第十二章机械能和内能
12.3 机械能和内能的相互转化
一、填空题:
1 •如图1所示，将铁丝快速地反复弯折几次，然后用手指在弯折处触摸一下，有
的感觉，这是由于物体的内能__________ 的缘故。

2•如图2所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，将电子式火花发生器的放电针管紧紧地
塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的
按钮。

这时我们可以看到：盒盖____________ ，同时听到“呼”的一声响。

在此过程中，酒精
燃烧后产生的燃气对_______________ 做功，燃气的 __________ 能减少，转化为 ____________ 的台
匕冃匕。

3 •热机是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的______________ 能转化为 __________ 能的装置。

4 .汽油机完成一个工作循环:
冲程是燃气对外做功的过程；
(2 )曲轴旋转 ________ 周，活塞往复___________ 次；
(3)压缩冲程中 ___________ 能转化为____________ 能；做功冲程中 __________ 能
转化为__________ 能。

5•如图3所示为热机工作时的某种程示意图，该冲程是
______________ 冲程。

图3
6. ___________________________ 1kg某种燃料所放出的热量叫做这种燃料的热值。

已知木炭的热值为 _ 3.4X 107j/kg,
其物理意义是_________________________________________ 。

7.0.3kg的酒精完全燃烧放出了 _________________ 9.0 x 106J的热量，则酒精的热值为; 5kg酒精的热值又是
多少呢？答：________________ 。

&热机的热效率较低，一方面是由于燃料的不完全燃烧而损失了部分能量，另一方面能量损失较大
的是____________ 冲程所释放的_______________ 带走了大量的热，以及在______________ 冲程中消耗部分能量
(1)活塞经历四个冲程：分别为____________ 和排气冲程，其中,
9•如图4所示，属于热传递方式改变物体内能的是
(
U两手相搓
变暖和
D.向F压活塞使
气体軽度升高
图1
图2
A.锯木头时
锯子发热
阳光照射使
水温升高
)
以克服__________ 做功。

二、选择题
10．质量为5kg 的柴油，用去1/5 后，则剩下的柴油（）。

A.比热容变为原来的4/5，热值不变
B.比热容不变，热值变为原来的4/5
C.比热容和热值均变为原来的4/5
D.比热容和热值都不变
11.下列现象中，属于内能转化为机械能的是（）。

A .用打气筒打气，气筒壁发热
B .锯木头时，锯条发热
C •用电熨斗烫衣服，电熨斗发热
D .被点燃的冲天炮腾空而起
12.下述事例中，对物体做功使物体的内能增大的是（）。

A .钻木取火
B .用太阳能热水器加热水
C.利用热水袋取暖 D .内燃机做功冲程中，燃气做功
13.一台汽油机的转速为2400R/min，则在1s内柴油机对外做功的次数是（）。

A. 2400 次
B. 1200 次
C. 40 次
D. 20 次
14.热机甲的效率比热机乙的效率大，这句话的意思是（）。

A .甲的功率比乙的功率大
B •甲在单位时间内烧的燃料比乙少
C •甲比乙能做更多的功
D .甲对燃料燃烧释放的内能的利用率比乙高
15.两种燃料的热值之比为2：1，质量之比为 1 ：4，则这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为：
（）。

A. 1 ：2
B. 2 ：1
C. 8 ：1
D. 4 ：1
三、实验设计题：
16.为了探究“燃料燃烧时放出的热量的多少是否与燃料的种类有关”，小华同学设计了一个探究的
方案：用天平分别测量出10g 酒精和煤油，分别放入两个燃烧皿中，并点燃它们，给分别装有200g 初温相同的水的两个相同的烧杯进行加热，……
（1）为了顺利完成实验探究，请你帮她完成余下的设计。

2）请你为该实验设计一张相应的实验表格。

3）请说出本实验中采用的一种重要的实验方法是什么。

四、计算题：
17•小华学习了热学知识后，知道水的比热容为 4.2 X 103j/〔kg「C〕，她想估算一下她家每天烧水．做饭需要的热量。

于是小华仔细记录了每天烧水．做饭．炒菜需要的时间，并把它折算成烧水
的时间，相当于每天将30kg • 20 C的水烧开。

(在标准大气压下)
(1)小华家每天烧水．做饭．炒菜需要多少热量？
(2)如果每燃烧1kg的普通煤可以放出3 X 107j的热量，那么小华家每天烧水•做饭•炒菜至少需要多少kg 的煤？
3)试评析使用家用煤炉烧水的主要缺点有哪些？
1 8．太阳能是一种廉价的清洁能源，开发和利用的前景十分广阔。

从有关资料获悉，在晴天，阳光垂
直地面照射时地球表面接受到的热辐射为 1.2 X 103 J/(m2• s)。

有一台太阳能热水器，水箱容积为50L，可
2
将接收到的热辐射的40%用来提高水温。

若该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是 2.1 m 2，求：
(1) 1h后装满水的水箱中的冷水温度能升高多少C?
(2)若用煤气来提供这些热量，需要完全燃烧多少g的煤气？(不计热量损失，q煤气
=4.2 X 107j/kg )
答案
1. 发热；增加
2. 被弹出 盒盖 内能 盒盖 机械能
3. 内机械
4. (1)吸气 压缩 做功 做功 (2) 2
2 (3) 机械内内机械
5. 排气
6. 完全燃烧 1kg 木炭完全燃烧放出的热量为 3.4 X
107
J
7. 3.0X 107J/kg 3.0X 107
J/kg
8. 排气废气做功摩擦
9. B 10. D 11. D
12. A
13. D
14 .D 15. A
16. ( 1)直到酒精和煤油全部燃烧完，记下两杯水的温度变化情况。

(2)
(3)
控制变量法
3
17. (1) Q = cm(t-t o )= 4.2 X 10 J/〔 kg 「C 〕x 30kg X (100 C -20 C ) =1.008 X 107
J
Q 1.008"07
J
(2)m=
7
=0.336kg
q 3"07
J/kg
(3) 不可能做到使煤完全燃烧；煤燃烧会产生大量的废气，造成严重的环境污染；煤燃烧 产生的热量很大
一部分散失到空气中，使热效率降低。

3
2
2
6
18. (1)Q = 1.2 X 10 J/(m • s) X 2.1 m X 3600s = 9.072 X 10 J
3
3
3 3
m= p V=1.0 X 10 kg/m X 50 X 10 m=50kg
卫
9.07^
43.2 C
cm 4.2 103
J/(kg 腐)50kg
Q
(2)m=
q
9.072 106
J 4.2 107
J/kg
=0.216kg =216g。