- 能量守恒定律、第一类永动机
- 共848题
目前,汽车已经进入百姓的日常生活,已知某型号的汽车在一段平直的高速公路上匀速行驶,匀速行驶0.5h,观察仪表盘,发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油5.6L,车速为50km/h,从汽车使用技术手册中,测试人员发现该车使用燃油的热值为4.0×107J/kg,汽车行驶时所受阻力f和车速V的关系如下图所示,假设燃油完全燃烧不计内燃机外机械传动过程中能量损失(燃油的密度是0.8×103kg/m3)试计算该汽车的(结果保留2位小数)
(1)汽车行驶路是多少?
(2)汽车行驶过程中牵引力的做功是多少?
(3)汽车发动机的效率是多少?
正确答案
解析
解:(1)汽车行驶路程:s=vt=50km/h×0.5h=25km;
(2)由图知,当v=50km/h时,汽车受到的阻力f=2000N,
因为汽车匀速行驶,所以有:F=f=2000N;
汽车行驶过程的牵引力做功为:W=Fs=2000N×25000m=5×107J;
(3)汽油的质量为:m=ρV=0.8×103kg/m3×5.6×10-3m3=4.48kg;
完全燃烧释放的热量为:Q放=qm=4.0×107J/kg×4.48kg=1.792×108J;
汽车发动机的效率为:η==
=27.9%.
答:(1)汽车行驶路程是25km;
(2)汽车行驶过程的牵引力做功是5×107J;
(3)汽车发动机的效率是27.9%
“和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域,经过与大气摩擦,空间站的绝大部分经过升温、熔化,最后汽化而销毁,剩下的残片坠人大海.此过程中,空间站原来的机械能E中,除一部分能量Q用于销毁和一部分能量被残片带走外,还有一部分能量通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量).已知质量为m的残片以声速v坠海,从开始坠落至入海时残片的温度升高了△T(每千克空间站材料温度升高1K平均所需能量为c).则通过其他方式散失的能量Eˊ=______.
正确答案
解析
解:根据题意,空间站的机械能E
在坠落过程中,用于销毁所需的能量为Q
用于残片升温所需的能量为Q残=cm△T
残片入海时的动能为E残=
以E‘表示其他方式散失的能量,则由能量守恒得E=Q汽+E残+Q残+E'
E′=E-Q-E残-Q残
各式整理
答案:
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性,故A错误;
B、热力学第二定律表面,能量虽然守恒,但可利用的品质降低了,故B错误;
C、永动机违背了热力学定律,故是无法制造成功的,故C错误;
D、能量守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一,也是自然界最普遍、最重要的基本规律之一,小到原子世界,大到宇宙天体,只要有能的变化,无论是什么变化,都遵循它,故D正确.
故选:D.
随着科学技术的不断进步,我们可以期待( )
正确答案
解析
解:A、绝对温度与分子热运动的平均动能成正比,故绝对零度不可能达到,故A错误;
B、根据热力学第二定律,在不引起其他变化的情况下,不可能实现热量从低温物体向高温物体的传递,故B错误;
C、根据焦耳定律,Q=I2rt,用新型的超导材料绕制电动机的线圈,而不用担心电动机因发热而烧毁,故C正确;
D、消除能量耗散现象是热力学第二定律的体现,不可能消除,故D错误;
故选C.
当你在单杆上做引体向上时,完成一次引体向上动作,估算你消耗的能量最接近的是( )
正确答案
解析
解:根据能量的转化与守恒,消耗的能量等于完成一次引体向上动作所做的功.般的人的算,质量约60kg,胳膊长约50cm,完成一次引体向上动作所做的功:
W=Fx=mg•x=60×10×0.5=300J.在四个选项中,B最为接近,其他的三个与该数据相差太大,故选项B为最佳答案,选项ACD 都不可选.
故选:B
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