專題04機械能和內(nèi)能計算專題訓(xùn)練（解析版）TOC\o"1-3"\h\u【計算1比熱容的概念及其計算】 1【計算2熱量的計算】 3【計算3熱平衡方程的應(yīng)用】 7【計算4有關(guān)熱機的計算】 10【計算5燃料的熱值及其計算】 15【計算6熱機的效率】 20【計算1比熱容的概念及其計算】 1．（2021秋?長樂區(qū)期末）一質(zhì)量是3kg、初溫為590℃的鐵塊，當(dāng)溫度降到30℃時放出了7.56×105J的熱量，則：（1）計算出鐵的比熱容（2）餐館里有一道美食叫“鐵板牛肉”，將2kg的鐵板加熱到130℃，再將九成熟的牛肉片盛放在鐵板上，等鐵板溫度降到70℃時，牛肉片已十成熟了，求鐵板在此降溫過程中放出的熱量?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【分析】（1）知道鐵塊的質(zhì)量、溫度的變化值、放出的熱量，利用吸熱公式Q吸＝cm（t﹣t0）變形求鐵塊的比熱容。（2）知道鐵板的質(zhì)量、初溫和末溫、鐵的比熱容，利用Q放＝cmΔt求鐵板放出的熱量?！窘獯稹拷猓海?）由Q放＝cm（t0﹣t）得鐵的比熱容為：c＝＝＝0.45×103J/（kg?℃）。（2）鐵板在此降溫過程中放出的熱量為：Q放＝cm（t0﹣t）＝0.45×103J/（kg?℃）×2kg×（130℃﹣70℃）＝5.4×104J。答：（1）鐵的比熱容是0.45×103J/（kg?℃）；（2）鐵板在此降溫過程中放出的熱量是5.4×104J。2．（2021秋?長汀縣校級月考）如圖所示是質(zhì)量為300g的某物質(zhì)的溫度隨加熱時間的變化圖像，前10min它吸收的熱量是7.2×103J。求該物質(zhì)的比熱容?！敬鸢浮吭撐镔|(zhì)的比熱容為0.8×103J/（kg?℃）?！痉治觥扛鶕?jù)圖中數(shù)據(jù)得出該物質(zhì)的溫度升高了30℃，根據(jù)c＝，求物質(zhì)的比熱容?！窘獯稹拷猓河蓤D像可知，該物質(zhì)10min升高溫度：Δt＝50℃﹣20℃＝30℃，由Q吸＝cmΔt得，該物質(zhì)的比熱容：c＝＝＝0.8×103J/（kg?℃）。答：該物質(zhì)的比熱容為0.8×103J/（kg?℃）。3．（2022秋?西城區(qū)校級月考）將2kg某種液體從20℃加熱到100℃（液體未沸騰），需要吸收6.4×105J的熱量，求該液體的比熱容c?！敬鸢浮吭撘后w的比熱容是4×103J/（kg?℃）【分析】根據(jù)熱量公式進行簡單的計算?！窘獯稹拷猓河深}意可知，液體的溫度的變化為：Δt＝t﹣t0＝100℃﹣20℃＝80℃根據(jù)Q＝cmΔt可得，液體的比熱容為：。答：該液體的比熱容是4×103J/（kg?℃）。4．（2022秋?陵城區(qū)期中）用兩個相同的電熱器分別給質(zhì)量都為1kg的水和某種液體加熱，每隔1分鐘記錄一次溫度，數(shù)據(jù)如右表所示，已知水的比熱容為c水＝4.2×103焦/（千克?℃）。求：①加熱1分鐘，水吸收的熱量Q水；②該液體的比熱容c液。加熱時間（分）012水的溫度（℃）202632液體的溫度（℃）203244【答案】①加熱1分鐘，水吸收的熱量為2.52×104J；②該液體的比熱容為2.1×103J/（kg?℃）。【分析】（1）根據(jù)吸熱公式Q吸＝cmΔt可得出熱量。（2）加熱時間相同則吸熱相同，再根據(jù)c＝可求出比熱容。【解答】解：①加熱1分鐘，由表格數(shù)據(jù)可知水的末溫為26℃，則水吸收的熱量為：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（26℃﹣20℃）＝2.52×104J。②用兩個相同的電熱器分別給質(zhì)量都為1kg的水和某種液體加熱，兩種液體在1min吸收的熱量相等，則液體的比熱容為：c液＝＝＝2.1×103J/（kg?℃）。答：①加熱1分鐘，水吸收的熱量為2.52×104J；②該液體的比熱容為2.1×103J/（kg?℃）?！居嬎?熱量的計算】 5．（2023?沈丘縣校級開學(xué)）小亮家有一個容積為2L的水壺，水壺里裝有初溫25℃的水，在1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，小亮用天然氣爐具對水進行加熱至沸騰，水需要吸收多少熱量？【已知水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg?℃）】【答案】水需要吸收的熱量為6.3×105J?！痉治觥扛鶕?jù)密度公式求出水的質(zhì)量，根據(jù)Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的熱量?！窘獯稹拷猓核捏w積V＝2L＝2dm3＝2×10﹣3m3，由ρ＝可知，水的質(zhì)量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3＝2kg，一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點是100℃，水吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣25℃）＝6.3×105J。答：水需要吸收的熱量為6.3×105J。6．（2023秋?順德區(qū)校級月考）用電水壺?zé)?，如果將壺?nèi)20℃的水燒開，水吸收的熱量是5.04×105J，則壺內(nèi)水的質(zhì)量是多少？[當(dāng)?shù)貧鈮簽闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓，c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【答案】壺內(nèi)水的質(zhì)量是1.5kg?！痉治觥恐浪盏臒崃亢蜏囟鹊淖兓约氨葻崛?，根據(jù)Q吸＝cmΔt求出壺內(nèi)水的質(zhì)量。【解答】解：當(dāng)?shù)貧鈮簽闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓時，水的沸點為100℃，根據(jù)Q吸＝cmΔt知壺內(nèi)水的質(zhì)量：，答：壺內(nèi)水的質(zhì)量是1.5kg。7．（2023秋?南海區(qū)校級月考）如圖所示是小華同學(xué)探究“水的沸騰”實驗的實驗圖像。已知實驗時，水的質(zhì)量為100g。求：（1）從實驗第10分鐘到第20分鐘，水吸收的熱量為多少？