10.6 燃料的利用和環(huán)境保護(hù) 一．選擇題（共10小題）1．隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，我市環(huán)境有很大改善。以下做法不利于改善環(huán)境的是（　?。?/span>A．隨地張貼小廣告 B．嚴(yán)禁燃放煙花爆竹 C．不隨地亂扔垃圾 D．減少使用化石能源【答案】A。【解析】A、隨意貼小廣告，破壞城市環(huán)境，造成城市“牛皮癬”，不利于改善環(huán)境；B、煙花爆竹在燃放過程會產(chǎn)生二氧化硫等許多有害氣體；嚴(yán)禁其燃放能改善環(huán)境；C、不隨地扔垃圾，顯然能減少城市環(huán)境的破壞，能在一定程度改善環(huán)境；D、化石能源在燃燒過程排放溫室氣體二氧化碳以及一些有害氣體一氧化碳、二氧化硫等；減少使用化石能源有利于改善環(huán)境；2．如圖所示，把熱水壺放在煤氣灶上燒水的過程中，下列說法正確的是（　?。?/span>A．煤氣的燃燒過程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能        B．煤氣燃燒越充分，它的熱值越大 C．燒水的過程是通過做功的方式改變水的內(nèi)能    D．水的溫度越高，水分子運(yùn)動越劇烈【答案】D。【解析】A、煤氣在燃燒過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯誤；B、燃料的熱值僅與燃料的種類有關(guān)，而與燃料的燃燒程度、質(zhì)量都無關(guān)，故B錯誤；C、燒水時(shí)水從火焰中吸收熱量，溫度升高，是利用熱傳遞的方式改變物體內(nèi)能的，故C錯誤；D、水的溫度越高，水分子運(yùn)動越劇烈，故D正確。3．為了減少能源的利用對環(huán)境的污染和破壞，下列做法不正確的是（　　）A．大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電     B．大力發(fā)展火力發(fā)電 C．減少化石燃料的使用     D．開發(fā)使用電能驅(qū)動的電動汽車【答案】B。【解析】A、風(fēng)能是可再生能源，風(fēng)力發(fā)電清潔、無污染。可以減少能源利用對環(huán)境的污染和破壞。故A正確；B、火力發(fā)電的原料是煤或天然氣等化石能源，屬于不可再生能源，同時(shí)發(fā)電工程會產(chǎn)生大量的二氧化碳和其他有害氣體，會加重環(huán)境污染。故B不正確；C、化石燃料屬于不可再生能源，減少化石燃料的使用，可以減少二氧化碳和其他有害氣體的排放，有助于減小環(huán)境污染。故C正確；D、電動汽車行駛過程中噪音小，無尾氣排放，能夠減少對環(huán)境的污染和破壞。故D正確。4．我國的火箭發(fā)射技術(shù)位于世界前列。為獲得強(qiáng)大的推動力，發(fā)射火箭選擇了氫燃料，這主要是考慮到氫燃料的（　　）A．密度小 B．熱值大 C．質(zhì)量小 D．比熱容大【答案】B。【解析】運(yùn)載火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，不僅液態(tài)氫的密度小，主發(fā)是考慮到氫燃料的熱值大，完全燃燒相同質(zhì)量的氫時(shí)，可以釋放出更多的熱量；故B正確，ACD錯誤。5．小文家用燃?xì)鉄崴鲗①|(zhì)量為100kg的水從20℃加熱到50℃，消耗了1m3的天然氣（假設(shè)天然氣完全燃燒）。已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值為3.2×107J/m3，則下列與該過程有關(guān)的計(jì)算結(jié)果和分析正確的是（　　）A．使燃料燃燒更充分，可以增大熱值  B．水吸收的熱量是1.26×107J C．該熱水器工作的效率 49.5%          D．熱值和熱機(jī)效率都是定值，與外界條件無關(guān)【答案】B。