1、计算题 现代典型的燃煤发电厂,总效率一般为40%,有 一座大型燃煤发电厂,如果发出1.0 ×109 J 的电能,可供一座大城市使用,下图表示这座发电厂的能量流向.请回答:
(1)燃煤提供的能量应等于哪几项能量之和?
(2)图中烟囱废气所带走的能量没有标出,请你算出来,在图中补上.
(3)算出这座发电厂的总效率.
(4)根据图所示的电厂能量流向,你认为在哪些地方作些改进,可以提高发电厂的总效率?

参考答案:解:(1) 燃煤提供的能量等于进入涡轮机的能量和通过烟囱排出的能量之和.?
(2) 根据(1) 中的解析可得通过烟囱废气所带走的能量
E =2.5×109J -2.2×109J =0.3×109J.?
补在图上的部分(略).?
(3) 由能量流向图可知该发电厂发出的电能为1.0×109J.?
消耗的总能量为2.5×109J .
所以总效率
?
(4)从能量流向图中可以看出,该发电厂的损耗共达到了1.6×109J ,最主要的损耗是涡轮机的损耗,由冷凝器排出,所以这个地方应作为改造的重点,降低通过冷凝器时能量的消耗,以此提高涡轮机的效率,进而提高整个发电厂的效率,另外,也要尽可能降低另外一个途径的损耗,即通过烟囱废气带走的能量,对燃煤锅炉及其烟囱进行改造.
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 一定质量的气体,保持气体的压强不变,当温度升高时,分子的平均动能______(选填“增加”或“减少”);气体的体积______(选填“增加”或“减少”).
参考答案:一定质量的气体,当保持气体的压强不变时,若气体的温度升高时,则分子的平均动能增大,根据气态方程pVT=c知,气体的体积增加.
故答案为:增加、增加
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 将一装有压缩空气的金属瓶的瓶塞突然打开,使压缩空气迅速跑出,当瓶内气体压强降至等于大气压p0时,立即盖紧瓶塞,过一段时间后,瓶内压强将:(设瓶外环境温度不变)
A.仍为p0
B.大于p0
C.小于p0
D.无法确定
参考答案:B
本题解析:
【错解分析】错解:由于是在内外气压相等的情况下塞上瓶塞的,所以过一段时间后,内外压强应该仍然相等,所以答案应该选A。
上述解答中没有从热力学规律出发,不能把生活语言,如“突然”,“空气迅速跑出”等词语,“翻译”成“物理语言”。上述表达的物理语言可表述为:压缩气体对外做功,与外界来不及进行热交换,即所谓的绝热过程。另外就是“过一段时间”,这是一个可能有热交换的过程,因为瓶子是金属的,金属一般都是热的良导体。上述错误正是因为没有分析这两个热力学过程所致。
【正解】拔开瓶塞,瓶内空气急速膨胀跑出来,这是一个近似的绝热膨胀过程,气体对外做功。根据热力学第一定律,气体的内能一定减少,即温度迅速降低。由于是在室温下拔开瓶塞的,所以瓶内气体的温度一定低于室温。当瓶内外气体压强相等后,塞上瓶塞,立刻又出现了一个新的热力学过程,由于瓶内气温低于室温,必将有热量从外界传向瓶内空气,使瓶内空气的温度升高,瓶内空气的压强也就随着温度的升高而增大。所以,正确答案应为B。
【点评】解此类题时要注意把握住题设的关键词所反映的隐含条件,注意分析物理过程,而只是根据自己的生活经验想当然一般是要出错的。
本题难度:简单
4、选择题 如图所示,直立容器内部有被隔板隔开的A、B两部分气体,A的密度小,B的密度较大,抽去隔板,加热气体,使两部分气体均匀混合,设在此过程气体吸热Q,气体内能增量为△E,则( )
A.△E=Q
B.△E<Q
C.△E>Q
D.无法比较