以下提高汽油机工作效率的方法中.错误的是: A.尽量减小汽油机功率 B.尽量使汽油充分燃烧 C.保证转动部分良好的润滑 D.尽量减少各种热散失 查看更多

 

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焦耳

  焦耳(James Prescort Joule,1818~1889)英国杰出的物理学家。1818年12月24日生于曼彻斯特附近的索尔福德。父亲是个富有的啤酒厂厂主。焦耳从小就跟父亲参加酿酒劳动,学习酿酒技术,没上过正规学校。16岁时和兄弟一起在著名化学家道尔顿门下学习,然而由于老师有病,学习时间并不长,但是道尔顿对他的影响极大,使他对科学研究产生了强烈的兴趣。1838年他拿出一间住房开始了自己的实验研究。他经常利用酿酒后的业余时间,亲手设计制作实验仪器,进行实验。焦耳一生都在从事实验研究工作,在电磁学、热学、气体分子动理论等方面均作出了卓越的贡献。他是靠自学成为物理学家的。

  焦耳是从磁效应和电动机效率的测定开始实验研究的。他曾以为电磁铁将会成为机械功的无穷无尽的源泉,很快他发现蒸汽机的效率要比刚发明不久的电动机效率高得多。正是这些实验探索导致了他对热功转换的定量研究。

  从1840年起,焦耳开始研究电流的热效应,写成了《论伏打电所生的热》、《电解时在金属导体和电池组中放出的热》等论文,指出:导体中一定时间内所生成的热量与导体的电流的二次方和电阻之积成正比。此后不久的1842年,俄国著名物理学家楞次也独立地发现了同样的规律,所以被称为焦耳-楞次定律。这一发现为揭示电能、化学能、热能的等价性打下了基础,敲开了通向能量守恒定律的大门。焦耳也注意探讨各种生热的自然“力”之间存在的定量关系。他做了许多实验。例如,他把带铁芯的线圈放入封闭的水容器中,将线圈与灵敏电流计相连,线圈可在强电磁铁的磁场间旋转。电磁铁由蓄电池供电。实验时电磁铁交替通断电流各15分钟,线圈转速达每分钟600次。这样,就可将摩擦生热与电流生热两种情况进行比较,焦耳由此证明热量与电流二次方成正比,他还用手摇、砝码下落等共13种方法进行实验,最后得出:“使1磅水升高1°F的热量,等于且可能转化为把838磅重物举高1英尺的机械力(功)”(合460千克重米每千卡)。总结这些结果,他写出《论磁电的热效应及热的机械值》论文,并在1843年8月21日英国科学协会数理组会议上宣读。他强调了自然界的能是等量转换、不会消灭的,哪里消耗了机械能或电磁能,总在某些地方能得到相当的热。这对于热的动力说是极好的证明与支持。因此引起轰动和热烈的争议。

  为了进一步说服那些受热质说影响的科学家,他表示:“我打算利用更有效和更精确的装置重做这些实验。”以后他改变测量方法,例如,将压缩一定量空气所需的功与压缩产生的热量作比较确定热功当量;利用水通过细管运动放出的热量来确定热功当量;其中特别著名的也是今天仍可认为是最准确的桨叶轮实验。通过下降重物带动量热器中的叶片旋转,叶片与水的摩擦所生的热量由水的温升可准确测出。他还用其他液体(如鲸油、水银)代替水。不同的方法和材料得出的热功当量都是423.9千克重·米每千卡或趋近于423.85千克重·米每千卡。

  在1840~1879年焦耳用了近40年的时间,不懈地钻研和测定了热功当量。他先后用不同的方法做了400多次实验,得出结论:热功当量是一个普适常量,与做功方式无关。他自己1878年与1849年的测验结果相同。后来公认值是427千克重·米每千卡。这说明了焦耳不愧为真正的实验大师。他的这一实验常数,为能量守恒与转换定律提供了无可置疑的证据。

  1847年,当29岁的焦耳在牛津召开的英国科学协会会议上再次报告他的成果时,本来想听完后起来反驳的开尔文勋爵竟然也被焦耳完全说服了,后来两人合作得很好,共同进行了多孔塞实验(1852),发现气体经多孔塞膨胀后温度下降,称为焦耳-汤姆孙效应,这个效应在低温技术和气体液化方面有广泛的应用。焦耳的这些实验结果,在1850年总结在他出版的《论热功当量》的重要著作中。他的实验,经多人从不同角度不同方法重复得出的结论是相同的。1850年焦耳被选为英国皇家学会会员。此后他仍不断改进自己的实验。恩格斯把“由热的机械当量的发现(迈尔、焦耳和柯尔丁)所导致的能量转化的证明”列为19世纪下半叶自然科学三大发现的第一项。