【解析】A、熱值是燃料的一種特性，與燃燒情況、放出熱量的多少無關(guān)，故A錯誤；B、水吸收的熱量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（50℃﹣20℃）＝1.26×107J，故B正確；C、天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放＝Vq＝1m3×3.2×107J/m3＝3.2×107J；該熱水器燒水的效率：η＝×100%＝×100%≈39.4%，故C錯誤；D、熱值取決于燃料種類，與外界條件無關(guān)；而燃料的燃燒情況、能量的損失都會影響熱機(jī)效率，故D錯誤。6．生活中的“不變”常蘊(yùn)含豐富的物理道理，下列有關(guān)“不變”的判斷正確的是（　　）A．一瓶煤油燃燒一半前后﹣﹣煤油熱值不變   B．聲音向遠(yuǎn)處傳播過程中﹣﹣聲音響度不變 C．酒精與水充分混合前后﹣﹣體積之和不變   D．物體遠(yuǎn)離平面鏡過程中﹣﹣物像間距不變【答案】A。【解析】A、因?yàn)闊嶂凳敲河偷奶匦?，將一瓶煤油倒掉一半熱值不變，?/span>A正確；B、聲音在向遠(yuǎn)處傳播的過程中，響度越來越小，故B錯誤；C、酒精與水充分混合，水分子和酒精分子進(jìn)入彼此的間隙中，混合后體積變小，故C錯誤；D、物體遠(yuǎn)離平面鏡時(shí)像距增加，物距增加，故物像間距增加，故D錯誤。7．下列說法正確的是（　?。?/span>A．燃料燃燒越充分，它的熱值就越大        B．內(nèi)燃機(jī)用水做冷卻液，是因?yàn)樗谋葻崛葺^大 C．敲擊大小不同的編鐘，發(fā)出聲音的音色不同    D．在鬧市區(qū)安裝噪聲監(jiān)測裝置，可以減弱噪聲【答案】B。【解析】A．燃料的熱值是燃料的特性，與實(shí)際燃燒情況無關(guān)，故該選項(xiàng)錯誤；B．水的比熱容比較大，等質(zhì)量物質(zhì)在升高相同溫度時(shí)，水吸收的熱量多，適合作為內(nèi)燃機(jī)的冷卻液，該選項(xiàng)正確；C．敲擊大小不同的編鐘，是音調(diào)不同，相同樂器發(fā)出的聲音的音色相同，該選項(xiàng)錯誤；D．噪聲監(jiān)測裝置只能監(jiān)測噪聲等級，不能減弱，該選項(xiàng)錯誤。8．西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號運(yùn)載火箭，于2019年4月20日將第四十四顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功送上太空。下列說法中正確的是（　?。?/span>A．火箭使用液氫燃料，主要是利用了液氫的比熱容大 B．火箭升空過程中，燃料燃燒將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 C．北斗導(dǎo)航衛(wèi)星加速升空過程中，其動能和重力勢能均增大 D．北斗導(dǎo)航衛(wèi)星加速升空過程中，其慣性增大【答案】C。【解析】A、發(fā)射火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質(zhì)量的氫時(shí)，可以釋放出更多的熱量，故A錯誤；B、火箭升空的過程中，燃料燃燒釋放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B錯誤；C、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星加速升空的過程中，速度增大，高度增大，因此動能和重力勢能都增大，機(jī)械能的總量也增大，故C正確；D、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星加速升空過程中，其質(zhì)量不變，慣性不變，故D錯誤。9．某載重汽車自重12t，車輪與地面的總接觸面積為0.5m2，汽車以72km/h的速度在平直公路上勻速行駛時(shí)，柴油發(fā)動機(jī)的功率為210kW，每行駛43s消耗柴油700g，柴油的熱值為4.3×107J/kg。下列說法中（　?。?/span>①完全燃燒700g柴油放出的熱量為3.01×109J②該柴油發(fā)動機(jī)效率為30%③汽車的牽引力為1.05×104N④若公路所能承受的最大壓強(qiáng)為8×105Pa，汽車最多能裝載40t的貨物A．只有①②正確 B．只有③④正確 C．只有①③正確 D．只有②③正確【答案】D。