（2）如果這些水從第10分鐘開始吸收了8.4×103J的熱量，則水的溫度變?yōu)槎嗌?？?）小明也做了這個實驗，他用的水的初溫是78℃，等水沸騰時溫度為98℃，而水的吸收的熱量是4.2×104J，則小明實驗中所用水的質(zhì)量是多少？【答案】（1）水吸收的熱量為4.2×103J；（2）水的溫度變?yōu)?00℃；（3）小明實驗中所用水的質(zhì)量是0.5kg?！痉治觥浚?）由圖可知從實驗第10分鐘到第20分鐘水升高的溫度，根據(jù)Q吸＝cmΔt求出水吸收的熱量；（2）根據(jù)Q吸＝cm（t﹣t0）可求出水的末溫，結(jié)合一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點確定水的最終溫度；（3）根據(jù)Q吸＝cm（t﹣t0）可求出水的質(zhì)量?！窘獯稹拷猓海?）由圖可知，從實驗第10分鐘到第20分鐘水升高的溫度：Δt＝100℃﹣90℃＝10℃，在這個過程中，水吸收的熱量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg?℃）×100×10﹣3kg×10℃＝4.2×103J；（2）由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，水的末溫：t＝+t0＝+90℃＝110℃，由于一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點是100℃，所以水的最終溫度變?yōu)?00℃；（3）由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，水的質(zhì)量：m′＝＝＝0.5kg。答：（1）水吸收的熱量為4.2×103J；（2）水的溫度變?yōu)?00℃；（3）小明實驗中所用水的質(zhì)量是0.5kg。8．（2021秋?赫章縣期末）如圖所示，重慶網(wǎng)紅“木桶魚”是在木桶里放入高溫的鵝卵石，再加入質(zhì)量為2kg、初溫為60℃的魚湯，鵝卵石放熱能使魚湯沸騰（在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，魚湯的比熱容視為水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg?℃））求：（1）魚湯所吸收的熱量為多少？（2）若鵝卵石放出熱量的80%被魚湯吸收，若鵝卵石放出的這些熱量由天然氣提供，天然氣完全燃燒，則需要多少m3天然氣？（q天然氣＝3.5×107J/m3）【答案】見試題解答內(nèi)容【分析】（1）知道魚湯的質(zhì)量和初溫、末溫（在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點為100℃）以及比熱容，根據(jù)Q吸＝c水m（t﹣t0）求出魚湯所吸收的熱量；（2）根據(jù)η＝×100%求出鵝卵石放出的熱量，利用Q放＝Vq求出需要天然氣的體積。【解答】解：（1）在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點為100℃，則魚湯所吸收的熱量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×（100℃﹣60℃）＝3.36×105J；（2）由η＝×100%可得，鵝卵石放出的熱量：Q放＝＝＝4.2×105J，由Q放＝Vq可得，需要天然氣的體積：V＝＝＝0.012m3。答：（1）魚湯所吸收的熱量為3.36×105J；（2）若鵝卵石放出熱量的80%被魚湯吸收，若鵝卵石放出的這些熱量由天然氣提供，天然氣完全燃燒，則需要0.012m3天然氣。9．（2022秋?遂川縣期末）橫河實驗學(xué)校九年級物理興趣小組的同學(xué)在研究“沙子和水誰的吸熱本領(lǐng)大”時，選用了兩只完全相同的酒精燈分別給質(zhì)量都是200g的沙子和水加熱。他們繪制出沙子與水的溫度隨加熱時間變化的圖象如圖所示，已知酒精的熱值是3.0×107J/kg，水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃）。加熱時酒精燈平均每分鐘消耗0.8g酒精，那么請問：（1）圖中a圖和b圖哪個是沙子吸熱升溫的圖象？為什么？（2）加熱滿2min時，水吸收了多少熱量？（3）求出沙子的比熱容?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【分析】（1）用兩只完全相同的酒精燈，分別給水和沙子加熱，這樣做的目的是使水和沙子在相同時間吸收相同的熱量，再利用公式△t＝進行分析。（2）從圖象可知，加熱滿2min，水的溫度從20℃上升到70℃，從而可知和水的溫度變化，已知水的質(zhì)量和比熱容，可利用公式Q吸＝cm△t計算水吸收的熱量；（3）相同時間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量，從（2）可知，加熱2min水吸收的熱量，已知酒精的質(zhì)量和加熱2min酒精的溫度變化，可利用公式c＝計算沙子的比熱容?！窘獯稹拷猓海?）圖a表示的是沙子吸熱升溫的過程，因為沙子和水的質(zhì)量相等，吸收相同熱量時，沙子的比熱容比水小，從公式△t＝可知，沙子溫度升得多。（2）因為c水＝4.2×103J/（kg?℃），m水＝200g＝0.2kg，△t水＝70℃﹣20℃＝50℃，所以Q水吸＝c水m水△t水＝4.2×103J/（kg?℃）×0.2kg×（70℃﹣20℃）＝42000J。（3）因為相同時間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量，所以在2分鐘的時間內(nèi)沙子吸收的熱量：Q沙吸＝Q水吸＝42000J，又因為加熱滿2min，沙子的溫度從20℃上升到250℃，△t沙＝250℃﹣20℃＝230℃，m沙＝200g＝0.2kg所以c沙＝＝≈0.91×103J/（kg?℃）。答：（1）圖a表示的是沙子吸熱升溫的過程，因為沙子和水的質(zhì)量相等，吸收相同熱量時，沙子的比熱容比水小，從公式△t＝可知，沙子溫度升得多。（2）水吸收了42000J的熱量。（2）沙子的比熱容為0.9×103J/（kg?℃）?！居嬎?熱平衡方程的應(yīng)用】 10．（2022秋?沙坪壩區(qū)校級月考）將質(zhì)量為200g的銅塊從100℃的沸水中取出，然后迅速放入質(zhì)量為100g，溫度為15℃的某種液體中，混合后的共同溫度是35℃。