4.如果目前我国柴油的平均价格为3750元/吨，根据上面的估算结果，计算使用“增压”技术后仅节约柴油一项可使我国每年节约多少资金。由此你有哪些认识？

答案：1.(4分)该发动机的效率最高为：

　　　　 　　　　　　　　　(4分)

3.如果将我国这种机型的汽车柴油发动机都安装“增压器”后，能使它们的平均效率由原来约31%提高到近35%，安装前按每年消耗3亿吨柴油估算，这项技术每年能为我国节约多少吨柴油？

2.在做功冲程中气缸内的平均压强是多少？

1.该柴油发动机的效率最高可达多少？

3.(3分)由：得　　　　

(05第十五届复)六、(20分)在当今世界，研制各种机器都必需考虑节约能源和治理废气污染这一重要课题。在内燃机中，废气带走了很多能量，如果能将这些能量再利用起来，会使内燃机的效率提高许多。某工厂科研人员研制生产的四冲程汽车专用柴油发动机，就采用了很多新技术。其中最重要的一项叫“增压”技术，它是利用“废气涡轮增压器”使排气冲程中排出的高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，它同时又带动同轴的进气系统中的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使做功冲程中柴油燃烧的更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高柴油发动机效率和减少废气污染的目的。这种柴油发动机有6个气缸，气缸直径为110mm，活塞行程为135mm，当转速为2300r/min时，发动机功率为220kW，最低油耗可达240g/(kW·h)，柴油的热值为。请回答下列问题：

2.(3分)按表格中的出水温度和回水温度，以及循环水量，计算锅炉每小时向住宅释放的能量。依据

3.根据表格中已知数据计算燃煤的热值为多少。

答案：1.(共10分)

(1)方法一，由表中三种锅炉型号的代码表示中可知，第一种锅炉的功率为0.7MW。

　　 方法二，已知三种型号的锅炉热效率相同，则：

　　　　　　　　　　　 　　　　　　①

　　　　　　　　　　　 　　　　　②

　　　　　　　　　　　 　　　　　　③

由①、③两式可得：　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　(2分)

所以，CWNG0.7-80/60-AII锅炉的功率为0.7MW。

(2)由上述的②、③两式可得：　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　(2分)

所以，CWHG1.05-80/60-AII锅炉的耗煤量是217.5kg/h。

(3)供暖面积与循环水量或锅炉功率成正比，即

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　(3分)

所以，CWNG1.05-80/60-AII锅炉的供暖面积为。

(4)锅炉所做功可视为水循环放出的热量，即W=Q

　　　　　　　　　 ④　　

　　　　　　　　　 ⑤

由④、⑤两式可得：　　　　

　　　　　　　　　 　　　　　　　　(3分)

所以，CWNG0.7-80/60-AII锅炉的循环水量为。

2.按表格中的出水温度和回水温度，计算CWNG1.05-80/60-AII型锅炉每小时给住宅内释放的热量是多少。

1.根据表格中的已知数据，请在表格中的四个(　　 )内填上合适的数据。

2．水蒸汽的能量转化为电能的效率

η＝P_用/P_总＝P_电/(P_机+P_散)×100%

P_机＝560×10⁶W/0.8＝700×10⁶W

所以

(02第十二届)六、(10分)学校淋浴用的简易太阳晒水箱内装水60 kg，水箱玻璃盖的面积为0.84 m²。从手册中查得，地球上与太阳光线垂直的表面接收的太阳辐射能为7.56×10⁴J/(min•m²)；这类水箱吸收太阳能的效率约为50%；散热损失约为20%。假设使用中能够及时调整水箱朝向，使阳光总能垂直射入玻璃盖，计算4小时后箱中的水升高的温度。水的比热容为4.2 × 10³ J/(kg·℃)。

答案：24°C

(02第十二届复)二、(12分)洗浴用的电热水器的电功率是1.2 kW，热水器内筒的直径是30cm，高是50cm。如果加热过程中的热量散失率为10%， 则把水从20 ℃加热到70 ℃需要多长时间？

