- 热机
- 共127题
如图所示,用一绝热的活塞将一定质量的理想气体密封在绝热的气缸内(活塞与气缸壁之间无摩擦),现通过气缸内一电阻丝对气体加热,则下列图象中能正确反映气体的压强p、体积V和温度T之间关系的是( )
正确答案
解析
解:气缸内一电阻丝对气体加热,气体膨胀,活塞与气缸壁之间无摩擦,对活塞受力分析知,气缸中气体的压强不变,属于等压变化,且体积增大.A选项是等温变化,B选项是等压变化,C选项是等温变化,D选项是等容变化.故A、C、D错误,B正确.
故选B.
如图所示,一根竖直的弹簧支持着一倒立气缸的活塞,使气缸悬空而静止,气缸和活塞的总质量为M,气缸内封闭一定质量的理想气体.设活塞和缸壁间无摩擦且可以在缸内自由移动,缸壁导热性能良好,不漏气,外界大气的压强和温度不变.现在气缸顶上缓慢放上一个质量为m的物体.当系统平衡时,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:因气缸受重力、大气压力及内部气体压力而处于平衡,当顶部放上一质量为m的物体后,重新平衡时可知内部气体压强一定增大;则玻意耳定律可知,气体的体积一定减小,故外界对气体做功,故A错误;
因气体的温度不变,故气体的内能不变,故B错误;
由热力学第一定律可知,△U=W+Q,内能不变,外界对气体做功,故气体一定对外放热,故C正确;
因温度不变,故气体分子的平均动能不变,而气体的体积减小,故单位体积内的分子个数增多,故单位时间内气体分子对缸壁单位面积上的碰撞次数增多,压强变大,故D错误;
故选C.
如图所示,一导热气缸内壁光滑且开口向左,固定在水平地面上,用活塞封闭着一定质量的气体,活塞处于平衡状态.若在外界温度由28℃缓慢降低至18℃的过程中,大气压强保持不变,气体分子之间相互作用的势能可忽略,则( )
正确答案
解析
解:A、由题意知,气体温度减小,因忽略势能,故气体的内能减小,故A错误;
B、外界对气体做功,而气体的内能减小,由热力第一定律可知,气体一定向外放热,故B正确;
C、活塞始终处于平衡状态,故气缸内气体属于等压变化,故C错误;
D、由等压变化规律可知气体的体积一定减小,故外界大气应对气体做功,故D错误;
故选B.
内燃机用做汽车的发动机产生了汽车工业,汽车的广泛使用给社会带来了哪些影响?
正确答案
解:汽车是科学技术发展的产物,它的出现给社会带来的影响是多方面、多层次的,最直接的效应是人类社会出现了一个新的产业—汽车工业。直至今天,汽车工业仍然是各个国家工业中的重点项目之一。同时引起了陆路运输史上的一场革命,有力地推动了社会生产力的发展,改善了人们的生活,提高了人们的生活质量。间接地带动了建筑工程业等行业的发展,各种高速公路的建成,拉近了人们之间的距离,现在已成为人们的主要交通工具之一。但由于汽车数量的剧增,在使用过程中要消耗大量的化石能源,并排放出大量的有害废气,加快了能源危机的进程,对自然环境造成很大的破坏。
一台四缸四冲程的内燃机,活塞面积是300,冲程是300mm.在第三冲程,活塞所受平均压强是4.4×
,在这个冲程中,燃气所做的功是多大.如果飞轮转速是300r/min,这台内燃机燃气做功的功率是多大.
正确答案
(1)3.96×J (2)3.96×
W
由F=PS可得活塞所受平均压力为:
F=PS=4.4××300×
N=1.32×
N,
在第三冲程燃气所做的功为:
W=Fs=1.32××0.3J=3.96×
J,
这台内燃机做这些功所用的时间为:
t=×
=0.1s,
所以这台内燃机燃气的做功功率为:
P=W=3.96×
W.
热机是一种 的装置。热机做的功和它从高温热源吸收的热量的比值叫做 。
正确答案
将内能转化为机械能 热机的效率
略
(1)为什么第一次工业革命发生在英国?
(2)它使英国发生了哪些变化?
