}$ ，则烧开 $\text{[math]}$ 水需要完全燃烧多少 $\text{[math]}$ 的天然气？

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．

随着生活水平的提高，汽车已经进入百姓家庭，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展．汽车应用了许多物理知识，请你解答：

（1）汽油机是汽车的“心脏”，四冲程汽油机的冲程将机械能转化为内能；
（2）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率将（升高/不变/降低）；
（3）汽车发动机在工作时：发动机的温度会升得很高，通常在发动机外装有水套，汽车发动机用水作为冷却剂的主要原因是；
（4）汽车在爬坡时，驾驶员的操作总是加大油门同时将变速器换为低档．加大油门是使发动机发挥最大的功率，换为低档是为了减慢车速．那么，在爬坡时减慢车速的目的是；
（5）某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机对外做功次．

如图所示为某一款型家庭轿车，质量为1.5t，当车以72km/h的速度匀速直线行驶了0.5h时，消耗汽油3kg，期间受到的阻力为车重的0.08倍。已知汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，在此过程中，求：

（1）完全燃烧3kg汽油放出的热量为多少?
（2）该汽车牵引力做的功是多少?
（3）该汽车发动机的效率是多少?(保留整数)

汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．下表中列出该轿车的一些性能参数。

单车质量/kg	1600	发动机排量/L	2.0
燃料	92#汽油	水箱容量/L	5.0

（1）当该轿车汽油机的转速为3600r/min时，则在1min内汽油机对外做功的次数是次，压缩冲程中将能转化为能。
（2） “轿车不但要吃油，有时也要喝水”，用水冷却发动机是因为水的大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会（填“增加”或“减少”），这是通过方式来改变内能的．
（3）轿车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是_____。

A . 安全 B . 省油 C . 减小摩擦 D . 增大爬坡的牵引力
（4）小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：

速度/(km·h^-1)

40

60

80

100

120

制动距离/m

8

18

50

72

根据表中数据所反映的内在规律，当轿车速度为80km/h时对应的制动距离是m．
（5）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。小林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，发动机转速为2000r/min，平均油耗为9L/100km，由图中数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，每小时对外所做的有用功为J，汽油机的效率是%。（保留一位小数）（已知汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，密度为0.8×10³kg/m³）

关于热机的效率，下列说法正确的是（）

A . 热机做的有用功越多，效率就一定越高 B . 热机的功率越大，效率一定越高 C . 热机消耗的燃料越多，效率就一定越低 D . 以上说法都不对

关于热机，下列说法中错误的是（）

A . 汽油机的效率高于蒸汽机的效率 B . 汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 C . 热机功率越大，它做功越快 D . 热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大

如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气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大。空燃比是指气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，气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2600次。

车型	某品牌小轿车
排气量	1.8L
最大功率	75kW
空燃比	14：1
汽油的热值	4.6×10⁷J/kg

（1）当该发动机以最大功率工作时，汽车1min内做的有用功是
（2）汽车完成一个工作循环时，气缸内空气和汽油的总质量是，汽油的质量是kg，燃料完全燃烧放出的热量是
（3）当汽车以最大功率工作时发动机的效率是

某家庭需要将50kg、初温为10℃的水加热到50℃作为生活用水，他们利用煤气灶烧水，需要燃烧0.8 m³的煤气。（ $\text{[math]}$ ，q_煤气=4.2×10⁷J/m³）

（1）这些水从10℃加热到50℃需要吸收的热量为多少？
（2） 0.8 m³的煤气完全燃烧放出的热量为多少？
（3）煤气灶烧水的效率为多少？

如图所示，是一款最新的无人驾驶汽车。该汽车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速直线行驶了8km时，消耗汽油1.5L。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%。（已知ρ_汽油=0.8×10³kg/m³ ， q_汽油=4.5×10⁷J/kg）

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求：

（1）该汽车在这段运动过程中，其发动机所做的有用功大小；
（2）在上述运动过程中，该无人驾驶汽车的输出功率大小（即该汽车有用功功率大小）。

水陆两栖飞机不但有其独特的水陆起降特性，还具备航程远、安全性高等特点，在运输、海洋环境监测、海上搜救中得到广泛应用题图甲所示是我国自主研发的某款水陆两栖飞机，其相关参数如下表所示，表中飞机发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，发动机的推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与发动机获得的机械能之比，(ρ_水=1.0×10³kg/m³ ， g=10N/kg)

飞机总质量m/t	轮胎与跑道总接触面积S/m²	最大巡航速度v(km/h)	发动机的热效率η₁	发动机的推进效率η₂
51	1.2	500	40%	50%

（1）如题图乙所示是飞机机翼的截面图，当飞机水平飞行时，机翼上方空气流速大，压强。
（2）飞机静止在水平跑道上时，对跑道的压强为N/m²。
（3）飞机漂浮在水面上时受到的浮力为N，水面下2m处飞机部位受到水的压强为Pa。
（4）飞机以最大巡航时速沿水平方向匀速航行1h，需要完全燃烧热值为4×10⁷J/kg的航空煤油4t，则飞机从发动机获得的机械能是J，飞机获得的推力为N。

某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上以 $\text{[math]}$ 的速度匀速行驶了 $\text{[math]}$ ，消耗汽油 $\text{[math]}$ 汽油的热值 $\text{[math]}$ 。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%。则（提示：牵引力做功用 $\text{[math]}$ 计算）

（1）汽车行驶了多少分钟；
（2）汽油完全燃烧放出的热量；
（3）以此速度行驶的过程中，受到的阻力是多大？

速度/(km·h^-1)	40	60	80	100	120
制动距离/m	8	18		50	72

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