答案：1．9h

　　 解析：水的质量　 m=Vρ=πr₂hρ

　　 水升温吸收的热量　 Q_吸=cm(t-t₀)=cπr²hρ(t-t₀)

　　 电热器放出的热量　 Q_放=PT　　 Q_有=PTη

　　 ∵Q_吸=Q_有

　　 ∴cπr2hρ=(t-t0)=PTη

　　 加热的时间 T=114min=1．9h　

(04第十四届)七、(16分)下表列出的是某厂生产的家用燃气热水器的参数。表中“额定热负荷”指的是满负荷使用时，1h内燃料燃烧产生的热量。

(1)分别计算燃烧1m³液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量。

(2)根据表中数值和你已有的知识，讨论“额定燃气压力”一行中，“mmH₂O”的含义。

(3)王保成同学说，“热水产率”一栏中，5、3、2后面的好像是数字“1”但是在“/min”的前面又好像丢掉了什么。请你通过计算判断这个栏目中三个参数的正确数值和单位。

(4)“热效率”一栏给的是参考值，“热水产率”一栏给的是厂家对样品的实测值。分别计算温升25℃和55℃时的热效率，并解释这两个情况下热效率不同的原因。

答案：(1)液化石油气

　　　　　　　 =1.0×10⁶J/m³　　　　　　　　　　　　　　 (1分)

　　 人工煤气

　　　　　　　 =0.19×10⁶J/m³　　　 　　　　　　　　　　　(1分)

　　　 天然气

　　　　　　　 =0.36×10⁶J/m³　　　　　　　　　　　　　　 (1分)

(2)这一行既然是表示压力(指压强)，而且在每格里，上面一行的量的单位都是压强单位Pa，所以mmH₂O很可能是压强的另一种单位。H₂O是水的分子式，mm是毫米的单位，联想到有时用1mm高的汞柱产生的压强作为压强单位，mmH₂O会不会是1mm高的水柱产生的压强？可以试一试。

1mm水柱产生的压强是

　　　　　　 p=gh=1×10³×10×1×10^-3Pa＝10Pa　　　　　　　　　　 (1分)

而“额定燃气压力“一行中以mmH₂O为单位的量的数值与以Pa为单位的量的数值的确相差10倍。所以，mmH₂O是个压强单位，大小等于1mm高的水柱产生的压强，即1mmH₂O=10Pa。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (1分)

(3)以温升40℃为例，根据表中其他参数计算热水产率。我们希望能够以此判断“l”的含义。设每分钟产热水的质量为m，水在1min内吸收的热量可以表示为

　　　　　　 Q_i＝cm(t₂－t₁)…………………………………………①　　 (1分)

另一方面，根据表中所给的参量，热效率按80%计算时，水在1min内吸收的热量为

　　　　 Q_i＝=4.93×10⁵J…………………②　　　　 (1分)

由①、②两式解出

　　　　　 m＝=2.9kg≈3kg　　　　　　　　　　　　　 (2分)

由此判断，“3”和“/min”之间的符号如果代表质量，它的意义应该是“kg”。考虑到1kg的水的体积是1L，所以这个符号一定是字母“l”(小写的L)，而不是数字“1”。因此，正确的数值和单位是3L/min。分析温升25℃和55℃两种情况可以印证这个结论。　 (2分)

(4)由关系式　 Q_i＝cm(t₂－t₁)

　可知，温升25℃时每分钟吸收的热量是

Q_i＝4.2×10³×5×25J＝5.25×10⁵J　　　　 　　　　　　　　　　(1分)

燃气每分钟产生的热量是

　　　　 ＝6.17×10⁵J

热效率　 η＝=85%　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

同理可得，温升55℃时

　　 热效率 ＝75%　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (1分)

温升较高时热量散失多，所以热效率较低。　　　　　　　　　　　　　　 (1分)