【解析】①完全燃燒700g干木柴放出的熱量：Q放＝m柴油q＝0.7kg×4.3×107J/kg＝3.01×107J，故①錯誤；②柴油發(fā)動機(jī)做功：W＝Pt＝210×103W×43s＝9.03×106J，柴油發(fā)動機(jī)的效率：η＝×100%＝×100%＝30%，故②正確；③汽車速度：v＝72km/h＝72×m/s＝20m/s，由P＝＝＝Fv得，汽車的牽引力：F＝＝＝1.05×104N，故③正確；④由p＝得，公路所能承受的最大壓力：F＝pS＝8×105Pa×0.5m2＝4×105N，汽車與貨物的質(zhì)量之和：m總＝＝＝＝4×104kg＝40t，汽車最多能裝載貨物質(zhì)量：m＝m總﹣m車＝40t﹣12t＝28t，故④錯誤。綜上，①④錯誤，②③正確。10．關(guān)于內(nèi)能及其利用，下列說法正確的是（　　）A．熱值高的燃料，燃燒放出的熱量多    B．“炙手可熱”是通過熱傳遞改變物體內(nèi)能的 C．熱機(jī)的做功沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能    D．冬天對手哈氣取暖是利用做功來改變內(nèi)能的【答案】B。【解析】A．燃料燃燒放出熱量的多少與燃料的熱值、質(zhì)量以及燃料是否完全燃燒都有關(guān)，所以熱值高的燃料，燃燒放出的熱量不一定多，故A錯誤；B．“炙手可熱”是手與高溫物體間發(fā)生了內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，是通過熱傳遞改變了手的內(nèi)能，故B正確；C．熱機(jī)的做功沖程，將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞運(yùn)動的機(jī)械能，故C錯誤；D．冬天對手哈氣取暖是利用熱傳遞來改變內(nèi)能的，故D錯誤。二．填空題（共5小題）11．我國長征運(yùn)載火箭選用液態(tài)氫做燃料，主要是因?yàn)橐簯B(tài)氫的　熱值　高；火箭外表涂有一層特殊物質(zhì)，可利用該物質(zhì)在發(fā)生物態(tài)變化時(shí)要　吸　熱，從而避免高速運(yùn)行的火箭溫度過高。【答案】熱值；吸。【解析】（1）運(yùn)載火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質(zhì)量的氫時(shí)，可以釋放出更多的熱量；（2）為保證火箭安全，箭體上涂有一層特殊固體物質(zhì)，在高溫下先熔化，再汽化，因?yàn)槿刍⑵瘯r(shí)要吸收大量的熱，這樣箭體的溫度就不會太高。12．2019年6月5日，我國首次用固體燃料運(yùn)載火箭把“文昌物聯(lián)一號”衛(wèi)星成功送上太空?；鸺l(fā)射時(shí)要選用熱值　大　的固體燃料（選填“大”或“小”），燃料的質(zhì)量減少，熱值　不變　（選填“變小”或“不變”）。【答案】大；不變。【解析】火箭發(fā)射時(shí)要選用熱值大的固體燃料，原因是熱值大，完全燃燒相同質(zhì)量時(shí)，可以放出更多的熱量；熱值是燃料的特性，只與燃料的種類有關(guān)，與其質(zhì)量、是否燃燒和燃燒是否充分無關(guān)，所以在燃料的質(zhì)量減少時(shí)熱值不變。13．利用先進(jìn)工藝和科學(xué)方法，可以使垃圾變廢為寶。若從1噸垃圾中能提煉出140kg燃料油，燃料油的熱值為4.5×107J/kg，則這些燃料油完全燃燒時(shí)釋放出的熱量為　6.3×109　J，這些熱量可以使　30000　kg的水溫度升高50℃．[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]【答案】6.3×109；30000。【解析】完全燃燒140kg這種燃料油放出的熱量：Q放＝mq＝140kg×4.5×107J/kg＝6.3×109J，由題知，水吸收的熱量Q吸＝Q放＝6.3×109J，由Q＝cm△t可得，m＝＝＝30000kg。14．小明家有輛排量1.6L的汽車，行駛100km油耗約為5kg，汽油的熱值為4.6×107J/kg，若這些汽油完全燃燒，可放出　2.3×108　J熱量，燃油汽車產(chǎn)生的　噪聲（或尾氣）　對環(huán)境會造成污染。【答案】2.3×108；噪聲（或尾氣）。