题目内容
【题目】初三13班的肖俊培做事非常认真负责,也爱思考,老师非常信任他,一次他对汽车进行研究,发现:
(1)四冲程汽油机工作过程中,实现机械能转化为内能的是____冲程,汽油机产生2.3×107J的热量需要完全燃烧____L的汽油。(汽油的热值为4.6×107J/kg、密度为0.8×103kg/m3);
(2)汽车冷却系统用水冷却发动机,这是利用水____的特点来工作的;汽车轮胎有凹凸不平的花纹,这样做是通过增大____来增大____;
(3)在紧急刹车时,刹车片会发烫,这是通过____方式增加物体内能的,转化得到的内能____再转化为机械能(选填“可以”或“不可以”)。
【答案】压缩 0.625 比热容较大 接触面的粗糙程度 摩擦力 做功 不可以
【解析】
改变物体内能有两种方式:做功和热传递,热传递的实质是能量的转移,做功是能量的转化;对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度可以增大摩擦力;能量转化和转移是有方向性的,并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变。
(1) 在汽油机的压缩冲程中,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动压缩气体做功,使气体内能增大,温度升高,在这个冲程中机械能转化为内能;由 可得需要完全燃烧汽油的质量为:, 因此汽油的体积:.
(2)汽车冷却系统用水来冷却发动机,这是利用水的比热容较大的性质,因为升高相同的温度,水吸收的热量多;汽车轮胎的外表面有凹凸不平的花纹,这是为了在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
(3)在紧急刹车时,刹车片发热,是因为刹车片克服摩擦做功,使刹车片的内能增加、温度升高,即是通过做功途径改变物体内能;汽车制动过程中产生的内能就散失在空气中,不能自动转化为机械能,这说明能量的转化是具有方向性的。
【题目】夏天,小华发现爸爸将水和防冻液(主要成分是不易蒸发、密度为1.11g/cm3的乙二醇)混合后加入汽车水箱,他很不解:夏天为什么还要加防冻液?他思考后认为,加防冻液后,混合液的比热容和沸点都可能发生变化。
(1)小华对混合液比热容的变化情况作了进一步思考,觉得混合液的比热容应随含水量(水在混合液中所占体积之比)的增大而增大。为此,他在图甲装置的两支相同试管中分别加入体积相同、含水量不同的混合液,通过实验进行验证。
①实验中存在的问题是 。
②纠正后,实验通过 来比较不同混合液的比热容的大小。
(2)小华继续探究混合液沸点与含水量的关系,测得数据如下:
含水量W/% | 50 | 40 | 30 | 20 | 10 | 5 |
混合液沸点t/℃ | 107 | 110 | 116 | 124 | 141 | 160 |
①请在图乙中,描点作出含水量W与混合液沸点t的关系图线。
②混合液的含水量为15%时,沸点是 ℃。
(3)混合液沸腾后冷却,小华测出其密度,发现混合液的密度比混合前利用水和防冻液的质量、体积算出的密度要大。对于混合液沸腾冷却后密度变大的原因,他提出如下猜想:
猜想1:防冻液与水混合时总体积变小;
猜想2:混合液沸腾过程中水大量汽化。
①若猜想1正确,则混合液总体积变小的原因是 。
②为验证猜想2是否正确,他设计了以下方案:将混合液加热至沸腾,分别测出沸腾过程中不同时刻的温度,若猜想正确,实验时可观察到 ;混合液密度变大的原因是 。