不計過程中的熱損耗，已知銅的比熱容為0.4×103J/（kg?℃），求：（1）銅球釋放的熱量是多少？（2）這種液體的比熱容是多少？【答案】（1）銅球釋放的熱量是5.2×103J；（2）這種液體的比熱容是2.6×103J/（kg?℃）?！痉治觥浚?）根據(jù)Q放＝c銅m銅（t銅﹣t）可直接求出銅球釋放的熱量；（2）根據(jù)Q吸＝Q放，求出液體吸收的熱量，然后利用比熱容公式求出液體比熱容即可?！窘獯稹拷猓海?）銅球釋放的熱量為Q放＝c銅m銅（t銅﹣t）＝0.4×103J/（kg?℃）×0.2kg×（100℃﹣35℃）＝5.2×103J；（2）不計過程中的熱損耗，這種液體吸收的熱量Q吸＝Q放＝5.2×103J；這種液體的比熱容為。答：（1）銅球釋放的熱量是5.2×103J；（2）這種液體的比熱容是2.6×103J/（kg?℃）。11．（2022?蘇州模擬）如圖甲是網(wǎng)上曾熱銷一種“55度杯”，稱“能很快將開水變成適飲的溫水，而后又能將涼水變成適飲的溫水”。為破解此中秘密，某中學(xué)物理小組設(shè)計了如圖乙模型。此杯內(nèi)膽中被封存著300g水，室溫20℃，不計熱量損失，求：（1）若向杯中倒入100g、100℃開水，搖一搖，杯中水的溫度迅速降至40℃，倒入的水放出了多少熱量；（2）若向杯中倒入200g、80℃的水，搖一搖，杯中水的溫度降至t1，t1為多少？【答案】（1）倒入的水放出了熱量為25200J；（2）t1為44℃。【分析】（1）根據(jù)Q＝cm（t0﹣t）求得倒入的水求出放出的熱量；（2）根據(jù)Q＝cm（t﹣t0）和Q＝cm（t0﹣t）表示出水吸收的熱量和原來的水放出的熱量，列出平衡方程計算終溫?！窘獯稹拷猓海?）水的質(zhì)量為100g＝0.1kg，倒入的水放出了熱量為Q放＝cm1（t0﹣t）＝4.2×103J/（kg?℃）×0.1kg×（100℃﹣40℃）＝25200J；（2）不計熱量損失，放出的熱量等于吸收的熱量，故可以列等式為Q吸＝Q放，即cm1（t1﹣t0）＝cm2（t2﹣t1），代入數(shù)據(jù)可知4.2×103J/（kg?℃）×0.3kg×（t1﹣20℃）＝4.2×103J/（kg?℃）×0.2kg×（80℃﹣t1）經(jīng)整理可知t1＝44℃。答：（1）倒入的水放出了熱量為25200J；（2）t1為44℃。12．（2023秋?興寧區(qū)月考）為了測量某種液體的比熱容，把質(zhì)量為1kg的鐵塊加熱到80℃后，迅速投入質(zhì)量為2kg、溫度為20℃的待測液體中，混合后的共同溫度是30℃，不計熱量損失，鐵的比熱容c鐵＝0.46×103J/（kg?℃）。求：（1）鐵塊降低的溫度；（2）鐵塊放出的熱量；（3）這種液體的比熱容?！敬鸢浮浚?）鐵塊降低的溫度為60℃；（2）鐵塊放出的熱量為2.76×104J；（3）這種液體的比熱容為1.38×103J/（kg?℃）。【分析】（1）知道鐵塊的初溫和末溫，根據(jù)Δt鐵＝t0鐵﹣t求出鐵塊降低的溫度；（2）根據(jù)Q放＝cmΔt鐵求出鐵塊放出的熱量；（3）不熱量損失，液體吸收的熱量等于鐵塊放出的熱量，根據(jù)c＝求出這種液體的比熱容?！窘獯稹拷猓海?）鐵塊降低的溫度：Δt鐵＝t0鐵﹣t＝80℃﹣20℃＝60℃；（2）鐵塊放出的熱量：Q放＝c鐵m鐵Δt鐵＝0.46×103J/（kg?℃）×1kg×60℃＝2.76×104J；（3）不熱量損失，液體吸收的熱量Q吸＝Q放＝2.76×104J，液體升高的溫度：Δt液＝t﹣t0液＝30℃﹣20℃＝10℃，則這種液體的比熱容：c液＝＝＝1.38×103J/（kg?℃）。答：（1）鐵塊降低的溫度為60℃；（2）鐵塊放出的熱量為2.76×104J；（3）這種液體的比熱容為1.38×103J/（kg?℃）。13．（2023秋?烏當(dāng)區(qū)校級月考）在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，一質(zhì)量為2千克的金屬塊，被加熱到500℃后，立即投入質(zhì)量為1千克，溫度為20℃的冷水中，不計熱量損失，最終水的溫度升高了30℃。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]求：（1）水吸收的熱量。（2）金屬塊的比熱容。（3）取出金屬塊后，給水繼續(xù)加熱，水又吸收了1.05×105J的熱量，求水的末溫?！敬鸢浮浚?）水吸收的熱量為1.26×105J；（2）金屬塊的比熱容為0.14×103J/（kg?℃）；（3）水的末溫為75℃?！痉治觥浚?）利用吸熱公式計算水吸收的熱量；（2）由題意可知水吸收的熱量與金屬塊放出的熱量相等，根據(jù)Q吸＝Q放可求出金屬的比熱容；（3）根據(jù)Q吸＝cmΔt求出水升高的溫度?！窘獯稹拷猓海?）水吸收的熱量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg?℃）×1kg×30℃＝1.26×105J；（2）水的末溫度為：t＝Δt+t0水＝30℃+20℃＝50℃，根據(jù)題意可知，金屬塊放出的熱量與水吸收的熱量相等，即Q吸＝Q放＝1.26×105J，由Q放＝cm（t0﹣t）得金屬塊的比熱容：c金＝＝＝0.14×103J/（kg?℃）。（3）由Q吸＝cmΔt可得水升高的溫度：Δt′＝＝＝25℃，t′＝50℃+25℃＝75℃。答：（1）水吸收的熱量為1.26×105J；（2）金屬塊的比熱容為0.14×103J/（kg?℃）；（3）水的末溫為75℃。14．（2022秋?西陵區(qū)校級期中）小睿同學(xué)和實驗小組的伙伴分享交流了自己“比較水和食用油比熱容大小”的實驗，小組成員們提出可以結(jié)合數(shù)據(jù)計算出食用油的比熱容大小。小組伙伴們先結(jié)合酒精燈加熱水的相關(guān)數(shù)據(jù)計算出了酒精燈的熱效率為30%，已知用相同酒精燈及裝置將初溫20℃、質(zhì)量0.1kg的食用油加熱到230℃至其剛好沸騰時，消耗的酒精為5.6g，已知酒精的熱值為3×107J/kg。你也是該實驗小組的成員，請你結(jié)合數(shù)據(jù)計算出該食用油的比熱容?！敬鸢浮吭撌秤糜偷谋葻崛轂?.4×103J/（kg?℃）?！痉治觥扛鶕?jù)Q放＝q酒m酒算出酒精完全燃燒放出的熱量，由η＝算出食用油吸收的熱量，最后根據(jù)Q吸＝cmΔt算出食用油的比熱容?！