【解析】這些汽油完全燃燒放出的熱量：Q＝mq＝5kg×4.6×107J/kg＝2.3×108J；燃油汽車產(chǎn)生的噪聲（或尾氣）會對環(huán)境會造成污染。15．我們每天都在產(chǎn)生大量垃圾，合理分類和利用垃圾是我們面臨的一個(gè)重大課題。某垃圾處理廠處理垃圾時(shí)提煉出了200kg燃料油，若燃料油的熱值為4.0×107J/kg，則這些燃油完全燃燒放出的熱量為　8.0×109　J，燃料油燃燒時(shí)發(fā)熱，燃料油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為　內(nèi)　能。【答案】8.0×109；內(nèi)。【解析】（1）這些燃油完全燃燒放出的熱量：Q＝mq＝200kg×4.0×107J/kg＝8.0×109J；（2）燃料油燃燒時(shí)發(fā)熱，燃料油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。三．實(shí)驗(yàn)探究題（共4小題）16．李明同學(xué)探究了“不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象”，同時(shí)又探究了“不同燃料燃燒的放熱能力”，他設(shè)計(jì)了如圖所示的甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)裝置：（1）你認(rèn)為探究“不同燃料燃燒的放熱能力”他應(yīng)選用　乙　組器材。（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)秒表是用在　甲　組實(shí)驗(yàn)中。甲組實(shí)驗(yàn)中沙子和水的　質(zhì)量　要必須相等，通過　加熱時(shí)間　來反映物質(zhì)吸收熱量的多少，。【答案】（1）乙；（2）甲；質(zhì)量；加熱時(shí)間。【解析】（1）比較不同燃料燃燒的放熱能力，要使用質(zhì)量相同的不同燃料，通過燃料燃燒使相同質(zhì)量的同種液體吸熱，通過比較液體升高的溫度，根據(jù)Q＝cm△t得出不同燃料放出熱量的多少，故探究“不同燃料燃燒的放熱能力”應(yīng)選用乙組器材。（2）在研究不同物質(zhì)吸熱升溫的實(shí)驗(yàn)時(shí)，要控制不同物質(zhì)吸熱相同，由轉(zhuǎn)換法可知，使用相同的酒精燈通過加熱時(shí)間的長短來比較吸熱多少，故秒表是用在甲組實(shí)驗(yàn)中；不同物質(zhì)吸熱升溫與物質(zhì)種類和質(zhì)量有關(guān)，所以甲組實(shí)驗(yàn)中沙子和水的質(zhì)量應(yīng)相同；17．如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置完全相同，燃料的質(zhì)量都為10g，燒杯內(nèi)液體的質(zhì)量都相同。（1）比較不同燃料的熱值應(yīng)選擇　乙丙　兩個(gè)裝置，比較不同物質(zhì)的比熱容應(yīng)選擇　甲乙　兩個(gè)裝置（選填裝置序號甲、乙、丙），選擇的理由是我們物理中研究問題常用到的一種方法是　控制變量　法（2）在“比較不同燃料的熱值”的實(shí)驗(yàn)中，通過觀察溫度計(jì)　示數(shù)的變化　比較燃料燃燒放出熱量的多少，這種研究問題的方法叫做　轉(zhuǎn)換　法。（3）若甲圖燒杯中為500g的水，10g酒精完全燃燒溫度計(jì)示數(shù)升高了20℃，水吸收的熱量是　4.2×104　J，如果認(rèn)為若酒精完全燃燒且放出的熱量全部被水吸收，則酒精的熱值是　4.2×106　J/kg，算出的熱值比標(biāo)準(zhǔn)值　偏小　。（選填“偏大”、“偏小”或“一樣”）。[水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃）]【答案】（1）乙丙；   甲乙；  控制變量；（2）示數(shù)的變化；轉(zhuǎn)換；（3）4.2×104 ；  4.2×106  ；偏小。