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专题05内能及其应用
1.(2024广东省)在“探究冰熔化时温度的变更规律”试验中,某时刻温度计的示数如图甲所示,其读数为______℃。图乙是冰熔化时温度的变更曲线,由图可知,冰在熔化过程中,温度______(选填“上升”“降低”或“不变”),内能______(选填“增加”“削减”或“不变”)。
【答案】(1).2(2).不变(3).增加
【解析】
【详解】[1]由图甲可知,温度在0℃以上,分度值为1℃,故物质此时的温度是为2℃。
[2][3]由图乙可知,2-6min时段内,冰的温度保持0℃不变,即冰在熔化过程中,温度不变;冰在熔化过程中,汲取热量,故内能增加。
2.(2024广东省)为了“探究水满腾时温度变更的特点”取0.2kg水进行试验。
(1)如题图甲所示试验装置的组装依次应为______(选填“自下而上”或“自上而下”);
(2)依据下表中的试验数据,在图乙中画出水的温度随时间变更的图象______;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/°C
90
92
94
96
98
99
99
99
99
(3)依据以上试验数据可知,水的沸点为______℃。为提高水的沸点,换用火力更大的酒精灯加热,这种做法______(选填“可行”或“不行行”);
(4)假如酒精灯匀称放热,且释放的热量全部被水汲取,忽视沸腾前水的质量变更以及热量的损耗,从第5min起1分钟内水汲取的热量是______J。[]
【答案】(1).自下而上(2).(3).99(4).不行行(5).
【解析】
【详解】(1)[1]用酒精灯给物质加热时,应用外焰加热,故应固定酒精灯的位置,再固定烧杯的位置,最终调整温度计的位置,故试验装置的组装依次应为自下而上。
(2)[2]依据表中数据,分别描出水在相应时段内的温度,最终线将各点连接起来,如下图所示。
(3)[3]由液体沸腾时的特点知,水在沸腾过程中,接着从外界汲取热量,但温度保持不变,故水的沸点为99℃。
[4]液体的沸点与液体的种类和气压有关,与火力大小无关,故为提高水的沸点,换用火力更大的酒精灯加热,这种做法不行行。
(4)[5]因酒精灯匀称放热,且释放的热量全部被水汲取,忽视沸腾前水的质量变更以及热量的损耗,则酒精灯每分钟放出的热量为
则从第5min起1分钟内水汲取的热量是。
3.(2024广东省)某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图为_______冲程工作示意图,活塞向______运动,燃料混合物被压缩,在这个过程中机械能转化为_______。
【答案】(1).压缩(2).上(3).内能
【解析】
【详解】由图知,进气门、排气门均关闭,活塞有向上标记,所以该图为汽油机的压缩冲程工作示意图,压缩冲程对应活塞是向上运动的,此时燃料混合物被压缩,燃料混合物的温度上升,内能增加,活塞的机械能转化为燃料混合物的内能。
4.(2024广东省)阅读下列短文,回答问题。
可燃冰
可燃冰是一种新型能源,主要成份是甲烷和水,分布在深海沉积物里或陆域的永久冻土中,如图所示,可燃冰形似冰块却能燃烧,燃烧后几乎不产生任何残渣,1m3的可燃冰分解后可释放出约0.8m3的水和164m3的自然气,自然气中甲烷的含量占80%~99.9%。
可燃冰的生成有三个基本条件:首先要求低温,可燃冰在0~10℃时生成,超过20℃便会分解,海底温度一般保持在2~4℃左右;其次是高压,可燃冰在0℃时,只需海水产生29个标准大气压即可生成,而以海洋的深度,此高压简单保证;最终是足够的气源,海底的有机物沉淀,其中丰富的碳经过生物转化,可产生足够的气源。在温度、压强、气源三者都具备的条件下,可燃冰就会生成。
请回答下列问题:[1个标准大气压取1×105Pa,海水的密度取1×103kg/m3,g取10N/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃),甲烷的热值取4.2×107J/m3]
(1)可燃冰的主要成份是_________。
(2)若要在0℃的海底生成可燃冰,海水的深度至少要_________m。
(3)如图所示,海底上有一块体积为100m3且底部与海底紧密相连的可燃冰A,其受到海水的浮力为_______N。
(4)0.5m3的可燃冰分解后,其中的甲烷完全燃烧放出的热量,在标准大气压下,至少可以将质量为______kg温度为20℃的水加热至沸腾。
【答案】(1).甲烷和水(2).290(3).0(4).8.2×103
【解析】
【详解】(1)由短文知,可燃冰的主要成份是甲烷和水;
(2)若要在0℃的海底生成可燃冰,须要海水产生29个标准大气压,即海水的压
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