窘獯稹拷猓壕凭耆紵懦龅臒崃繛椋篞放＝q酒m酒＝3×107J/kg×5.6×10﹣3kg＝1.68×105J，由η＝得食用油吸收的熱量為：Q吸＝ηQ放＝30%×1.68×105J＝5.04×104J，食用油升高的溫度為：Δt＝230℃﹣20℃＝210℃，根據(jù)Q吸＝cmΔt得食用油的比熱容為：c油＝＝＝2.4×103J/（kg?℃）。答：該食用油的比熱容為2.4×103J/（kg?℃）?！居嬎?有關(guān)熱機的計算】 15．（2022秋?姑蘇區(qū)校級期中）如圖為四缸發(fā)動機工作原理：內(nèi)燃機通過連桿把四個汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸的做功過程錯開，在飛輪轉(zhuǎn)動的每半周里，都有一汽缸在做功，其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。有一臺四缸發(fā)動機，其主要技術(shù)指標(biāo)如表所示。其中排量等于四個汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積指活塞從上止點到下止點所掃過的容積，又稱單缸排量，它取決于活塞的面積和活塞上下運動的距離（即沖程長）。轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù)。排量2.0L輸出功率120kW轉(zhuǎn)速6000r/min（1）該發(fā)動機在1s內(nèi)做功1.2×105J，單缸排量V＝0.5L；（2）每個做功沖程里，發(fā)動機做功W＝600J；（3）在做功沖程里，燃氣對活塞的壓強p＝1.2×106Pa?！敬鸢浮浚?）1.2×105；0.5；（2）600；（3）1.2×106?！痉治觥浚?）知道發(fā)動機的輸出功率，利用功率公式P＝算發(fā)動機在1s內(nèi)做功；知道四個缸總排量，可以求單缸排量；（2）已求出發(fā)動機1s內(nèi)做功多少，因為有四個缸同時工作，所以可以求出每個缸1s內(nèi)做功多少，又知道轉(zhuǎn)速（每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù)）為6000r/min，而四沖程內(nèi)燃機每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周、做功一次，可知1min內(nèi)做功3000次，得出1s內(nèi)做功50次，可以求每個做功沖程里發(fā)動機做功多少；（3）上面求出了在每個做功沖程，燃氣對活塞所做的功的大小，又知道單缸排量V，利用W＝pv求燃氣對活塞的壓強?！窘獯稹拷猓海?）由P＝可知，發(fā)動機在1s內(nèi)做功：W＝Pt＝120×103W×1s＝1.2×105J，四缸總排量為2.0L，則單缸排量：V＝×2.0L＝0.5L；（2）發(fā)動機在1s內(nèi)做功1.2×105J，發(fā)動機有四個缸同時工作，則每個缸1s內(nèi)做功：W＝×1.2×105J＝3×104J，由表格數(shù)據(jù)可知，發(fā)動機飛輪的轉(zhuǎn)速為6000r/min＝100r/s，四沖程內(nèi)燃機每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周、做功一次，所以發(fā)動機1s內(nèi)做功50次，每個做功沖程做功：W′＝×3×104J＝600J；（3）根據(jù)題意可知，W′＝pV，V＝0.5L＝0.5×10﹣3m3，則燃氣對活塞的壓強：p＝＝＝1.2×106Pa。故答案為：（1）1.2×105；0.5；（2）600；（3）1.2×106。16．（2021秋?蒼溪縣期中）一臺四缸四沖程的內(nèi)燃機，活塞面積是100cm2，沖程是0.3m。在第三沖程，活塞所受平均壓強是5×105Pa，在這個沖程中，活塞受到的推力是多大？燃氣所做的功是多少？如果飛輪轉(zhuǎn)速是3000r/min，這臺內(nèi)燃機燃氣做功的功率是多大?！敬鸢浮浚?）活塞受到的推力為5000N；（2）一個做功沖程中燃氣所做的功為1500J（3）該汽油機的功率為1.5×105W?！痉治觥浚?）根據(jù)壓強公式p＝計算活塞受到的推力；（2）根據(jù)公式W＝Fs計算一個做功沖程中燃氣所做的功；（3）汽油機在一個工作循環(huán)中，經(jīng)歷四個沖程，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次，由此結(jié)合飛輪轉(zhuǎn)速可知其每秒做功的次數(shù)，再根據(jù)公式P＝計算汽油機的功率。【解答】解：（1）由公式p＝可得，活塞受到的推力為：F＝pS＝5×105Pa×100×10﹣4m2＝5000N；（2）一個做功沖程中燃氣所做的功為：W＝Fs＝5000N×0.3m＝1500J；（3）汽油機在一個工作循環(huán)中，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次，該汽油機的飛輪轉(zhuǎn)速為：3000r/min＝50r/s，即該汽油機1s做功25次，對一個氣缸來說，在1s內(nèi)燃氣對活塞做的功為：W′＝W×25＝1500J×25＝37500J；由于該汽油機有4個氣缸，在1s內(nèi)燃氣對活塞做的總功為：W總＝4W′＝4×375000J＝1.5×105J，則發(fā)動機最大輸出功率的功率為：P＝＝＝1.5×105W。答：（1）活塞受到的推力為5000N；（2）一個做功沖程中燃氣所做的功為1500J（3）該汽油機的功率為1.5×105W。17．（2022秋?游仙區(qū)校級月考）如圖是新農(nóng)村建設(shè)中廣泛使用的一種小型農(nóng)用柴油機，銘牌部分信息如表所示，其中活塞行程是指一個沖程活塞移動的距離。該柴油機為單缸四沖程內(nèi)燃機，該柴油機的空燃比是14：1。“空燃比”即混合氣體中空氣和柴油的質(zhì)量比。（柴油的熱值4×107J/kg）型號HR05b活塞行程100mm轉(zhuǎn)速2400r/min輸出功率8kW效率40%（1）正常工作1min消耗柴油為多少kg？（2）每次吸氣沖程進入混合氣體的質(zhì)量為多少kg？（3）做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力為多少N？【答案】（1）正常工作1min消耗柴油為0.03kg；（2）每次吸氣沖程進入混合氣體的質(zhì)量為3.75×10﹣4kg；（3）做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力為4000N?！