【解析】（1）為了比較熱值大小要用不同的燃料，加熱同一種液體，讓液體的質(zhì)量相同，通過溫度計(jì)的示數(shù)的變化得出吸熱多少，進(jìn)而判斷熱值大小，應(yīng)選擇乙和丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；為了比較兩種液體的比熱容，需要燃燒相同的燃料，加熱不同的液體，讓液體的質(zhì)量和溫度的變化相同，通過比較加熱時(shí)間，進(jìn)而判斷兩種比熱容的大小關(guān)系，應(yīng)選擇甲和乙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這用到了控制變量法；（2）燃料完全燃燒放出的熱量的多少，是通過溫度計(jì)示數(shù)的變化來反應(yīng)，這用到了轉(zhuǎn)換法；（3）水吸收的熱量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×0.5kg×20℃＝4.2×104J；如果認(rèn)為若酒精完全燃燒且放出的熱量全部被水吸收，即Q放＝Q吸＝4.2×104J；根據(jù)Q放＝mq知酒精的熱值：q酒精＝＝＝4.2×106J/kg，因?yàn)榧訜釙r(shí)有熱量的散失以及燃料不完全燃燒，會使得測量的熱值偏小。18．在“比較質(zhì)量相等的不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量”實(shí)驗(yàn)中，小林選用碎紙片和酒精為燃料進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。（1）小林將天平放在水平桌面上并將游碼歸零后，若指針靜止時(shí)位置如圖1所示，則他應(yīng)將平衡螺母向　左　端調(diào)節(jié)；圖2是正確測量所用碎紙片質(zhì)量時(shí)的場景，此時(shí)游碼所處位置如圖3所示，則他還應(yīng)稱量　6.5　g的酒精；（2）小林組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示，他在器材安裝中的一處錯誤是　溫度計(jì)的玻璃泡接觸到了容器底　；（3）本實(shí)驗(yàn)中，燃料完全燃燒放出熱量的多少是通過　溫度計(jì)的示數(shù)變化　來反映的。（4）正確組裝實(shí)驗(yàn)裝置后，小林用（1）中所稱量的碎紙片和酒精分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，正確采集的數(shù)據(jù)如表所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小林卻得出了與事實(shí)相反的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)量相同的碎紙片和酒精完全燃燒后，碎紙片放出的熱量較多。你認(rèn)為他在實(shí)驗(yàn)中最有可能遺漏的操作是　沒有控制被加熱水的質(zhì)量相等　。溫度燃料加熱前的水溫/℃燃料燃盡時(shí)的水溫/℃水溫的變化/℃酒精206545碎紙片208060【答案】（1）左；6.5；（2）溫度計(jì)的玻璃泡接觸到了容器底；（3）溫度計(jì)的示數(shù)變化；（4）沒有控制被加熱水的質(zhì)量相等。【解析】（1）把天平放在水平桌面上，將游碼調(diào)到標(biāo)尺左端的零刻線處；此時(shí)指針偏向右側(cè)，說明天平的左側(cè)上翹，平衡螺母應(yīng)向左移動；如圖2和3所示，碎紙片的質(zhì)量m＝5g+1.5g＝6.5g；為了比較熱值大小，要用相同質(zhì)量的不同的燃料，所以則他還應(yīng)稱量6.5g的酒精；（2）由圖4知，實(shí)驗(yàn)中溫度計(jì)的玻璃泡碰到了容器底；（3）為了比較熱值大小，要用相同質(zhì)量的不同的燃料，加熱同一種液體，讓液體的質(zhì)量相同，通過溫度計(jì)的示數(shù)高低得出吸熱多少，進(jìn)而判斷熱值大小；（4）實(shí)驗(yàn)中要用相同質(zhì)量的不同的燃料，加熱同一種液體，讓液體的質(zhì)量相同，而小林卻得出了與事實(shí)相反的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)量相同的碎紙片和酒精完全燃燒后，碎紙片放出的熱量較多，可能是沒有控制被加熱水的質(zhì)量相等。19．