第十二章 内能与热机 综合评价卷
时间:60分钟 满分:100分
班级: 学号: 姓名: 成绩:
一、选择题(共15小题,每小题2分,共30分)
1.端午节煮粽子时,厨房飘满了粽子的清香,这说明( )
A.分子间存在吸引力
B.分子间存在排斥力
C.分子不停地在无规则运动
D.液体分子连续分布,气体分子间有间隙
2.生活中很多人喜爱吃咸鸭蛋,下列关于咸鸭蛋所涉及的物理知识正确的是( )
A.煮熟鸭蛋是通过做功来增大鸭蛋的内能的
B.蛋壳能轻松被敲碎,说明蛋壳分子间不存在引力
C.腌制鸭蛋是通过扩散使盐进入蛋中的
D.刚出锅的咸鸭蛋逐渐变凉,说明分子运动逐渐停止
3.2024年4月30日,神舟十七号返回舱进入大气层,与大气摩擦形成高温“火球”进入黑障区。下列改变内能的方式与“火球”形成方式相同的是( )
A.冰镇饮料 B.搓手取暖
C.泡脚取暖 D.天然气烧水
4.下列对成语或俗语中蕴含的物理知识的描述正确的是( )
A.近墨者黑——分子间只存在引力
B.炙手可热——做功改变物体的内能
C.酒香不怕巷子深——分子不停地做无规则运动
D.早穿皮袄午穿纱——沙漠地区多沙石,沙石的比热容较大
5.面点师傅炸油条时,用天然气将油加热至沸腾,把和好的面拉成长条放入油中炸至金黄。关于其中涉及的物理知识,下列说法正确的是( )
A.刚出锅的油条烫手,是由于油条含有的热量多
B.闻到了油条的香味,说明分子在不停地做无规则运动
C.天然气燃烧越充分,放出的热量越多,热值越大
D.油条温度升高,是通过做功的方式来增大内能的
6.质量相等、初温相同的铁块和铜块(已知c铁>c铜),使它们吸收相同的热量后让它们彼此接触,则( )
A.热量从铁块传到铜块
B.热量从铜块传到铁块
C.铁块和铜块间无热传递发生
D.条件不足,无法确定
7.冬至时节吃饺子,下列关于煮饺子过程中蕴含的物理知识的说法正确的是( )
A.冷冻的饺子没有内能
B.冷冻饺子升温过程中内能不变
C.刚煮熟的饺子含有的热量多
D.煮熟的饺子香气四溢是扩散现象
8.如图甲所示,某同学在矿泉水瓶内装入少量水,拧上瓶盖,用力扭压瓶身,然后,轻轻扭动瓶盖,发现瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾;如图乙、丙所示是内燃机的两个工作冲程。下列说法不正确的是( )
甲 乙 丙
①图甲瓶盖冲出的过程中,瓶内气体内能不变
②扭转瓶子的过程是通过热传递的方式增加瓶内气体内能的
③瓶内生成白雾发生了汽化现象
④图丙内燃机的工作冲程与瓶盖冲出过程的能量转化是一致的
A.①②④ B.③④
C.①②③ D.①③
9.下列关于燃料热值的说法正确的是( )
A.燃料燃烧越充分,其热值越大
B.燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少
C.一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将减小
D.焦炭的热值是3.0×107 J/kg,完全燃烧1 kg焦炭能放出3.0×107 J的热量
10.下列有关热机的说法正确的是( )
A.汽油机顶部是火花塞,吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物
B.柴油汽车排气管有时冒黑烟,因为柴油燃烧不充分,其热值变小
C.内燃机压缩冲程时燃气体积增大,内能减少,温度升高
D.热机效率可以等于1
11.涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机,其大致工作过程是:空气通过进气道进入压气机,被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合,燃料在燃烧室燃烧后,产生的高温高压气体推动涡轮转动,从而输出动力。下列与该发动机工作过程相关的说法正确的是( )
A.燃烧室中燃料燃烧越充分,发动机效率越高
B.燃料和压缩空气混合后,燃料的热值增大
C.压气机压缩空气,空气的内能减小
D.高温高压气体推动涡轮转动时,将机械能转化为内能
12.家用燃油汽车的发动机主要是汽油机,下列说法正确的是( )
A.汽油机的效率能达到100%
B.汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C.汽油机的一个工作循环中,对外做功4次
D.汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
13.下列关于如图所示热学实验的说法正确的是 ( )
甲 乙 丙 丁
