图甲所示是小凯制作的一台简单的蒸汽涡轮机，其工作原理如下：用燃气炉加热茶壶中的水，使水沸腾产生大量的水蒸气，水蒸气从壶口喷出，使风车转动，从而达到提升物体的目的。小凯设想该装置的能量流向如图乙所示。该装置加热质量为0.5kg的水，从20℃升高到100℃，消耗天然气。已知燃气的热值，。求：

1. 图甲所示是小凯制作的一台简单的蒸汽涡轮机，其工作原理如下：用燃气炉加热茶壶中的水，使水沸腾产生大量的水蒸气，水蒸气从壶口喷出，使风车转动，从而达到提升物体的目的。小凯设想该装置的能量流向如图乙所示。

该装置加热质量为0.5kg的水，从20℃升高到100℃，消耗天然气 $\text{[math]}$ 。已知燃气的热值 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。求：

(1) 0.5kg的水吸收的热量；

(2) 加热水的过程中，燃气炉的加热效率；

(3) 若水吸收的热量全部用于提升物体，可以将重为100N的物体匀速提升多少m；

(4) 该装置的机械效率 $\text{[math]}$ （用图乙中的物理量符号表示）。

【考点】

比热容; 燃料的热值; 热机的效率;

【答案】

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综合题普通

1. 现在有越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是：在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温。 $\text{[math]}$

(1) 地暖利用水来作传热物质，是因为水的比热容较（选填“大”或“小”）；水温度降低时，水的比热容（选填“变大”“不变”或“变小”）。

(2) 若某同学家地暖系统的总水量为 $\text{[math]}$ ，将全部的水从5℃加热至45℃，水至少需要吸收多少热量？

(3) 若（2）中热量全部由燃烧天然气获得，天然气完全燃烧所放出的热量84%被水吸收，则需要完全燃烧多少 $\text{[math]}$ 天然气？

综合题普通

2. 随着人们生活水平的提高，汽车已经进入千家万户。它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展。请你解答：

(1) 当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率会（选填“升高”、“降低”成“不变”）；

(2) 汽车发动机的一个工作循环包括如图1所示的四个冲程。请按一个工作循环的过程。将四个冲程图重新排序：，图所示的冲程是给汽车提供动力的；

(3) 汽车刹车的过程中。机械能转化为能散失到空气中；

(4) 小明同学阅读了某型号汽车发动机的说明书后，将发动机的能量流向制成了如图所示的图表，请根据给出的信息计算：完全燃烧0.3kg的汽油能够获得J的能量，这些能量产生J的有用功；（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）

(5) 在（4）中汽油完全燃烧释放出的热量可以使100kg的水从30℃升高到℃。（c_水=4.2×10³J/（kg•℃）

综合题困难

3. 垃圾分类看似小事，实则是“大事”，它体现了一座城市的社会文明水平。襄阳市生活垃圾焚烧发电厂位于襄城区余家湖。日处理生活垃圾1600t，每年发电量可供6万户家庭的全年使用，生活垃圾的平均热值约 $\text{[math]}$ 。求：

(1) 垃圾燃烧产生的能量（选填“能”或“不能”）完全转化为电能；

(2) 1600t垃圾完全燃烧产生的热量相当于多少吨煤完全燃烧所产生的热量？ $\text{[math]}$

(3) 若1600t垃圾完全燃烧产生热量的70%被水吸收，则能使16000t初温为 $\text{[math]}$ 的水温度升高到多少摄氏度？[大气压为一个标准大气压， $\text{[math]}$ ]

综合题普通