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旋转活塞式内燃机
燃烧室内产生的高温高压燃气推动活塞旋转以产生动力的内燃机. 是由德国工程师汪克尔研制成功的一种新型内燃机.它的外形如图甲、内部主要结构如图乙.圆形汽缸内的三角形转子(即活塞)将汽缸分为三个工作室(汽缸).跟活塞往复式内燃机一样一个工作循环有四个工作过程.
吸气过程:如图丙,转子为顺时针方向旋转,当扫气条扫过进气口之前,随着转子的运动,工作室的容积会越来越大,使汽缸内气压变小,汽缸进气,当扫气条扫过进气口以后,进气停止;压缩冲程:随着转子的继续运动,汽缸内的体积会越来越小,气体被压缩,此时火花塞点火;加热过程:当汽缸容积小到接近临界值时,火花塞点火,引燃缸内混合气体,气体急速膨胀,推动转子继续顺时针方向转动,随后汽缸容积变大,当扫气条运动到排气口时,做功完成;扫气条扫过排气口以后,排气口与汽缸相通,此时开始排气冲程,转子仍然顺时针方向运动,汽缸容积变小,将缸内废气排出.该工作室完成一个完整的循环过程.图中虽只列出了一个工作室的工作过程,实际上在转子转动一周的过程中,三个工作室均完成了一个工作循环.就意味着输出轴每转动一周,对外要做功三次.由于摆脱了活塞的往复运动,直接把燃烧产生的内能转换成了旋转能量.省去了曲轴连杆机构,使内燃机结构紧凑、轻巧、功率大、运行平稳,有利于高速化.
(1)旋转活塞式内燃机是通过 方式改变内能;
(2)如图丁,汽缸内a、b、c三个工作室分别处于不同的工作过程,分别是( )
A.吸气、压缩、做功 | B.吸气、压缩、排气 |
C.压缩、做功、排气 | D.吸气、做功、排气 |
(3)如果一台旋转活塞式内燃机的转速为9000转/分,1秒内对外做功 次;
(4)与传统的活塞往复式内燃机相比,旋转活塞式内燃机的转速较 (快/慢);
(5)活塞式内燃机是提供动力的机械,实际启动时 (需要/不需要)外力.
如图所示是车载和家用两种加热模式的电热杯。它可以用车载12V电源加热,或接在家庭电路进行加热。它的主要参数如下表,在标准大气压下,用车载模式将500ml初温为20℃的水烧开需要35min。求:
车载额定电压 |
12V |
家用额定电压 |
220W |
车载额定功率 |
120W |
家用额定功率 |
220W |
自身质量 |
1.6kg |
(1)在这个过程中,所吸收的热量是多少?
(2)在这个过程中,电热杯的加热效率是多少?(结果保留1位小数)
(3)如果在家庭电路中使用,烧开这些水,需要多长时间?(不计热量损失)
高速铁路的广泛应用,使人们的出行更加便捷。放假期间,小明与家人乘坐高铁从葫芦岛到沈阳游玩。如图是他们乘坐的"和谐号"高铁列车,如表所示是它的部分参数,求:
满载时总质量 |
1000t |
车轮与铁轨接触总面积 |
0.8m 2 |
最高时速 |
360km/h |
(1)列车从葫芦岛到沈阳实际运行1.5h,运行的距离是多少?
(2)满载的列车停在水平轨道上时,对轨道的压强是多少?
(3)若列车在水平轨道上已最高速度做匀速直线运动,所受阻力是其满载时重力的0.01倍,此过程中牵引力的功率是多少?
妈妈为了给小丽增加营养,买了一款煲汤用的电热锅,额定电压是220V,加热时的额定功率是1100W,加热效率为84%,简化电路如图所示,S 1为温控开关,发热电阻R 1与R 2的阻值恒定,电阻R 2在保温状态与加热状态时的功率之比为
4:25.请解答:
(1)当同时闭合开关S、S 1时,电热锅处于 (选填"加热"或"保温")状态;
(2)若正常工作时,电热锅将4L水从40℃加热到65℃,水吸收的热量是多少?
(3)电阻R 1的阻值是多少?
(4)在用电高峰期,家中只有电热锅和液晶电视机工作时,电热锅将4L水从40℃加热到65℃,实际用时550s。若此过程中共消耗6.1×10 5J的电能,计算这时通过液晶电视机的电流是多少?(假设加热过程中电热锅的加热效率不变)
体重为500N的同学用一根绳子通过甲图所示的滑轮组能够提起重力为400N的物体A,此时绳子达到最大承受力(若物体再增重绳子将断裂),不计绳重和摩擦。求:
(1)如甲图所示,将物体A匀速提高2m,对物体做的有用功是多少?
(2)若在(1)中提升物体A时,滑轮组的机械效率为80%,脚与地面的总接触面积为4×10 ﹣ 2m 2,则人对地面的压强是多少?
(3)该同学仍用这根绳子和滑轮,组成如乙图所示的滑轮组,利用它从水中缓慢匀速地提起一个边长为0.2m的正方体B(不计水的阻力),当提到B的下表面所受水的压强为1.5×10 3Pa时,绳子断裂,则在绳子断裂的瞬间,物体B在水中受到的浮力是多少?
(4)正方体B的密度是多少?(计算结果用科学记数法表示,并保留到小数点后一位)
如图甲是家用电暖器,利用电热给煤油加热取暖。图乙为其简化的电路原理图,已知电阻R 1>R 2,铭牌见下表。在电暖器跌倒时,跌倒开关S自动断开,切断电源,保证安全。电暖器有"高温挡"、"中温挡"和"低温挡"三个挡位,解答下列问题:
额定电压 |
220V |
煤油体积 |
25L |
功率选择 |
1600W/1100W/500W 三档可调 |
操作方式 |
手动 |
已知c 煤油=2.1×10 3J/(kg•℃),ρ 煤油=0.8×10 3kg/m 3
(1)煤油温度升高20℃时,吸收了多少焦耳的热量?
(2)电暖器在中温挡时,正常工作的电流为多少?
(3)R 1的阻值为多少?(写出文字说明)