痉治觥浚?）根據(jù)W＝Pt算出柴油機1min輸出的有用功；根據(jù)效率公式η＝算出燃料完全燃燒放出的熱量；利用Q放＝mq計算消耗柴油的質(zhì)量；（2）飛輪（曲軸）每轉(zhuǎn)兩周對外做功一次，計算出飛輪轉(zhuǎn)動2400周對外做功的次數(shù)，據(jù)此求出做功一次消耗柴油的質(zhì)量，根據(jù)空燃比求出每次吸氣沖程進入混合氣體的質(zhì)量；（3）根據(jù)每分鐘做功次數(shù)計算出一個做功沖程燃氣對活塞做的功，由W＝Fs算出做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力?！窘獯稹拷猓海?）由P＝可知，柴油機1min輸出的有用功：W＝Pt＝8×103W×60s＝4.8×105J；由η＝可知，燃料完全燃燒放出的熱量為：Q放＝＝＝1.2×106J；由Q放＝mq可知，正常工作1min消耗柴油的質(zhì)量：m＝＝＝0.03kg；（2）由于飛輪（曲軸）每轉(zhuǎn)兩周對外做功一次，所以飛輪轉(zhuǎn)動2400周對外做功的次數(shù)為1200次，即柴油機每分鐘對外做功1200次，則柴油機做功一次消耗的柴油質(zhì)量：m0＝＝＝2.5×10﹣5kg，由于該柴油機的空燃比是14：1，所以每次吸氣沖程進入混合氣體的質(zhì)量：m′＝15m0＝15×2.5×10﹣5kg，＝3.75×10﹣4kg；（3）由于柴油機每分鐘對外做功1200次，所以柴油機一個做功沖程燃氣對活塞做的功：W′＝＝＝400J，做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力為：F＝＝＝4000N。答：（1）正常工作1min消耗柴油為0.03kg；（2）每次吸氣沖程進入混合氣體的質(zhì)量為3.75×10﹣4kg；（3）做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力為4000N。18．（2019秋?紅塔區(qū)期末）現(xiàn)代生活中最重要的交通運輸工具一汽車與我們的生活走得越來越近了。某單缸汽油發(fā)動機氣缸的活塞面積是120cm2，做功沖程中活塞移動的距離是35cm，氣體的平均壓強是5×105Pa，曲軸的轉(zhuǎn)速是300r/min。求：（1）做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力；（2）汽油機每分鐘做的功；（3）汽油機的功率?！敬鸢浮恳娫囶}解答內(nèi)容【分析】（1）根據(jù)p＝求出氣體對活塞的壓力；（2）根據(jù)W＝Fs求出氣體一次膨脹對活塞做的功，再求出每分鐘做的功；（3）根據(jù)P＝求出功率?！窘獯稹恳阎好娣eS＝120cm2＝0.012m2，距離s＝35cm＝0.35m，壓強p＝5×105Pa，曲軸的轉(zhuǎn)速是300r/min，求：（1）壓力F＝？；（2）功W＝？；（3）功率P＝？解：（1）由p＝得，做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力：F＝pS＝5×105Pa×0.012m2＝6000N；（2）氣體每次膨脹對活塞做功：W′＝Fs＝6000N×0.35m＝2100J，300r/min表示每分鐘曲軸轉(zhuǎn)動300轉(zhuǎn)，每兩轉(zhuǎn)對外做功一次，所以每分鐘做功150次，汽油機每分鐘做的功：W＝150W′＝150×2100J＝3.15×105J；（3）汽油機的功率：P＝＝＝5250W。答：（1）做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力6000N；（2）汽油機每分鐘做的功3.15×105J；（3）汽油機的功率5250W。【計算5燃料的熱值及其計算】 19．（2023?滕州市校級模擬）某同學(xué)家使用天然氣熱水器，平均每天需將100kg的水從16℃加熱到某溫度，吸收的熱量為1.68×107J；[c水＝4.2×103J/（kg?℃），q天然氣＝4.2×107J/m3]求：（1）熱水器中水升高到的溫度是多少℃？（2）若天然氣完全燃燒放出熱量的80%被水吸收，熱水器放出的熱量是多少J？平均每天消耗天然氣是多少m3？【答案】（1）熱水器中水升高到的溫度是56℃；（2）若天然氣完全燃燒放出熱量的80%被水吸收，則熱水器平均每天消耗天然氣0.5m3?！痉治觥浚?）知道水的質(zhì)量、比熱容、初溫和吸收的熱量，利用Q吸＝cmΔt計算水的末溫；（2）若天然氣完全燃燒放出熱量的80%被水吸收，即Q吸＝Q放×80%，據(jù)此求天然氣完全燃燒放出的熱量，再利用Q放＝qV求出熱水器平均每天消耗天然氣的體積?！窘獯稹拷猓海?）水升高的溫度為：＝＝40℃，水的末溫為t＝t0+Δt＝16℃+40℃＝56℃；（2）由題知，天然氣完全燃燒放出熱量的70%被水吸收，即Q吸＝Q放×80%，則天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放＝＝＝2.1×107J，由Q放＝qV可得熱水器平均每天消耗天然氣的體積：V＝＝＝0.5m3。答：（1）熱水器中水升高到的溫度是56℃；（2）若天然氣完全燃燒放出熱量的80%被水吸收，則熱水器平均每天消耗天然氣0.5m3。20．（2023秋?順德區(qū)校級月考）為了減少大氣污染，可對秸稈進行回收加工制成秸稈煤，完全燃燒2kg秸稈煤可放出4.2×107J的熱量，則這種秸稈煤的熱值多少？【答案】秸稈煤的熱值為2.1×107J/kg。【分析】知道秸稈煤的質(zhì)量和秸稈煤的放出的熱量，利用公式Q放＝mq可計算秸稈煤的熱值?！窘獯稹拷猓河蒕放＝mq可得秸稈煤的熱值為：，答：秸稈煤的熱值為2.1×107J/kg。21．（2023秋?碑林區(qū)校級月考）氫能源公交車，與傳統(tǒng)公交車相比，氫能公交車最大的特點是“零污染、零排放”，產(chǎn)物僅為電、熱和水，實現(xiàn)了真正意義的零排放，氫燃料具有清潔無污染、效率高等優(yōu)點，被認為是21世紀(jì)最理想的能源。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），q氫＝1.4×108J/kg，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓環(huán)境]求：（1）質(zhì)量為0.6kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量？