A.图甲气体扩散实验中只有二氧化氮分子在不停地做无规则运动
B.图乙两个紧压在一起的铅柱没有被重物拉开,是因为铅柱的分子之间存在斥力
C.图丙用电加热器给食用油加热,随着温度的升高,食用油的内能
增加
D.图丁水蒸气的压力把塞子推出去,这个过程中的能量转化和汽油机压缩冲程的能量转化相同
14.如图所示是根据“探究不同物质吸热能力”的实验数据绘制的a、b物质的温度—时间图像,实验中两种物质的质量相同,初温度相同,选用的加热器相同,由图像可知( )
A.加热相同时间,a物质吸收热量多,比热容小
B.加热时间相同,a物质的末温度高,比热容大
C.吸收热量相同,b物质温度升高慢,比热容小
D.吸收热量相同,b物质的末温度低,比热容大
15.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内液体质量及液体初温均相同。不考虑热量损失,燃料点燃直至燃尽,三装置烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图丁所示。下列判断正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A.液体a的比热容是液体b的两倍
B.0～t1时间内甲、乙、丙装置中液体吸收的热量相等
C.燃料燃尽时乙中液体a吸收的热量小于丙中液体b吸收的热量
D.利用装置乙和丙进行实验可以比较燃料2和燃料1的热值大小
二、填空题(共5小题,每空1分,共16分)
16.校门口新搬来一个烤臭豆腐的小摊,同学们远远就能闻到臭豆腐的味道,这属于 现象,臭豆腐经烧烤后,更容易入味,说明分子运动的快慢与 有关;一小块晶体处于熔化状态时,温度不变,其内能 (选填“增大”“减少”或“不变”)。汽车发动机常用水作冷却剂,主要是利用水的 大的特性。
17.2024年10月30日4时27分,搭载着神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。选用液态氢作燃料是因为氢具有较大的 ;火箭在大气层中上升时,与空气摩擦,箭体表面温度升高,内能 ,此过程中的能量转化和热机的 冲程相同。
18.如图所示是四冲程汽油机的某个冲程,它正处于 冲程,该冲程将机械能转化为 能,若该汽油机飞轮的转速是60 r/s,则汽油机每秒钟对外做功 次。
19.小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘的温度-时间图像如图所示,由图可知,甲物质的比热容 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙物质的比热容。用酒精灯给物体加热,物体内能增大、温度升高,这是通过 方式实现的。实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
20.人类发展史也是利用燃料的历史,干木柴、煤的放热本领不同,是因为它们的 (选填“热值”“热量”或“温度”)不同,完全燃烧0.28 m3的天然气可放出 J的热量,这些热量若全部被水吸收,可让 kg的水温度升高20 ℃。[已知天然气热值q=3.0×107 J/m3,水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
三、简答题(共2小题,每小题5分,共10分)
21.(1)一个圆形铁片由“冷若冰霜”,变成“炙手可热”。甲同学认为一定是通过加热方式实现的,乙同学认为不一定是通过加热方式实现的,还有其他的实现方式。你认为哪位同学正确 请简要说明理由。
(2)丙同学认为:热量只能由高温物体向低温物体传递。但是,丁同学却认为,只要条件合适,热量也可能由低温物体向高温物体传递。你认为哪位同学正确 请举例说明。
22.如图所示,向装有少量水的烧瓶缓慢打气,突然塞子跳起来,同时瓶内出现了“白气”,请你用物理学的知识解释该现象。
四、实验探究题(共2小题,23题8分,24题12分,共20分)
23.某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
甲 乙
(1)加热前,在一个烧杯中倒入240 mL的水,为了使水和煤油的质量相同,需要在另一个相同烧杯中倒入 mL的煤油。(ρ水=1.0×
103 kg/m3,ρ煤油=0.8×103 kg/m3)
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油,每隔1 min记录一次温度,整个实验操作无误。图乙中,若图线②反映水的温度随时间的变化规律,则图线 (填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律,加热过程中,煤油的热值 (选填“变大”“不变”或