正确答案
解:(1)前提和条件:
①前提:17世纪的资产阶级革命确立了资产阶级和大土地所有者在英国的统治地位,为资本主义的进一步发展创造了前提.
②资金条件:英国殖民者积极发展海外贸易,进行殖民掠夺,积累了丰厚的资本.
③劳力条件:“圈地运动”盛行,剥夺直接生产者的生产资料导致劳动力过剩,于是提供了大生产所必需的大量劳动力.
④技术条件:工场手工业时期,积累了大量的生产技术知识,
⑤市场条件:工场手工业的生产不能满足不断扩大的市场的需要,这对工场手工业提出了技术改革的要求,是工业革命发生的必要性和直接原因,由于当时没有其他任何一个国家具备以上条件,所以第一次工业革命(18世纪中期)发生在英国.
(2)它使英国发生的主要变化是:
①工业革命极大地提高了生产力,巩固了资本主义英国的统治.工业革命使社会生产力有了飞速的发展,由于采用机器生产,工厂越来越多,壮大了资本主义经济,工厂制度建立之后,手工工场和手工作坊逐渐被挤垮.因此,资本主义生产制度最终取得了统治地位.
②两大对立阶级的形成.工业革命引起了英国社会结构的重大变革,使社会日益分裂为两大对立阶级--工业资产阶级和无产阶级.工业革命期间,英国工业资本家大量增加并逐渐形成了工业资产阶级,工业资产阶级逐渐成为资产阶级的主导部分;无产阶级也正式形成;反对资产阶级的工人运动逐渐兴起,
③先进生产技术的传播和东方从属于西方,工业革命最终确立资产阶级对世界的统治地位,英、法、美等资本主义国家为了推销商品,到全球各地抢占商品市场,强占原料产地,加紧对殖民地人民的疯狂掠夺,
④其他方面:英国工业革命促进了近代城市的兴起,促进了自由主义思潮的产生等.
汽车内燃机汽缸内汽油燃烧时,气体体积膨胀推动活塞对外做功。已知在某次对外做功的冲程中,汽油燃烧释放的化学能为1×l03J,因尾气排放、汽缸发热等对外散失的热量为8.0×l02J。该内燃机的效率为____。随着科技的进步, 可设法减少热量的损失,则内燃机的效率能不断提高,其效率____(填“有可 能”或“仍不可能”)达到100%。
正确答案
20%;仍不可能
有一台热机,从热源甲每小时吸热量为的热量,向热源乙放出
的热量,热机传动部分产生的热量为从甲热源吸收热量的10%,求:热机的输出功率和效率?
正确答案
,
根据热机的工作原理:吸热
放热
传动系统产生的热
输出的能量为
输出的功率为
效率为
蒸汽机在工作过程中,从能量的转化角度分析,主要是将____ 转化为____ 。
正确答案
内能;机械能
用活塞压缩汽缸里的空气,对空气做了900J的功,空气的内能增加了1000J,是气体从外界吸热还是向外界放热?传递的热量为多少?
正确答案
解析
解:由题,已知W=900J,△U=1000J,根据热力学第一定律△U=W+Q得
Q=△U-W=1000J-900J=100J>0
所以,气体从外界吸热
答:气体从外界吸热100J.
如图所示,绝热的容器内密闭一定质量的气体(不考虑分子间的作用力),用电阻丝缓慢对其加热时,绝热活塞无摩擦地上升,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:因活塞可无摩擦滑动,外界大气压强不变,故气体为等压变化;活塞上升的过程中气体体积增大,故温度一定升高;
A、因体积变大,故气体单位体积内的分子数减小时,故单位时间内气体分子对活塞的碰撞次数减小,故A正确;
B、因气体温度升高,而理想气体内能只取决于分子动能,故气体的内能一定增大,故BC均错;
D、因内能增大,由热力学第一定律可知,气体吸热一定大于对外做功,故D正确;
故选AD.