（2）若這些熱量的70%被質(zhì)量為200kg、溫度為25℃的水吸收，則水升高的溫度為多少？（3）若本次投放運營的氫能公交車發(fā)動機的熱率為50%，如果完全燃燒0.6kg的氫燃料，則這些熱量能讓該氫能公交車以42kW的恒定功率勻速行駛多長時間？【答案】（1）質(zhì)量為0.6kg的氫燃料完全燃燒放出8.4×107J熱量；（2）若這些熱量的70%全部被質(zhì)量為200kg，溫度為25℃的水吸收，水升高的溫度為70℃；（3）這些熱量能讓該公交車勻速行駛1000s?！痉治觥浚?）根據(jù)Q放＝mq求質(zhì)量為0.6kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量；（2）由題知，水吸收的熱量Q吸＝70%×Q放，根據(jù)Q吸＝cmΔt求水升高的溫度；（3）由題知，公交車所做的功W＝50%×Q放，已知公交車的功率，利用t＝計算行駛時間。【解答】解：（1）0.6kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量；（2）由題知，水吸收的熱量；水升高的溫度；（3）公交車的功率為P＝42kW＝4.2×104W，公交車所做的功，公交車行駛時間。答：（1）質(zhì)量為0.6kg的氫燃料完全燃燒放出8.4×107J熱量；（2）若這些熱量的70%全部被質(zhì)量為200kg，溫度為25℃的水吸收，水升高的溫度為70℃；（3）這些熱量能讓該公交車勻速行駛1000s。22．（2023?華亭市模擬）社會發(fā)展到今天，能源危機開始困擾人類。人們正在尋找各種可能的未來能源，以維持人類社會的持續(xù)發(fā)展。2006年5月24日，歐盟、美國、中國、日本、韓國、俄羅斯和印度在布魯塞爾歐盟總部草簽了一系列關(guān)于國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆（ITER）的協(xié)議。這是人類開發(fā)新能源的一個重大嘗試，也是中國以完全平等的地位參加的最大的國際科技合作項目。熱核聚變是在上億攝氏度的高溫條件下，利用氫的同位素氘、氚在可控情況下發(fā)生的核聚變。聚變反應(yīng)中釋放出來的核能提供大量的熱量，就象造出一個“人造太陽”。反應(yīng)后的生成物是無放射性污染的氦。預(yù)期于2010年建成的實驗反應(yīng)堆，可以在16min產(chǎn)生1.44×1012J的熱量。據(jù)媒體報道：lL海水提取的氫的同位素，在完全聚變反應(yīng)中釋放的能量，相當(dāng)于300L汽油完全燃燒所釋放的熱量。請根據(jù)所提供的數(shù)據(jù)進行估算，并回答以下問題：（1）若汽油的密度約為0.7×103kg/m3，300L汽油的質(zhì)量是多少？（1L＝l×10﹣3m3）（2）若汽油的熱值約為5×107J/kg，300L汽油完全燃燒能釋放多少熱量？（3）300L汽油完全燃燒能釋放出的熱量，能將多少千克20℃的水燒開？[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【答案】（1）若汽油的密度約為0.7×103kg/m3，300L汽油的質(zhì)量是210kg；（2）若汽油的熱值約為5×107J/kg，300L汽油完全燃燒能釋放的熱量是1.05×1010J；（3）300L汽油完全燃燒能釋放出的熱量，能將3.125×104kg20℃的水燒開?！痉治觥浚?）已知汽油的密度和體積，利用公式m＝ρV可以得到質(zhì)量；（2）已知汽油的熱值和質(zhì)量，利用Q放＝mq得到完全燃燒放出的熱量；（3）知道水的比熱容、水的初溫和末溫，根據(jù)Q吸＝cmΔt可求水的質(zhì)量。【解答】解：（1）根據(jù)ρ＝可得，汽油的質(zhì)量：m＝ρV＝0.7×103kg/m3×300×10﹣3m3＝210kg；（2）300L汽油完全燃燒能釋放的熱量：Q放＝mq＝210kg×5×107J/kg＝1.05×1010J；（3）300L汽油完全燃燒能釋放出的熱量被水吸收，即Q吸＝Q放＝1.05×1010J；根據(jù)Q吸＝cm△t可知水的質(zhì)量為：m′＝＝＝3.125×104kg。答：（1）若汽油的密度約為0.7×103kg/m3，300L汽油的質(zhì)量是210kg；（2）若汽油的熱值約為5×107J/kg，300L汽油完全燃燒能釋放的熱量是1.05×1010J；（3）300L汽油完全燃燒能釋放出的熱量，能將3.125×104kg20℃的水燒開。23．（2023?東營區(qū)校級模擬）如圖是為了上山方便而修建的盤山公路。一輛質(zhì)量為6.3t的小型貨車以36km/h的速度勻速行駛，經(jīng)過6min從山腳到達山頂。已知從山腳開上山頂，貨車的牽引力保持2.5×104N不變，汽油熱值q＝4.0×107J/kg，g取10N/kg。求：（1）小貨車從山腳開到山頂?shù)倪^程中，牽引力所做的功；（2）已知從山腳到山頂豎直高度為500m，該盤山公路的機械效率；（3）小貨車在勻速爬坡的過程中，汽車的功率；（4）假如汽油完全燃燒放出熱量的40%用于牽引力做功，則貨車從山腳到山頂消耗的汽油質(zhì)量。（結(jié)果保留一位小數(shù)）【答案】（1）小貨車從山腳開到山頂?shù)倪^程中，牽引力所做的功為9×107J；（2）該盤山公路的機械效率為35%；（3）小貨車在勻速爬坡的過程中，汽車的功率為2.5×105W；（4）假如汽油完全燃燒放出熱量的40%用于牽引力做功，則貨車從山腳到山頂消耗的汽油質(zhì)量為5.625kg?！痉治觥浚?）（3）利用P＝＝＝Fv求出汽車的功率，利用W＝Pt求出小貨車從山腳開到山頂?shù)倪^程中，牽引力所做的功；（2）克服重力所做的功為有用功，利用G＝mg求出重力，再利用W＝Gh求出有用功，利用效率公式求出該盤山公路的機械效率；（4）根據(jù)效率公式求出汽油完全燃燒放出的熱量，利用Q放＝mq求出消耗汽油的質(zhì)量?！窘獯稹拷猓海?）（3）小型貨車的速度v＝36km/h＝10m/s，小貨車的功率：P＝＝＝Fv＝2.5×104N×10m/s＝2.5×105W；小貨車從山腳開到山頂?shù)倪^程中，牽引力所做的功：W＝Pt＝2.5×105W×6×60s＝9×107J；（2）小貨車的重力：G＝mg＝6.3×103kg×10N/kg＝6.3×104N，小貨車克服自身重力所做的有用功：W有＝Gh＝6.3×104N×500m＝3.15×107J，該盤山公路的機械效率：η＝×100%＝×100%＝35%；（4）由η＝可知，汽油完全燃燒放出的熱量：Q放＝＝＝2.25×108J，由Q放＝mq可知，消耗汽油的質(zhì)量：m＝＝＝5.625kg。