“变小”)。
(3)同时停止加热,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比 (选填“大于”“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。
24.小华学习了热学知识后,为了加深对比热容、热值的理解,设计如下实验,可完成吸热能力实验和热值实验。甲、乙、丙三个装置,燃料和液体除种类不同之外,质量相等,其他装置完全相同。
图1
图2
(1)为了研究不同物质的吸热能力,利用 两装置进行实验,根据数据作出了两种液体的温度随时间变化的关系图像,如图2所示;①实验中不同物质的吸热多少是通过 (选填“温度计示数变化”或“加热时间”)来反映的;
②已知b液体的比热容是1.8×103 J/(kg·℃),则a液体的比热容是 J/(kg·℃);
(2)为了研究不同燃料的热值,应选择 两装置进行实验。在实验前用天平测出了两烧杯中液体的质量相同,及燃料的质量相同,这样可以通过 (选填“温度计示数变化”或“加热时间”)直观感知哪种燃料的热值大。若a、b液体的比热容已知,记录相关数据,可以计算出吸收热量和燃料放出的热量,从而计算燃料热值。但此方法计算的热值与实际燃料热值相比 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
五、计算题(共3小题,25题6分,26题9分,27题9分,共24分)
25.中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳,合成液态燃料,作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验,测量该燃料的热值。
①在空酒精灯内加入适量该液态燃料,得到“燃料灯”;
②在空烧杯内加入1 kg水,测得水的初温为31 ℃,点燃“燃料灯”开始加热;
③当水恰好沸腾时,立即熄灭“燃料灯”,测得“燃料灯”消耗燃料30 g。
已知实验时气压为标准大气压,c水=4.2×103 J/(kg·℃),用该装置加热水的效率为42%。求:
(1)此过程中,烧杯内水吸收的热量。
(2)该液态燃料的热值。
26.一辆汽车为某高速公路做通车测试。汽车以120 km/h的速度匀速通过60 km的水平路段,消耗汽油3 kg,发动机的效率是30%。求:(g取10 N/kg,汽油的热值q=4.6×107 J/kg)
(1)汽车行驶时间。
(2)汽油完全燃烧释放的热量。
(3)汽车牵引力做功的功率。
27.小明家新买了一台容积为40 L的天然气热水器。小明学习了热效率知识后,尝试估测该热水器的热效率,他把出水温度设置为40 ℃后,开始加热。当水温达到40 ℃时,自动停止加热。已知自来水初始温度为20 ℃,使用了0.1 m3天然气,天然气的热值q天然气=4.2×107 J/m3,水的比热容c水=4.2×103 J/(kg· ℃),水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3。求:
(1)水箱中水的质量。
(2)水箱中水吸收的热量。
(3)该热水器的热效率。第十二章 内能与热机 综合评价卷
时间:60分钟 满分:100分
班级: 学号: 姓名: 成绩:
一、选择题(共15小题,每小题2分,共30分)
1.端午节煮粽子时,厨房飘满了粽子的清香,这说明(C)
A.分子间存在吸引力
B.分子间存在排斥力
C.分子不停地在无规则运动
D.液体分子连续分布,气体分子间有间隙
2.生活中很多人喜爱吃咸鸭蛋,下列关于咸鸭蛋所涉及的物理知识正确的是(C)
A.煮熟鸭蛋是通过做功来增大鸭蛋的内能的
B.蛋壳能轻松被敲碎,说明蛋壳分子间不存在引力
C.腌制鸭蛋是通过扩散使盐进入蛋中的
D.刚出锅的咸鸭蛋逐渐变凉,说明分子运动逐渐停止
3.2024年4月30日,神舟十七号返回舱进入大气层,与大气摩擦形成高温“火球”进入黑障区。下列改变内能的方式与“火球”形成方式相同的是(B)
A.冰镇饮料 B.搓手取暖
C.泡脚取暖 D.天然气烧水
4.下列对成语或俗语中蕴含的物理知识的描述正确的是(C)
A.近墨者黑——分子间只存在引力
B.炙手可热——做功改变物体的内能
C.酒香不怕巷子深——分子不停地做无规则运动
D.早穿皮袄午穿纱——沙漠地区多沙石,沙石的比热容较大
5.面点师傅炸油条时,用天然气将油加热至沸腾,把和好的面拉成长条放入油中炸至金黄。关于其中涉及的物理知识,下列说法正确的是(B)
