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根据关系式解决热机相关问题 我们知道，热机在一个工作循环里，要经历四个冲程，曲轴和飞轮均转两圈，活塞往复运动两次，对外做功一次，火花塞点火一次（汽油机），喷油嘴喷油一次（柴油机），故可得到各物理量之间的关系式：做功次数=点火（喷油）次数=2飞轮转动圈数=2活塞往复次数=4冲程个数（相同时间内）。
先利用该关系式求解几例。
例1 如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于 冲程，该冲程将 转化为机械能。
若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功 次、飞轮转过 圈。
解析 汽油机的电火花打火，进气门、排气门关闭，活塞向下运动，应是做功冲程。
汽油机做功冲程是将内能转化为机械能。
该汽油机每秒完成40个冲程，由做功次数=2飞轮转动圈数=4冲程个数知，每秒它对外做功10次，飞轮转过20圈。
答案 做功 10 20例2 某单杠四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm 2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm ，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa ，飞轮1min 转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求：（1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；（2）汽油机的功率。
解析 （1） 做功冲程中燃气对活塞的平均压力：F =pS =9.0×105Pa×30×10-4m 2=2700N一个做功冲程中燃气对活塞做的功： W 0=Fs =2700N×50×10-3m =135J（2）飞轮1min 转动1800周表明该汽油机每秒钟内飞轮转30转，由做功次数= 2飞轮转动圈数知，每秒钟做功次数=230=15，故做功一次所用时间为151s 。
故汽油机的功率：P =00t W =s 151J 135=2025W 。
答案 （1）135J （2） 2025W反馈练习1．一台柴油机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内，柴油机完成个冲程，对外做功的次数是。
第十四章内能的利用热学的综合计算1.用两个相同的电加热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔1min记录一次数据，如下表所示，则该液体的比热容为( )加热时间/min012水的温度/℃202632液体的温度/℃203448A. 0.9×103J/(kg·℃) B．1.8×103J/(kg·℃)C．3.6×103J/(kg·℃) D．1.2×103J/(kg·℃)2. 有一些车辆，为防止发动机温度过高，常在散热器中装水进行冷却。
某发动机工作一段时间，使散热器中8kg的水的温度升高50℃。
若用某种相同质量的油来冷却，则这种油的温度会升高( )[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，c油＝2.0×103J/(kg·℃)]A. 105℃ B．110℃ C．115℃ D．120℃3. 某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200kg燃料油，并用这些燃料油加热体积为30m3的水用来供暖，可使水温升高60℃，根据以往经验可知供暖炉的加热效率为84%，则提炼出的燃料油的热值为( )A. 3×107 J/kgB. 3.5×107 J/kgC. 4×107 J/kgD. 4.5×107 J/kg4.质量为50kg的水温度从20℃升高到50℃吸收的热量是____J，这些热量如果完全由煤气燃烧来提供，至少需_____kg的煤气。
[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg]5. 小金分别用质量均为0.5kg的水和煤油进行探究“物质的放热能力与哪些因素有关”实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示。
实验过程中，控制水和煤油在相同时间内放出相等的热量，分析图象可以得出____(填“甲”或“乙”)物质为水，煤油在0～15min内放出的热量为_______________J，煤油的比热容为______________J/(kg·℃)。
第十四章专题训练热学综合计算1．小明家有一个容积为4L的水壶，水壶里装有初温为25o C的水，在1标准大气压下小明用天然气炉具对水进行加热，已知天然气的热值q=8.4×107J/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg·o C）。
求：（1）烧开4L水，水需要吸收热量多少？（2）若天然气炉具的效率是60%，则烧开4L水需要完全燃烧多少m3的天然气?2．下图是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机，铭牌部分信息如下表所示，其中活塞行程是指一个冲程活塞移动的距离。
该柴油机为单缸四冲程内燃机。
求：（1）正常工作1min，柴油机输出的有用功；（2）正常工作1min消耗柴油的质量（q柴油=4.0×107J/kg）；（3）做功冲程中燃气对活塞的平均压力。
型号HR05b活塞行程100mm转速2400r/min输出功率8kW效率40%3．某型号专用车在测试中，在一段平直的公路上匀速行驶6km用时5分钟，车受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10﹣3m3（假设燃油完全燃烧）。
若燃油的密度ρ=0.8×103kg/m3，热值q=4×107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的有用功功率？（2）这些燃油完全燃烧放出的热量？（3）则该专用车的热机效率是多少？4．某同学用酒精灯给100g温度为20℃水加热，经过一段时间测得水温升高到80℃，消耗了4.2g酒精；已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值是3×107J/kg。
求：（1）4.2g酒精完全燃烧放出的热量；（2）此过程中水吸收的热量；（3）酒精灯烧水时的热效率。
5．油电混合动力汽车是新型节能汽车。
这种汽车在内燃机启动时给车提供动力，同时也给动力蓄电池组充电。
已知某混合动力汽车所用蓄电池能够储存的最大电能是1.9×108J，若该车以90km/h的车速匀速直线行驶20min，此时所受阻力f大小为900N，蓄电池组的电能增加了最大电能的10%，内燃机共消耗燃油2kg。
第十四章专题训练热量相关综合计算1．小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。
小华用容量为5L的水壶装满水，水的初温是20℃，然后将水烧开。
烧水前天然气表的示数是2365.02m3，水刚烧开时天然气表的示数变为2365.12m3，天然气的热值为3.2×107J/ m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为标准大气压。
求：（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）；（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放；（3）天然气灶的效率η。
2．今年“五一”期间，爸爸开车带着鲁鲁去旅游，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.6×103kg，汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶230km，所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍，汽车发动机的效率为25%，g=10N/kg，汽油的热值是4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧）；（1）汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力是多少？（2）汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶的功率为多少？（3）汽车全程消耗汽油多少千克？3．深圳比亚迪汽车发布，其研发的骁云插混专用1.5L发动机的热效率高达43%，是全球热效率最高的量产汽油发动机。
公司旗下比亚迪宋PLUSDM﹣i车型搭载有此款发动机，此车型100km油耗为4.4L（质量为3kg），汽油热值q=4.6×107J/kg，求：（1）4.4L汽油完全燃烧，可释放多少热量Q。
（2）骁云1.5L发动机消耗4.4L汽油对外做的功W？（3）此车型匀速行驶100km所受的平均阻力f。
4．淬火是金属热处理工艺之一，把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却，以提高金属的硬度和强度。
现将一质量为1.5kg的金属块加热到420℃，然后放在室温为20℃的空气中自然冷却，求：（1）金属块在冷却过程中放出多少热量？（2）若把这些热量全部用于给35℃、1kg的水加热，在一标准大气压下水温升高多少摄氏度？[已知金属的比热容为0.49×103J/(kg·℃)，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]5．某品牌无人驾驶汽车在一段平直的公路上匀速行驶6.9km，用时345s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧，通过计算可知：（1）消耗的燃油完全燃烧放出的热量是多少J？（2）汽车牵引力做功的功率是多大？（3）汽车发动机的效率是多大？6．如图所示，A、B是两个底部装有完全相同的加热器的容器，加热器产生的热量90%可以被容器中的液体吸收，已知加热器每秒钟放出热量为1000J。
