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喷气发动机

随着航天和航空事业的发展，普通的内燃机已经不能提供足够的动力，人们迫切需要大功率的发动机以提高飞行器的飞行速度，因此 喷气发动机就应运而生，它主要有涡轮喷气发动机 和火箭发动机．

涡轮喷气发动机使压缩缩后的混合气体在燃烧室燃烧（如图甲），燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出，其目大的反冲推力成为飞机的推进力，减小发动机的体积和质量，使用高能燃料，可以获得更人的推进力．

火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似，主要的差别是：火箭自带燃料和氧化剂（如图乙），涡轮喷气发动机只带燃料，利用空气做氧化剂，同涡轮喷气发动机相比较，火箭发动机的最大特点是：它自身既带燃料，又带氧化剂，靠氧化剂来助燃，不需要从周围大气层中汲取氧气所以它不但能在大气层内也可以在大气层之外的宇宙真空中工作．

火箭发动机可用于航天器推进，也可用于导弹等在大气层内飞行．迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的推进装置，都是火箭发动机，火箭发动机基本都是内燃机．

（ 1 ）喷气发动机把燃气的内能转化为 _____ ，从而提供动力．

（ 2 ）据中央电视台新闻联播报道， 2017 年 4 月 20 日 19 时 41 分长征七号火箭搭载 “ 快递小哥 ” 天舟一号（图丙）货运飞船成功发射升空．发射天舟一号的遥二运载火箭使用的燃料主要是液态氢，这是因为氢 _____ ．

A ．比热容大 B ．凝固点低 C ．热值大 D ．沸点低

（ 3 ）喷气压缩发动机使混合气体在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部高速喷出过程中，燃气的温度是不断变化的，下列能大致反应燃气温度随时间而变化的是 _____ ．

A． B． C． D．

（ 4 ）涡轮喷气发动机 _____ （能 / 不能）在大气层外工作；

（ 5 ）美 F﹣1 是有史以来人类制造的推力最大的火箭发动机， F﹣1 设计海平面平均推力约为 6.8×10 ⁶ 牛，这样大的竖直向上推力能够在 5 台并联的时候，将起飞质量 3000 多吨的土星 5 号火箭在 150 秒的时间内推到约 6.4×10 ⁴ 米的高度，同时最大速度达到 2.76 千米 / 秒．美 F﹣1I 火箭发动机的设计海平面推力的平均功率约为 _____ W．

答案

机械能 C D 不能 2.9×10 ⁹

【解析】

（ 1） 根据短文知道，喷气发动机工作过程中是燃料的化学能先转化为内能，在把内能再转化为机械能；

（ 2 ）火箭采用液态氢作为燃料，是因为液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量，故选 C；

（ 3 ）从能量转化的角度看，内燃机在压缩冲程中，将机械能转化为内能，所以燃气的温度升高；在做功冲程中，气体推动活塞对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，燃气温度降低，所以燃气温度随时间而变化是先升高，后降低，故 D 较符合题意，故选 D；

（ 4） 因为涡轮喷气发动机只带燃料，利用空气做氧化剂，所以涡轮喷气发动机不能在大气层外工作；

（ 5） 根据题意知道 ， 推力做功是 ： W=Fs =6.8×10 ⁶ N×6.4×10 ⁴ m=4.352×10 ¹¹ J；

推力的平均功率约是 ： P=W/t =4.352×10 ¹¹ J/150s≈2.9×10 ⁹ W

点睛 ： 本题综合考查了能量的转化、热值的特性、内燃机工作过程中燃气温度的变化特点、涡轮发动机的工作特点以及功和功率的计算，涉及知识点较多，是一道综合性题目 ．