A.刚出锅的油条烫手,是由于油条含有的热量多
B.闻到了油条的香味,说明分子在不停地做无规则运动
C.天然气燃烧越充分,放出的热量越多,热值越大
D.油条温度升高,是通过做功的方式来增大内能的
6.质量相等、初温相同的铁块和铜块(已知c铁>c铜),使它们吸收相同的热量后让它们彼此接触,则(B)
A.热量从铁块传到铜块
B.热量从铜块传到铁块
C.铁块和铜块间无热传递发生
D.条件不足,无法确定
7.冬至时节吃饺子,下列关于煮饺子过程中蕴含的物理知识的说法正确的是(D)
A.冷冻的饺子没有内能
B.冷冻饺子升温过程中内能不变
C.刚煮熟的饺子含有的热量多
D.煮熟的饺子香气四溢是扩散现象
8.如图甲所示,某同学在矿泉水瓶内装入少量水,拧上瓶盖,用力扭压瓶身,然后,轻轻扭动瓶盖,发现瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾;如图乙、丙所示是内燃机的两个工作冲程。下列说法不正确的是(C)
甲 乙 丙
①图甲瓶盖冲出的过程中,瓶内气体内能不变
②扭转瓶子的过程是通过热传递的方式增加瓶内气体内能的
③瓶内生成白雾发生了汽化现象
④图丙内燃机的工作冲程与瓶盖冲出过程的能量转化是一致的
A.①②④ B.③④
C.①②③ D.①③
9.下列关于燃料热值的说法正确的是(D)
A.燃料燃烧越充分,其热值越大
B.燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少
C.一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将减小
D.焦炭的热值是3.0×107 J/kg,完全燃烧1 kg焦炭能放出3.0×107 J的热量
10.下列有关热机的说法正确的是(A)
A.汽油机顶部是火花塞,吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物
B.柴油汽车排气管有时冒黑烟,因为柴油燃烧不充分,其热值变小
C.内燃机压缩冲程时燃气体积增大,内能减少,温度升高
D.热机效率可以等于1
11.涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机,其大致工作过程是:空气通过进气道进入压气机,被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合,燃料在燃烧室燃烧后,产生的高温高压气体推动涡轮转动,从而输出动力。下列与该发动机工作过程相关的说法正确的是(A)
A.燃烧室中燃料燃烧越充分,发动机效率越高
B.燃料和压缩空气混合后,燃料的热值增大
C.压气机压缩空气,空气的内能减小
D.高温高压气体推动涡轮转动时,将机械能转化为内能
12.家用燃油汽车的发动机主要是汽油机,下列说法正确的是(B)
A.汽油机的效率能达到100%
B.汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C.汽油机的一个工作循环中,对外做功4次
D.汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
13.下列关于如图所示热学实验的说法正确的是 (C)
甲 乙 丙 丁
A.图甲气体扩散实验中只有二氧化氮分子在不停地做无规则运动
B.图乙两个紧压在一起的铅柱没有被重物拉开,是因为铅柱的分子之间存在斥力
C.图丙用电加热器给食用油加热,随着温度的升高,食用油的内能
增加
D.图丁水蒸气的压力把塞子推出去,这个过程中的能量转化和汽油机压缩冲程的能量转化相同
14.如图所示是根据“探究不同物质吸热能力”的实验数据绘制的a、b物质的温度—时间图像,实验中两种物质的质量相同,初温度相同,选用的加热器相同,由图像可知(D)
A.加热相同时间,a物质吸收热量多,比热容小
B.加热时间相同,a物质的末温度高,比热容大
C.吸收热量相同,b物质温度升高慢,比热容小
D.吸收热量相同,b物质的末温度低,比热容大
15.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内液体质量及液体初温均相同。不考虑热量损失,燃料点燃直至燃尽,三装置烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图丁所示。下列判断正确的是(C)
甲 乙 丙 丁
A.液体a的比热容是液体b的两倍
B.0～t1时间内甲、乙、丙装置中液体吸收的热量相等