答：（1）小貨車從山腳開到山頂?shù)倪^程中，牽引力所做的功為9×107J；（2）該盤山公路的機械效率為35%；（3）小貨車在勻速爬坡的過程中，汽車的功率為2.5×105W；（4）假如汽油完全燃燒放出熱量的40%用于牽引力做功，則貨車從山腳到山頂消耗的汽油質(zhì)量為5.625kg。24．（2023?孟州市模擬）今年3月24日，首架在我國完成總裝的空客A321飛機正式交付給航空公司。其部分參數(shù)如表所示，已知它靜止在水平地面上時與地面的總接觸面積為2m2，g取10N/kg，航空煤油的熱值為q煤油＝4.2×107J/kg。型號空客A321最大起飛質(zhì)量（kg）83000最大巡航速度（km/h900平均每小時耗油量（kg）2300燃料種類航空煤油（1）空客A321以最大起飛質(zhì)量靜止在水平地面上時，對地面的壓強為多少？（2）以最大巡航速度行駛300km，需要用時多少分鐘？（3）該飛機飛行兩個小時，消耗的燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱量可以使多少千克的水溫度升高46℃？水的比熱容為c水＝4.2×103J/（kg?℃）?！敬鸢浮浚?）空客A321以最大起飛質(zhì)量靜止在水平地面上時，對地面的壓強為4.15×105Pa；（2）以最大巡航速度行駛300km，需要用時20min；（3）該飛機飛行兩個小時，消耗的燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱量可以使1×106kg的水溫度升高46℃。【分析】（1）根據(jù)G＝mg求出空客A321以最大起飛質(zhì)量時受到的重力，空客A321以最大起飛質(zhì)量靜止在水平地面上時，對地面的壓力等于自身的重力，利用p＝求出空客A321以最大起飛質(zhì)量靜止在水平地面上時，對地面的壓強；（2）利用速度公式求出以最大巡航速度行駛300km，需要的時間；（3）求出該飛機飛行兩個小時消耗的航空煤油，利用Q放＝mq求出該飛機飛行兩個小時，消耗的燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱量，根據(jù)題意可知水吸收的熱量，根據(jù)Q吸＝cmΔt求出水的質(zhì)量?！窘獯稹拷猓海?）空客A321以最大起飛質(zhì)量時受到的重力：G＝mg＝83000kg×10N/kg＝8.3×105N，空客A321以最大起飛質(zhì)量靜止在水平地面上時，對地面的壓力：F＝G＝8.3×105N，空客A321以最大起飛質(zhì)量靜止在水平地面上時，對地面的壓強：p＝＝＝4.15×105Pa；（2）由v＝可知，以最大巡航速度行駛300km，需要的時間：t＝＝＝h＝20min；（3）該飛機飛行兩個小時消耗的航空煤油m煤油＝2×2300kg＝4600kg，該飛機飛行兩個小時，消耗的航空煤油完全燃燒產(chǎn)生的熱量：Q放＝m煤油q煤油＝4600kg×4.2×107J/kg＝1.932×1011J，根據(jù)題意可知，水吸收的熱量：Q吸＝Q放＝1.932×1011J，由Q吸＝cmΔt可知，水的質(zhì)量：m水＝＝＝1×106kg。答：（1）空客A321以最大起飛質(zhì)量靜止在水平地面上時，對地面的壓強為4.15×105Pa；（2）以最大巡航速度行駛300km，需要用時20min；（3）該飛機飛行兩個小時，消耗的燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱量可以使1×106kg的水溫度升高46℃。【計算6熱機的效率】 25．（2023?惠山區(qū)三模）《天工開物》是我國古代的科學(xué)著作，書中記載著大量的古代農(nóng)業(yè)機械。其中這樣寫道：“凡河濱有制筒車者，堰陂障流繞于車下，激輪使轉(zhuǎn)，挽水入筒，一一頃于枧內(nèi)，流入畝中，晝夜不息，百畝無憂?！痹摱挝淖置枋隽送曹囘@樣一種以水流作動力，用來取水的機械，如圖所示，若接水槽離取水處高4m，水輪上有12個取水筒，一個取水筒每次可取水4kg，筒車旋轉(zhuǎn)一周所用時間為60s。（接水槽離倒水處的高度忽略不計，g取10N/kg）（1）求該筒車旋轉(zhuǎn)一周，一個取水桶對進入接水槽的水所做的功。（2）若水流沖擊筒車的功率為40W，求筒車旋轉(zhuǎn)一周取水的機械效率。（3）若采用效率為30%的柴油發(fā)動機代替水車旋轉(zhuǎn)一小時抽相同質(zhì)量的水，需要燃燒柴油的質(zhì)量是多少克？結(jié)果取整。（柴油的熱值為：q＝4.2×107J/kg）【答案】（1）該筒車旋轉(zhuǎn)一周，一個取水桶對進入接水槽的水所做的功為160J；（2）筒車旋轉(zhuǎn)一周取水的機械效率為80%；（3）若采用效率為30%的柴油發(fā)動機代替水車旋轉(zhuǎn)一小時抽相同質(zhì)量的水，需要燃燒柴油的質(zhì)量是9克?！痉治觥浚?）根據(jù)W＝Gh求出該筒車旋轉(zhuǎn)一周對一個取水桶對進入接水槽的水所做的功；（2）根據(jù)W＝Pt求出水流所做的功，然后根據(jù)機械效率的定義求出機械效率的大?。唬?）求出該筒車1小時對水所做的功，根據(jù)效率公式可求出完全燃燒柴油放出的熱量，再根據(jù)燃燒放熱公式求出需要燃燒柴油的質(zhì)量?！窘獯稹拷猓海?）該筒車旋轉(zhuǎn)一周，一個取水桶對進入接水槽的水所做的功：W＝Gh＝mgh＝4kg×10N/kg×4m＝160J；（2）若水流沖擊筒車的功率為40W，60s水流沖擊筒車的功：W'＝Pt＝40W×60s＝2400J；筒車旋轉(zhuǎn)一周取水的機械效率：η＝×100%＝＝80%；（3）該筒車1小時對水所做的功：W水＝60×12×160J＝115200J，根據(jù)效率公式得完全燃燒柴油放出的熱量：Q放＝＝3.84×105J，根據(jù)Q放＝mq得需要燃燒柴油的質(zhì)量：m柴油＝＝≈9g。答：（1）該筒車旋轉(zhuǎn)一周，一個取水桶對進入接水槽的水所做的功為160J；（2）筒車旋轉(zhuǎn)一周取水的機械效率為80%；（3）若采用效率為30%的柴油發(fā)動機代替水車旋轉(zhuǎn)一小時抽相同質(zhì)量的水，需要燃燒柴油的質(zhì)量是9克。26．（2023秋?