(选修模块3-3)
(1)如图所示,质量为m的活塞将一定质量的气体封闭在气缸内,活塞与气缸之间无摩擦,a态是气缸放在冰水混合物中气体达到的平衡状态,b态是气缸从容器中移出后,在室温(27℃)中达到的平衡状态,气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变.若忽略气体分子之间的势能,下列说法中正确的是
A.与b态相比,a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多
B.与a态相比,b态的气体分子在单位时间内对活塞的冲量较大
C.在相同时间内,a、b两态的气体分子对活塞的冲量相等
D.从a态到b态,气体的内能增加,外界对气体做功,气体向外界释放了热量
(2)一太阳能空气集热器,底面及侧面为隔热材料,顶面为透明玻璃板,集热器容积为V0,开始时内部封闭气体的压强为p0.经过太阳暴晒,气体温度由T0=300K升至T1=350K.
(1)求此时气体的压强.
(2)保持T1=350K不变,缓慢抽出部分气体,使气体压强再变回到p0.求集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值.判断在抽气过程中剩余气体是吸热还是放热,并简述原因.
正确答案
解析
解:(1)由于在a、b状态下封闭气体的压强P=P0+,其中S为活塞的横截面积,故在两种状态下封闭气体的压强相同,而温度越高,气体分子运动越激烈,即分子的平均动能越大,故单个分子对气壁碰撞时的作用力越大,由于压强相同,故温度低的单位时间内对单位面积的气壁的碰撞的分子数越多,故A、C正确,B错误.
从a态到b态气体的体积增大,故气体对外做功,即W<0,由于温度升高,气体的内能增大即△U>0,根据热力学第二定律△U=Q+W可得Q>0,即气体从外界吸收热量,故错误.
故选AC.
(2)(1)由于在温度升高的过程中封闭气体的体积保持不变,即封闭气体发生了等容变化,故根据,
可得当温度升高到T1=350K时封闭气体的压强为
(2)根据根据克拉珀龙方程,解得封闭气体的质量m=
,故有集热器内剩余气体的质量与原来总质量的比值
,
根据热力学第二定律W+Q=△U,可知由于气体的温度T保持不变,所以△U=0.因为体积膨胀,即封闭气体对外做功,所以W<0,所以Q>0,即剩余气体从外界吸热.
故本题的答案为:(1)AC;
(2)(1) (2)
,吸热.
如图所示,密闭气缸左侧导热,其余部分绝热性能良好,绝热轻活塞K把气缸分隔成体积相等的两部分,K与气缸壁的接触是光滑的,两部分中分别有相同质量、相同温度的同种气体a和b,气体分子之间相互作用力可忽略,当外界环境温度缓慢降低到某一值的过程中,以下说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、因左侧与外界温度相同,当温度降低时,假设体积不变,则a中的压强应减小,则活塞左移,故左侧气体的体积减小;故A正确;
B、活塞左移,故右侧气体体积增大,故b中气体对外做功,由热力学第一定律可知,气体内能减小,温度降低;故B正确;
C、因两部分气体压强最终相等,而左则气体体积大于右侧,两部分气体的质量相同,由理想气体的状态方程可知,b中气体的温度要大于a的温度,故b侧分子热运动要激烈,故C错误;
D、由C分析可知,a的温度要小于b的温度,故a减小的内能要大于b减小的内能,故D正确;
故选ABD.
如图所示的气缸,下部分的横截面积大于上部分的横截面积,大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连,两活塞可在气缸内一起上下移动.缸内封有一定质量的气体,活塞与缸壁无摩擦且不漏气,起初,在小活塞上的杯子里放有大量钢球,请问哪些情况下能使两活塞相对气缸向上移动( )
正确答案
解析
解:设缸内气体压强P,外界大气压为P0,大活塞面积S,小活塞面积s,活塞和钢球的总重力为G,以活塞和气体整体为研究对象,由物体平衡条件知:(P0-P)(S-s)=G…①
A、给气缸缓慢加热,气体温度升高,由盖吕萨克定律知气体体积要增大,从气缸结构上看活塞应向下移动,故A错.
B、取走几个钢球后,整体的重力小了,由①式知容器内气体压强必须增大,由玻意耳定律知气体体积要减小,所以气缸要向上移动,故B正确.
C、大气压变小时,由①式知道缸内气体压强要减小,由玻意耳定律知气体体积要增大,所以气缸要向下移动,故C错误.
D、让整个装置自由下落,缸内气体压强增大(原来小于大气压强),由玻意耳定律知气体体积要减小,
所以气缸向上移动,故D正确.
故选B、D
扫码查看完整答案与解析