C.燃料燃尽时乙中液体a吸收的热量小于丙中液体b吸收的热量
D.利用装置乙和丙进行实验可以比较燃料2和燃料1的热值大小
二、填空题(共5小题,每空1分,共16分)
16.校门口新搬来一个烤臭豆腐的小摊,同学们远远就能闻到臭豆腐的味道,这属于 扩散 现象,臭豆腐经烧烤后,更容易入味,说明分子运动的快慢与 温度 有关;一小块晶体处于熔化状态时,温度不变,其内能 增大 (选填“增大”“减少”或“不变”)。汽车发动机常用水作冷却剂,主要是利用水的 比热容 大的特性。
17.2024年10月30日4时27分,搭载着神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。选用液态氢作燃料是因为氢具有较大的 热值 ;火箭在大气层中上升时,与空气摩擦,箭体表面温度升高,内能 增加 ,此过程中的能量转化和热机的 压缩 冲程相同。
18.如图所示是四冲程汽油机的某个冲程,它正处于 压缩 冲程,该冲程将机械能转化为 内 能,若该汽油机飞轮的转速是60 r/s,则汽油机每秒钟对外做功 30 次。
19.小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘的温度-时间图像如图所示,由图可知,甲物质的比热容 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙物质的比热容。用酒精灯给物体加热,物体内能增大、温度升高,这是通过 热传递 方式实现的。实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
20.人类发展史也是利用燃料的历史,干木柴、煤的放热本领不同,是因为它们的 热值 (选填“热值”“热量”或“温度”)不同,完全燃烧0.28 m3的天然气可放出 8.4×106 J的热量,这些热量若全部被水吸收,可让 100 kg的水温度升高20 ℃。[已知天然气热值q=3.0×107 J/m3,水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
三、简答题(共2小题,每小题5分,共10分)
21.(1)一个圆形铁片由“冷若冰霜”,变成“炙手可热”。甲同学认为一定是通过加热方式实现的,乙同学认为不一定是通过加热方式实现的,还有其他的实现方式。你认为哪位同学正确 请简要说明理由。
(2)丙同学认为:热量只能由高温物体向低温物体传递。但是,丁同学却认为,只要条件合适,热量也可能由低温物体向高温物体传递。你认为哪位同学正确 请举例说明。
答案:(1)铁片由“冷若冰霜”,变成“炙手可热”,铁片的温度升高,内能变大,而改变内能的方式除了热传递还有做功,所以还可以通过做功的方式来实现铁片的温度升高,如摩擦铁片,将机械能转化为内能,铁片的温度也会升高,故乙同学的说法正确。
(2)热量自发地从高温物体向低温物体传递,不能自发地从低温物体向高温物体传递。在适当条件下,如机械做功,热量也可以由低温物体向高温物体传递;冰箱工作时,通过电流做功,将热量从温度较低的内部传递到温度较高的外部,从而保持冰箱内部的低温,故丁同学的说法正确。
22.如图所示,向装有少量水的烧瓶缓慢打气,突然塞子跳起来,同时瓶内出现了“白气”,请你用物理学的知识解释该现象。
答案:当塞子跳起来时,可以看到瓶内出现“白气”,说明水蒸气液化成了可以看到的小水滴。在这个过程中,气体膨胀对外做功,温度降低,内能减少。
四、实验探究题(共2小题,23题8分,24题12分,共20分)
23.某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
甲 乙
(1)加热前,在一个烧杯中倒入240 mL的水,为了使水和煤油的质量相同,需要在另一个相同烧杯中倒入 300 mL的煤油。(ρ水=1.0×
103 kg/m3,ρ煤油=0.8×103 kg/m3)
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油,每隔1 min记录一次温度,整个实验操作无误。图乙中,若图线②反映水的温度随时间的变化规律,则图线 ① (填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律,加热过程中,煤油的热值 不变 (选填“变大”“不变”或
“变小”)。
(3)同时停止加热,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比 大于 (选填“大于”“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。