(04第十四届复)三、(18分)有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴，这不仅节省能源，而且很方便，李明和张华想利用这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度大小。也就是说，太阳光垂直照射地球表面时，地球表面单位时间内单位面积上所获得的能量是多少。实验装置如图2所示，晒水箱内部是被涂黑的，箱体外加了保温层，上面开口并盖有透明玻璃板。

在估测之前要首先弄清，透过玻璃板的太阳光能量究竟占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几？李明和张华哥那一块实验用的玻璃板，把阳光反射到墙上的同一个地方，他们发现，两块反射光斑重叠处的强度，和太阳光直接射到地上的强度差不多。

(1)透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几？你在得出这个结论时做了什么假设？假设的根据是什么？

(2)请你帮助他们设计实验方案，并写出实验步骤。

(3)请你对这个实验方案的可行性作出评价。

答案：该问题没有惟一的标准答案，属于开放性试题，以下内容可以作为基本依据．

　　 (1)假设玻璃板对光的吸收可以忽略．其根据是薄玻璃板十分透明(实际上玻璃对红外线不很透明，而红外线的热效应是比较强的，这点可不作为对学生要求)．通过李明和张华的实验结果可以推测，每块玻璃板反射的太阳光只有入射光能量的一半，这就是说，入射玻璃板的太阳光有一半被玻璃板反射了．所以，透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的50%．

　　 (2)实验方案：若实验过程中总能使太阳光垂直入射，且晒水箱内部涂黑，可以认为射入晒水箱的太阳光不再被反射出去，晒水箱吸热效率为50%．另外，晒水箱周围有保温层，可以认为没有热量散失．若晒水箱吸收的热量完全用来使水的温度升高，测出保温箱中一定质量的水在一定时间里，其内能增加了多少，并测量出太阳光垂直照射物体表面的面积，就可以计算出太阳光垂直照射地球表面时，地球表面单位时间单位面积所获得的太阳光照射的能量是多少．

　　 实验步骤如下：

　　 ①向晒水箱中倒入质量为m的清水．并用温度计测量此时水的温度t₀。

　　 ②用刻度尺测量晒水箱盖的面积S。将晒水箱开口朝向垂直阳光的方向，盖好玻璃板开始计时．经过t时间后(如3h)，再测量水的温度t_温。

③经过t时间后(如3h)，再测量水的温度t_温。

④太阳光对地球表面辐射的强度是cm(t_温－t)/(tS×50%)

(3)从实际问题的要求来看，该问题是要进行估测，因此其中有许多东西就必须进行合理地简约．如，“假设玻璃板对光的吸收可以忽略”“若实验过程中总能使太阳垂直入射”“没有热量散失”等假设都是允许的，而且是应该的．但是上述这种简约，必须会对估测结果带来一定的影响．此外，还有某些因素未给予考虑，如实验过程中天气的变化所引起的环境温度的变化等，因而，估测结果与真实值之间会有相当大的偏差是不可回避的．但就其取平均效果来说是可行的．

(05第十五届复)三、(16分)下表是某锅炉厂生产的CWNG系列三种锅炉的主要技术参数表。

CWNG系列三种锅炉主要技术参数

型号	CWNG 0.7-80/60-AII	CWNG 1.05-80/60-AII	CWNG 1.4-80/60-AII
功率/MW	(　 )	1.05	1.4
容水量/t	3	3.5	4
耗煤量	145	(　　 )	290
外型尺寸	2.7×1.5×2	3.0×1.5×2.9	3.0×1.9×2.9
烟囱尺寸/mm	Ф300×15000	Ф350×15000	Ф400×15 000
热效率/%	75	75	75
出水温度/℃	80	80	80
回水温度	60	60	60
总重量/t	5	7.5	9
运行压力	常压	常压	常压
供暖面积	6000	(　　 )	12000
循环水量	(　　 )	45	60

已知水的比热容为·℃，假设三种锅炉的燃煤效率相同，且煤均可达到完全燃烧。请根据上表回答以下问题：