如图所示,是最新一款无人驾驶汽车原型图。汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况。该款车以72 km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8 km时,消耗汽油1.5 L。假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为30%,那么,在这段运动过程中,求:
(1)该汽车发动机做的有用功是多少?
(2)该汽车的输出功率为多少?
(已知:汽油的密度为0.8×103 kg/m3,汽油的热值为4.5×107 J/kg)
某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率,他们用酒精灯给100g的水加热,经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精。已知:水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),酒精的热值为3×107J/kg。求:
(1)此过程中水吸收的热量;
(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量;
(3)酒精灯烧水时的热效率。
如图甲所示为四缸发动机工作原理图:内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上,并使各汽缸的做功冲程错开,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。
(1)有一台四缸发动机,其主要技术指标如下表所示:
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1 s内做功_________J,单缸排量V=________L;
②在每个做功冲程中,发动机做功W=_________J。
(2)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。(1 L=10-3 m3)
(3)如图乙所示为发动机在做功冲程中的示意图。下面给出了公式W=pV的证明,请将推导过程补充完整(要求各表达式均用S、l、p表示):
答:设活塞的面积为S,冲程长为l,燃气对活塞的压强为p,则燃气对活塞的压力F=pS,燃气对活塞所做的功W=_______,又根据数学知识可知发动机的单缸排量V=Sl,故W=________。
木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,对它们取不同质量进行完全燃烧得到了下表的数据。
(1)从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是_______的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越_______。
(2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料________和_________的比值是不变的,这个不变的比值,反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称之为_________,它是用来描述燃料完全燃烧时,释放热量能力大小的物理量。
(3)完全燃烧0.01 m3的天然气放出的热量是________J,如果这些热量完全用于加热水,可使______kg的水温度升高10 ℃;实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多,原因是用燃气灶烧水时,除了水吸收的热量外,一部分传给了盛水的容器,另外一部分传给了_________(答一个即可)。[q天然气=4.2×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(4)在烧水过程中,人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收,为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例,物理中引入________来描述,我们总是希望它的值越_______越好。
小明自己设计实验探究煤油和菜籽油的热值大小关系。实验时他组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见下表)。
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定______的位置,再调整固定_____的位置。(均选填“A”或“B”)
(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间、_______和________;
(3)分析表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是_______。
小华家在偏远的农村,还没用上天然气,使用的是瓶装液化气。如果每瓶中装入20 kg液化气,液化气的热值取4.2×107 J/kg,则每瓶液化气全部燃烧放出的热量是_______J,若放出的热量有50%被利用,在1标准大气压下可把_______kg的水从20 ℃加热至沸腾[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。一次烧水过程中,水烧开后,她看到锅盖向上跳动,其原因是水蒸气的________能转化为锅盖_________能。