24.小华学习了热学知识后,为了加深对比热容、热值的理解,设计如下实验,可完成吸热能力实验和热值实验。甲、乙、丙三个装置,燃料和液体除种类不同之外,质量相等,其他装置完全相同。
图1
图2
(1)为了研究不同物质的吸热能力,利用 甲、丙 两装置进行实验,根据数据作出了两种液体的温度随时间变化的关系图像,如图2所示;①实验中不同物质的吸热多少是通过 加热时间 (选填“温度计示数变化”或“加热时间”)来反映的;
②已知b液体的比热容是1.8×103 J/(kg·℃),则a液体的比热容是 0.9×103 J/(kg·℃);
(2)为了研究不同燃料的热值,应选择 甲、乙 两装置进行实验。在实验前用天平测出了两烧杯中液体的质量相同,及燃料的质量相同,这样可以通过 温度计示数变化 (选填“温度计示数变化”或“加热时间”)直观感知哪种燃料的热值大。若a、b液体的比热容已知,记录相关数据,可以计算出吸收热量和燃料放出的热量,从而计算燃料热值。但此方法计算的热值与实际燃料热值相比 偏小 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
五、计算题(共3小题,25题6分,26题9分,27题9分,共24分)
25.中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳,合成液态燃料,作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验,测量该燃料的热值。
①在空酒精灯内加入适量该液态燃料,得到“燃料灯”;
②在空烧杯内加入1 kg水,测得水的初温为31 ℃,点燃“燃料灯”开始加热;
③当水恰好沸腾时,立即熄灭“燃料灯”,测得“燃料灯”消耗燃料30 g。
已知实验时气压为标准大气压,c水=4.2×103 J/(kg·℃),用该装置加热水的效率为42%。求:
(1)此过程中,烧杯内水吸收的热量。
(2)该液态燃料的热值。
解析:(1)水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃-31 ℃)=
2.898×105 J。
(2)液态燃料燃烧放出的热量为Q放===6.9×105 J,
其热值为q===2.3×107 J/kg。
答案:(1)2.898×105 J (2)2.3×107 J/kg
26.一辆汽车为某高速公路做通车测试。汽车以120 km/h的速度匀速通过60 km的水平路段,消耗汽油3 kg,发动机的效率是30%。求:(g取10 N/kg,汽油的热值q=4.6×107 J/kg)
(1)汽车行驶时间。
(2)汽油完全燃烧释放的热量。
(3)汽车牵引力做功的功率。
解析:(1)由v=可得,汽车通过这段路程所需的时间t===
0.5 h。
(2)汽油完全燃烧释放的热量Q=mq=3 kg×4.6×107 J/kg=1.38×108 J。
(3)由η=×100%可得,牵引力所做的功W=ηQ=30%×1.38×108 J=
4.14×107 J,
汽车牵引力做功的功率P===2.3×104 W。
答案:(1)0.5 h (2)1.38×108 J (3)2.3×104 W
27.小明家新买了一台容积为40 L的天然气热水器。小明学习了热效率知识后,尝试估测该热水器的热效率,他把出水温度设置为40 ℃后,开始加热。当水温达到40 ℃时,自动停止加热。已知自来水初始温度为20 ℃,使用了0.1 m3天然气,天然气的热值q天然气=4.2×107 J/m3,水的比热容c水=4.2×103 J/(kg· ℃),水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3。求:
(1)水箱中水的质量。
(2)水箱中水吸收的热量。
(3)该热水器的热效率。
解析:(1)水箱中水的体积V=40 L=40×10-3 m3,由密度公式得水箱中水的质量
m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×40×10-3 m3=40 kg。
(2)水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg· ℃)×40 kg×
(40 ℃-20 ℃)=3.36×106 J。
(3)天然气完全燃烧释放的热量Q放=q天然气V气=4.2×107 J/m3×0.1 m3=
4.2×106 J,
该热水器的热效率η=×100%=×100%=80%。
答案:(1)40 kg (2)3.36×106 J (3)80%
