- 热机的效率实验题及答案
以下是一些关于热机效率实验题的答案：
1. 某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm^{2}，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时，做功冲程燃气的平均压强为6.5 × 10^{5}Pa，飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求：
（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
（2）该汽油机的效率。
【分析】
（1）知道燃气对活塞的平均压力和活塞的受力面积，利用压强公式求出平均压强；
（2）知道飞轮的转速，即1min转动$1800$周，即可以完成$30$个工作循环，从而求出每个做功冲程所做的功；又知道完全燃烧$1kg$汽油放出的热量（即效率），利用效率公式求出汽油机的效率。
【解答】
（1）燃气对活塞的平均压力：$F = pS = 6.5 \times 10^{5}Pa \times 30 \times 10^{- 4}m^{2} = 1950N$；
（2）汽油机飞轮每转两圈完成四个冲程，故飞轮转动$1800$周，即完成$900$个工作循环；一个工作循环做功一次，所以汽油机每秒可以做功$\frac{900}{2} = 450$次；每次做功$W = \frac{Fs}{2} = \frac{1950N \times 5 \times 10^{- 3}m}{2} = 4.875 \times 10^{3}J$；汽油机每秒所做的总功为：$W_{总} = 450 \times 4.875 \times 10^{3}J = 2.2125 \times 10^{6}J$；汽油机的效率为：$\eta = \frac{W_{总}}{Q_{放}} \times 100\% = \frac{2.2125 \times 10^{6}J}{4.35 \times 10^{7}J} \times 100\% = 5\% $。
答：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为$1950N$；（2）该汽油机的效率为$5\%$。
2. （多选）用同一热源给一定质量的水加热，使水的温度升高到沸腾，停止加热后水的温度仍略高于环境温度。关于该过程下列说法正确的是（ ）
A. 水吸收了热量 B. 水内能增加量等于其对外界所做的功 C. 水吸收的热量大于其增加的内能 D. 水吸收的热量小于其增加的内能
【分析】
水吸收热量，内能增加，温度升高；水吸收的热量大于其增加的内能时，水沸腾时温度不变。
【解答】
A.水吸收了热量，故A正确；
BCD.水吸收的热量大于其增加的内能时，水沸腾时温度不变，故BCD错误。
故选A。
以上题目中都涉及到热量、内能、温度等热学现象，解答的关键是理解这些概念。
相关例题：
实验题：
1. 在热机模型中加入一定量的热水，打开热机开关，热机开始工作。
2. 用温度计分别测量热机入口和出口处的温度，记录数据。
3. 将若干个水瓶放入冷水中，测量初始温度。
4. 将热水瓶放入热机出口处，测量其温度变化。
5. 重复步骤1至4多次，以获取更多的数据。
6. 分析实验数据，计算热机的效率。
（1）为什么要测量热机入口和出口处的温度？
（2）为什么要将热水瓶放入热机出口处？
（3）如何计算热机的效率？
答案：
（1）为了比较热机在不同状态下的效率变化。
（2）为了确保热水能够通过热机并被冷却，需要将热水瓶放入热机出口处。
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