霍邱縣月考）一般小汽車每消耗1kg汽油就會排放2.3kg的二氧化碳氣體，為了實現(xiàn)節(jié)能減排，各種新能源汽車相繼出現(xiàn)，如圖所示為某太陽能汽車，能將太陽能轉(zhuǎn)換為電能儲存起來供汽車行駛，真正實現(xiàn)了零排放。若該太陽能汽車行駛時受到的阻力恒為900N，某天接收到的太陽能為1.08×108J，可供汽車勻速行駛30km路程。求：（1）該太陽能汽車勻速行駛30km過程中牽引力所做的功；（2）該太陽能汽車太陽能轉(zhuǎn)化為機械能的效率；（3）相比較效率為30%的汽油車，牽引力做相同的功可以減少多少千克二氧化碳氣體的排放？（汽油熱值為4.6×107J/kg）【答案】（1）該太陽能汽車勻速行駛30km過程中牽引力所做的功為2.7×107J；（2）該太陽能汽車太陽能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為25%；（3）相比較效率為30%的汽油車，牽引力做相同的功可以減少4.5kg二氧化碳氣體的排放?！痉治觥浚?）已知汽車行駛時受到的阻力，勻速直線運動的物體受力平衡，由二力平衡的條件可知汽車的牽引力，再根據(jù)W＝Fs可求出牽引力做的功；（2）根據(jù)η＝×100%求出該太陽能汽車太陽能轉(zhuǎn)化為機械能的效率；（3）根據(jù)η＝＝求出消耗汽油的質(zhì)量，然后求出二氧化碳氣體的質(zhì)量?！窘獯稹拷猓海?）該太陽能汽車勻速行駛時，牽引力與阻力是一對平衡力，即F＝f＝900N，勻速行駛30km過程中牽引力所做的功為：W＝Fs＝900N×30000m＝2.7×107J；（2）某天接收到的太陽能為E＝1.08×108J，該太陽能汽車太陽能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為：η＝×100%＝×100%＝25%；（3）如果是效率為30%的汽油車，牽引力做相同的功消耗的汽油質(zhì)量為m，由η＝＝得，m＝＝＝kg，因為每消耗1kg汽油就會排放2.3kg的二氧化碳氣體，消耗kg的汽油可以排放4.5kg的二氧化碳氣體，太陽能汽車是零排放的，即可以減少4.5kg的二氧化碳氣體排放。答：（1）該太陽能汽車勻速行駛30km過程中牽引力所做的功為2.7×107J；（2）該太陽能汽車太陽能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為25%；（3）相比較效率為30%的汽油車，牽引力做相同的功可以減少4.5kg二氧化碳氣體的排放。27．（2023秋?宛城區(qū)月考）一輛氫氣動力試驗汽車10min內(nèi)在平直路面上勻速直線行駛了1.2km，消耗了0.15kg的氫氣，假設(shè)氫氣完全燃燒，汽車發(fā)動機的效率為50%，求：（氫氣的熱值取1.4×108J/kg）（1）氫氣完全燃燒產(chǎn)生的熱量是多少？（2）發(fā)動機所做的有用功是多少？（3）汽車勻速行駛時受到的阻力是多少？【答案】（1）氫氣完全燃燒產(chǎn)生的熱量是2.1×107J；（2）發(fā)動機所做的有用功是1.05×107J；（3）汽車勻速行駛時受到的阻力是8750N?！痉治觥浚?）已知氫氣的熱值和消耗氫氣的質(zhì)量，利用Q放＝qm可求出氫氣完全燃燒放出的熱量；（2）根據(jù)η＝求出發(fā)動機所做的有用功；（3）根據(jù)W＝Fs求出汽車受到的牽引力，由二力平衡的條件可知汽車勻速行駛時受到的阻力?！窘獯稹拷猓海?）氫氣完全燃燒放出的熱量為：Q放＝qm＝1.4×108J/kg×0.15kg＝2.1×107J；（2）根據(jù)η＝可知，發(fā)動機所做的有用功為：W＝ηQ放＝50%×2.1×107J＝1.05×107J；（3）根據(jù)W＝Fs可知，汽車受到的牽引力為：F＝＝＝8750N，因汽車勻速行駛，由二力平衡的條件可知汽車的阻力為：f＝F＝8750N。答：（1）氫氣完全燃燒產(chǎn)生的熱量是2.1×107J；（2）發(fā)動機所做的有用功是1.05×107J；（3）汽車勻速行駛時受到的阻力是8750N。28．（2023秋?五華區(qū)校級月考）我國某款自主品牌小汽車在某段平直公路上進行測試時，小汽車以72km/h的速度勻速行駛了5min，消耗燃油0.4kg，小汽車發(fā)動機的牽引力是900N。求小汽車測試過程中：（q燃油＝4.5×107J/kg）（1）汽車5min內(nèi)行駛的路程；（2）消耗的燃油完全燃燒放出的熱量；（3）牽引力做的有用功；（4）發(fā)動機的熱機效率。【答案】（1）汽車5min內(nèi)行駛的路程為6000m；（2）消耗的燃油完全燃燒放出的熱量1.8×107J；（3）牽引力做的有用功5.4×106J；（4）發(fā)動機的熱機效率30%?！痉治觥浚?）知道小汽車速度和行駛的時間，由速度公式算出汽車5min內(nèi)行駛的路程；（2）知道消耗燃油的質(zhì)量，利用Q放＝mq求出燃油完全燃燒放出的熱量；（3）知道汽車勻速行駛的距離和發(fā)動機的牽引力，根據(jù)W＝Fs算出牽引力做的有用功；（4）根據(jù)η＝×100%求出發(fā)動機的熱機效率?！窘獯稹拷猓海?）根據(jù)v＝得汽車5min內(nèi)行駛的路程為：s＝vt＝m/s×5×60s＝6000m；（2）消耗的燃油完全燃燒產(chǎn)生的熱量：Q放＝mq燃油＝0.4kg×4.5×107J/kg＝1.8×107J；（3）發(fā)動機做的功：W＝Fs＝900N×6000m＝5.4×106J；（4）發(fā)動機的熱機效率：η＝×100%＝×100%＝30%。答：（1）汽車5min內(nèi)行駛的路程為6000m；（2）消耗的燃油完全燃燒放出的熱量1.8×107J；（3）牽引力做的有用功5.4×106J；（4）發(fā)動機的熱機效率30%。29．（2023秋?江岸區(qū)校級月考）圖甲是我國自主研制生產(chǎn)的一種環(huán)?；旌蟿恿嶒炂嚒Ｔ摶旌蟿恿ζ噯訒r，內(nèi)燃機不工作，車內(nèi)蓄電池輸出能量；當(dāng)高速行駛或蓄電池儲存能量過低時，內(nèi)燃機啟動，既可以向車輪輸出能量，同時又可以向蓄電池充電；當(dāng)車輛需要全力加速時，內(nèi)燃機、蓄電池可以同時向車輪輸出能量。為了保護蓄電池，當(dāng)電池使用到剩下最大容量的25%停止供電。該車行駛時所受阻力f和車速v的關(guān)系如圖乙所示，汽車的某些參數(shù)如表所示。（q汽油＝4.6×107J/kg）電機輸出最大功率/kW40電池輸出電壓/V300最大容量/J1.0×108整車質(zhì)量/t1.8（1）某次測試中，該車以50km/h的速度在平直公路上勻速行駛1h，觀察儀表盤，發(fā)現(xiàn)這段時間