题目内容
【题目】(1)如图,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团硝化棉,用力将活塞迅速下压,筒内空气温度升高,硝化棉燃烧,筒内空气的内能改变是通过_______的方式实现的,该过程能量转化的特点与汽油机_______冲程的能量转化相同。
(2)一单缸四冲程汽油机,飞轮转速为3000r/min,则1s对外做功_______次,若其效率为30%,消耗100g汽油可对外做功_______J。
(3)汽油机工作时,通常都用水进行冷却,这是利用了_______的特点。若冷却用水共为5kg,则水由20℃升高到100℃时吸收______J热量(q汽油=4.6×107J/kg)。
【答案】做功 压缩 25 1.38×106 水的比热容大 1.68×106
【解析】
(1)在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团硝化棉,用力迅速向下压活塞,看到的现象是硝化棉燃烧起来;说明对筒内气体做功,使空气的内能增大,温度升高;该实验中,压缩筒内空气做功,活塞的机械能转化为筒内空气的内能,与内燃机的压缩冲程相似;
(2)已知飞轮转速为3000r/min=50r/s,一个工作循环活塞往复2次,曲轴转动2周,对外做功1次,故该汽油机1s内对外做功25次;汽油燃烧放出的热量:Q=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J,汽油机对外做的功为:W=4.6×106J×30%=1.38×106J;
(3)由于水的比热容大,质量相同的水和其它物质相比,升高相同的温度,水吸热多,冷却效果好,所以,汽油机工作时,通常都用水进行冷却;水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J。
【题目】某校兴趣小组的同学设计了如图所示的市政自动排水装置模型,控制电路由电压为12V、最大容量为100Ah的蓄电池供电,蓄电池用“发电玻璃”制成的太阳能电板充电。R0为定值电阻,R为压敏电阻,压敏电阻通过杠杆与圆柱形浮体相连,AB:BO=4:1,压敏电阻的阻值随压力变化的关系如下表。(压板、杠杆和硬质连杆的质量及电磁铁线圈电阻忽略不计,所用绿灯、红灯及排水泵的额定电压均为220V)
压敏电阻受到的压力F/N | 60 | 120 | 180 | 240 | 300 | 360 | 420 | 480 | … |
压敏电阻R阻值/Ω | 400 | 260 | 180 | 125 | 100 | 80 | 65 | 55 | … |
(1)“发电玻璃”面积为1.2m2,其光电转化率为20%,则要对控制电路的蓄电池充满电需要多少小时?(太阳能辐射到每平方米地面上的平均功率按1kW计算)
(2)按照设计要求,当水位上升到浮体刚好全部浸入水中时,压敏电阻受到压力为360N,通过电磁铁线圈的电流为100mA,排水泵启动,求R0的阻值;
(3)若浮体的重力为200N,求该浮体的密度为多大?