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1、计算专练(热机)物理提升练习1某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均气压为9.0105Pa,飞轮转速为1800转/min,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),求:(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力;(2)一个做功冲程中,燃气对活塞做的功;(3)汽油机的功率。2晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”、“1.6”、“1.8”或“2.0”等字样,他上网查询得知这是汽车发动机“排气量”的数值。所谓排气量就是发动机汽缸的 工作容积,是指所有汽缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。一般情况下发动机的“排气量”越大,
2、功率越大。汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程,带动 曲轴转动 2周。现有一辆小轿车发动机排气量为V L,最大功率为P kW,当该发动机以 最大功率工作时间为tmin 时,曲轴的转速为n r/min。汽油机工作时的最佳空燃比(即 空气和燃油的质量比)为 k:1,若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为 kg/m3, 汽油的热值为q J/kg。请计算:这台发动机在最大功率时的热机效率。3一台单缸四冲程柴油机,飞轮转速为3600r/min,求: (1)该柴油机活塞1s对外做功几次? (2)已知这台柴油机将内能转换为机械能的效率为40%,想要获得8.4107J的机械能,需要消耗多少质量的柴油?(
3、柴油的热值为4.2107J/Kg)4汽油机的飞轮转速为3000r/min,这台汽油机在1s内对外做功多少次?做功冲程时活塞一次做功1500J,那么,这台汽油机的功率为多少?5小明用烟煤烧水时,将10kg水以20加热到100,燃烧了1.4kg的烟煤,水的比热容是4.2103J/(kg),烟煤的热值约为3107J/kg,求: (1)水吸收的热量是多少? (2)实际上烟煤未完全燃烧,若水吸收的热量是烟煤放出热量的8.4%,那么烟煤实际放出的热量是多少? (3)请同学们结合生活实际找出无烟煤烧水效率低的原因?(至少写出两点)6某汽车在平直路面上以 75km/h 的速度匀速行驶 1h 的过程中,消耗了
4、5kg 汽油,汽油燃烧释放能量的 40%随废气排出,其中一部分能量通过图示热电转换装置转化成电能储存在蓄电池中汽油热值近似取J/kg,设汽油在气缸内完全燃烧(1)图示时刻,四冲程汽油机处于_冲程;若该汽油机每分钟完成 7200 个冲程,则它每秒钟完成_个工作循环;(2)上述过程中汽油燃烧释放能量是_J,这些能量的 30%用来驱动汽车行驶,汽车所受的阻力_N;(3)研究表明新材料的出现可将热电转换装置的效率大幅提高到 15%,上述过程中随废气排放的热量通过转换装置后可获得电能_J,这些电能可供车内总功率为 1000W的用电器持续工作_s7国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸直径为65毫米,活塞冲程
5、长55毫米,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.58105帕,飞轮的转速是1500转/分(1)求这种汽油机满负荷工作时做功的功率(不计摩擦损失);(2)如果满负荷工作时每分钟消耗15克汽油,这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少?(汽油的燃烧值为4.6107焦/千克)8认识自然,亲近自然。初春学校组织学生到桂东北的猫儿山山脚下一农庄进行社会实践活动,小明携带一个质量为1kg的合金锅、一台如图甲所示的便携式丁烷气炉(内置一瓶新的燃气,参数如表格所示),爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为30%,丁烷气体的燃烧效率为90%,野炊地水的沸点为96,测出当地水的温度为26,水的比热
6、容为4.2103J/(kg),锅的比热容为0.8103J/(kg)品名便携式丁烷气炉质量1.88kg(不含气瓶)型号WZL.168A尺寸343284113mm用途野外用点火方式电子点火使用燃气液化丁烷气燃气消耗量150g/h(最大火力时)气瓶规格(尺寸/容量)品名总质量净质量主要成份热值神州354g250g丁烷9107J/kg(1)完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出多少焦耳的热量?(2)需多少焦耳的热量,才能使合金锅内2kg的水温度升高50?(3)如果燃气炉以最大火力工作,一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h,这样能够把质量为多少千克的水烧开?(最后结果保留1位小数)。9无烟煤的热值是3.4107
7、J/kg,完全燃烧20kg的无烟煤放出的热量是多少?这些热量的84%被水吸收,能把多少kg的20的水烧开(在标准大气压下)?(C水=4.2103J/(kg)))10如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把壶内20度,5kg水烧开需完全燃 烧一定质量的煤,此过程中,烧水效率为28%,为提高煤炉效率,创意小组设计 了双加热煤炉,如图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同,等量水的过程 中,还可额外把炉壁间10kg水从20度加热至40度,以上过程中:Q煤=3107J/kg,c水=4.2107J/(kg0C) (1)壶内20度,5kg水烧开需要吸收多少热量?(2)让上述水烧开,普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大?(3)双加热煤炉的烧水效率有多大?答案1 (1) 2700N;(2)135J;(3) 2025W2 100%。3 (1)30 (2)5kg4 3.75104W.5 (1)336106J;(2)4107J(3)煤不能完全燃烧;热量散失严重等6 压缩 30 2.510 8 1000 1.510 7 1.510 4 7 (1)2.2kW(2)19%8 (1)9106J;(2)4.2105J;(3)17.4kg 9 1700kg 10 1.68106J 0.2kg 42%