选自:《物理教师手册》

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能源危机制约着现代社会的发展,开发和利用可再生能源是人类立早自身解决能源问题的重要举措之一.
(1)目前,煤、石油、天然气等化石燃料成为最主要的能源,它们的大量使用打破了生物圈中碳循环的平衡,使大气中________的含量迅速增加,导致全球气温升高.
(2)氢能源是我国正在开发的新能源之一.其使用的主要途径是设法构成原电池,从能量转换的角度看,原电池是一种________转化为电能的装置.
(3 )人类社会的不断进步,必然会带来新一轮的能源革命.未来的新能源要能够大规模替代煤、石油、天然气等常规的、不可再生的能源,从理想的角度考虑,它必须满足许多条件,如:必须足够丰富,可以保证长期使用;必须足够便宜,可以保证多数人用得起;相关的制备、应用技术必须成熟,可以保证大规模使用等,除此之外,你认为还必须满足什么条件?试写出一条________.
(4)电动汽车做为2008年北京奥运会服务的基础设施之一.它没有废气产生和噪声污染,受到各国运动员的欢迎.自行车使用前要先对车上的蓄电池充电,骑行时,蓄电池对车上的电动机供电,电动机为车提供动力.下表是某品牌电动自行车的一些主要技术参数:
最大时速20km/h一次充电连续行驶里程50km
一次充电最大耗电量0.6kW?h充电电压220V
电机额定电压36V电机额定输出功率180W
车质量40kg最大骑行噪声≤62dB
则如果质量是60kg的人骑电动自行车以最大的时速匀速行驶30分钟,受到的平均阻力是人和车总重的0.028倍,那么这段时间内电动自行车克服阻力所做的功为________
当电动自行车以最大时速行驶时,电机的工作电压等于额定电压,则此时电机的工作电流多少安.
如设想改用太阳能电池来替代蓄电池,则所需的太阳能电池板的面积至少应为________才能满足每天充电一次,连续行驶里程50km所需的电量.设太阳能电池板正常工作状态为阳光垂直照射时,按阳光垂直照射时,地球表面每平方米面积上每秒内可获得800J的能量,太阳能电池的转换效率为20%计算.(设浙江每天阳光垂直照射平均时间为2小时)

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能源危机制约着现代社会的发展,开发和利用可再生能源是人类立早自身解决能源问题的重要举措之一.
(1)目前,煤、石油、天然气等化石燃料成为最主要的能源,它们的大量使用打破了生物圈中碳循环的平衡,使大气中
二氧化碳
二氧化碳
的含量迅速增加,导致全球气温升高.
(2)氢能源是我国正在开发的新能源之一.其使用的主要途径是设法构成原电池,从能量转换的角度看,原电池是一种
化学
化学
转化为电能的装置.
(3 )人类社会的不断进步,必然会带来新一轮的能源革命.未来的新能源要能够大规模替代煤、石油、天然气等常规的、不可再生的能源,从理想的角度考虑,它必须满足许多条件,如:必须足够丰富,可以保证长期使用;必须足够便宜,可以保证多数人用得起;相关的制备、应用技术必须成熟,可以保证大规模使用等,除此之外,你认为还必须满足什么条件?试写出一条
环保
环保

(4)电动汽车做为2008年北京奥运会服务的基础设施之一.它没有废气产生和噪声污染,受到各国运动员的欢迎.自行车使用前要先对车上的蓄电池充电,骑行时,蓄电池对车上的电动机供电,电动机为车提供动力.下表是某品牌电动自行车的一些主要技术参数:
最大时速 20km/h 一次充电连续行驶里程 50km
一次充电最大耗电量 0.6kW?h 充电电压 220V
电机额定电压 36V 电机额定输出功率 180W
车质量 40kg 最大骑行噪声 ≤62dB
则如果质量是60kg的人骑电动自行车以最大的时速匀速行驶30分钟,受到的平均阻力是人和车总重的0.028倍,那么这段时间内电动自行车克服阻力所做的功为
2.8×105J
2.8×105J

当电动自行车以最大时速行驶时,电机的工作电压等于额定电压,则此时电机的工作电流多少安.
如设想改用太阳能电池来替代蓄电池,则所需的太阳能电池板的面积至少应为
1.875m2
1.875m2
才能满足每天充电一次,连续行驶里程50km所需的电量.设太阳能电池板正常工作状态为阳光垂直照射时,按阳光垂直照射时,地球表面每平方米面积上每秒内可获得800J的能量,太阳能电池的转换效率为20%计算.(设浙江每天阳光垂直照射平均时间为2小时)

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