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阅读下列材料,并解答问题:
“可燃冰”被视为21世纪的新型绿色能源。科学家估计,全球海洋底部可燃冰分布的范围约4000万平方公里,储量可供人类使用约1000年。我国南海海底存储着丰富的可燃冰资源,已经查明的储量相当于目前陆上石油、天然气资源量总数的三分之一。
可燃冰的主要成份是甲烷,1m3可燃冰可转化生成164m3的甲烷气体和0.8 m3的水,已知甲烷气体的热值为3.6×107 J/m3
宜南公交车,使用LNG天然液化气为燃料,这种燃料的主要成份就是甲烷。如果宜南公交车满载乘客时总质量是6000kg,1m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量,可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶1640min,行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍,则这段时间内发动机的实际功率和效率各为多大?

发动机的实际功率是6.0×104 W 发动机效率是50%

解析试题分析:(1)1 m3可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧放出热量:
Q=q甲烷V=3.6×107J/ m3×164 m3=5.904×109 J,
t=1640min=9.84×104s
发动机的实际功率:P=Q / t=5.904×109 J/9.84×104s=6.0×104 W;
(2)由题知:36km/h=10m/s
公交车行驶路程:s=v t=10m/s×9.84×104s=9.84×105 m
车匀速行驶,F=f=0.05 G=0.05mg=0.05×6000 kg×10N/kg=3×103N;
W=Fs=3×103N×9.84×105 m=2.952×109 J
发动机效率:η=W /Q=2.952×109 J/5.904×109J=50%。
考点:热量的计算,功率的计算,热机效率

练习册系列答案
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太阳能汽车利用太阳能来驱动,真正实现了零排放,有效地减少了对环境的污染,其产业的发展日益蓬勃.某太阳能汽车,质量为350kg,顶部安装了太阳能电池板.
(1)当车上载有1500N的人和物品时,车轮与地面的总接触面积为2.0×10-2m2,则汽车对地面的压强为   Pa.(g=10N/kg)
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(3)若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m2,它正对太阳时电池能够产生100V的电压,并对车上电动机提供8.4A的电流,太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.0×103W/m2,则电池的输出功率为   W,将太阳能转化为电能的效率为   .如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%,当汽车在水平面上匀速行驶时,受到的牵引力为90N,则汽车的行驶速度为   m/s.
(4)太阳能汽车采用四轮鼓式制动,有效地减少了制动距离.通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如下表所示:

实验次数
1
2
3
4
5
速度/ (m?s-1
2
3
4
5
6
制动距离/m
0.53
1.20
2.13
3.33
4.80

请在图中描点作出s- v2图象.根据图象反映的规律可知,当轿车速度为4.5m/s时对应的制动距离是   m.

阅读短文
太阳能热水器
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玻璃吸热管工作原理如图(b)所示:当太阳光入射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为热能,将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动;背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动,形成冷热水循环,最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。
请回答以下问题:

(1)玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小,所受到的浮力_____重力。
(2)能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上?简单说明理由:    _     
(3)将质量为100kg的初温为20℃的水加热到60℃,求这些水需要吸收多少热量?[水的比热容是4.2×103J/(kg?℃)]
(4) 某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2,热效率为η=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的热能),该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4×103W/m2(即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×103J)。在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供,求需要加热多少小时?

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