Question

2007年10月24日18时05分，搭载着我国首颗探月卫星“嫦娥一号”的长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心三号塔架点火发射成功，此次成功发射标志着我国航天技术已经进入世界领先行列．
（1）长征三号甲运载火箭使用的燃料是氢．氢气的热值为14.3×10⁷J/kg，它的物理意义是 ______，现有4kg的氢气，完全燃烧其中的3kg，放出的热量是 ______，余下1kg氢气的热值是 ______．
（2）长征三号甲运载火箭上升时，燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过 ______把内能转化为火箭的 ______能．
（3）“嫦娥一号”探月卫星在从远地点向近地点运行的过程中，重力势能 ______，机械能 ______．

Answer 1

解：（1）氢气的热值为14.3×10⁷J/kg，它的物理意义是1kg的氢气完全燃烧释放的热量是14.3×10⁷J；
完全燃烧3kg氢气释放的热量Q=qm=14.3×10⁷J/kg×3kg=4.29×10⁸J；
因为燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料是否完全燃烧无关，只与燃料的种类有关，所以剩余1kg燃料的热值仍然是
14.3×10⁷J/kg；
（2）火箭利用的燃料是氢气，在升空时的能量转化关系是：燃料的化学能先转化为内能，然后通过内燃机把内能转化为火箭的机械能；
（3）卫星在远地点的重力势能大，动能小；在近地点的重力势能小，动能大；
所以当卫星在从远地点向近地点运行的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，但机械能不变；
故答案为：（1）1kg的氢气完全燃烧释放的热量是14.3×10⁷J；4.29×10⁸J；14.3×10⁷J/kg；
（2）内燃机，机械；
（3）减小，不变．
分析：（1）燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料是否完全燃烧无关，只与燃料的种类有关；
其物理意义表示单位质量的燃气完全燃烧时所释放的热量；
完全燃烧燃料所释放的热量利用公式Q=qm进行求解计算；
（2）火箭升空时的能量转化关系是：燃料的化学能先转化为内能，然后通过内燃机把内能转化为火箭的机械能；
（3）卫星由远地点向近地点运行的过程中，重力势能减小，动能增大，机械能不变．
点评：此类问题是一道综合题目，考查了燃料热值的物理意义及其特性，会分析能量转化问题及能量的变化情况．