小明和小輝學(xué)習(xí)了燃料的熱值后，他們一起設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)來探究煤油和菜籽油的熱值的大小關(guān)系。他們組裝了如圖1和2所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄結(jié)果見下表：燃料加熱前的水溫/℃燃料燃盡后水溫/℃煤油2544菜籽油2534（1）為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論的可靠性，小明和小輝選擇兩套完全相同的裝置，并且控制油的質(zhì)量以及水的質(zhì)量相等。但對于兩杯水的初溫他們的看法卻不同。請將下列他們的想法補(bǔ)充完整。①小輝認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中是直接用　水溫升高的多少　來表示煤油和菜籽油放出熱量的多少。所以，實(shí)驗(yàn)中兩杯水的初溫可以不同。②小明認(rèn)為如果兩杯水的初溫不同，那么水的蒸發(fā)快慢以及水與周圍環(huán)境的溫差都不相同，于是兩杯水的　熱量損失　就不相同，就有可能會出現(xiàn)燃料燃燒放出的熱量多，而水吸收的熱量少、水溫變化低的情況。所以，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須控制水的初溫相同。③你認(rèn)為　小明　（選填“小明”或“小輝”）的想法更合理。（2）根據(jù)他們的實(shí)驗(yàn)記錄，你認(rèn)為煤油和菜籽油兩種燃料中，熱值較大是　煤油　。（3）小明和小輝在實(shí)驗(yàn)前用天平分別測出了燒杯中水的質(zhì)量以及燃油的質(zhì)量。并由記錄的數(shù)據(jù)，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）計(jì)算出了水吸收的熱量。小輝他想通過這些數(shù)據(jù)計(jì)算出煤油和菜籽油的熱值。你認(rèn)為他的計(jì)算結(jié)果是　不可靠　的（選填“可靠”或“不可靠”）。理由是　燃油不可能完全燃燒且燃油燃燒放出的熱量不能完全被水吸收　（只寫出一條即可）。【答案】（1）①水溫升高的多少；②熱量損失；③小明；（2）煤油；（3）不可靠；燃油不可能完全燃燒且燃油燃燒放出的熱量不能完全被水吸收。【解析】（1）①質(zhì)量相同的水，溫度變化越大，說明吸收熱量越多，所以實(shí)驗(yàn)中通過水溫升高的多少來表示煤油和菜籽油放出熱量的多少；②根據(jù)熱傳遞的條件，水溫與周圍環(huán)境溫度相差越大，越容易發(fā)生熱傳遞，若水的初溫不同，便可造成水的散熱情況不同，所以實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制水的初溫相同；③由上分析知，小明的分析更加合理；（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，相同質(zhì)量的兩種燃料燃燒完后，煤油的水溫升高較大，說明煤油放出的熱量較多，即煤油的熱值較大；（3）在實(shí)驗(yàn)過程中，燃油不可能完全燃燒，且燃料燃燒放出的熱量一部分直接散失掉、一部分被燒杯吸收，同時(shí)水也會向外散熱，所以不能通過水吸收的熱量得出燃料燃燒放出的熱量，進(jìn)而計(jì)算燃料的熱值。四．計(jì)算題（共3小題）20．如圖所示是一款無人駕駛汽車原型圖。汽車自動駕駛時(shí)使用雷達(dá)傳感器，以及激光測距器來了解周圍的交通狀況。該款車以20m/s的速度在一段平直的公路上勻速行駛了3km時(shí)，消耗汽油0.4kg。假設(shè)汽油完全燃燒，汽油的熱值為4.5×107J/kg，汽油機(jī)的效率為30%，那么在這段運(yùn)動過程中，求：（1）該汽車發(fā)動機(jī)做的有用功是多少？（2）汽車行駛中受到的阻力多大？【解析】（1）汽油完全燃燒放出的熱量為Q＝mq＝0.4kg×4.5×107J/kg＝1.8×107J，因?yàn)?/span>η＝，所以W有用＝ηQ總＝30%×1.8×107J＝5.4×106J；（2）因?yàn)?/span>W＝Fs，所以發(fā)動機(jī)的牽引力為F＝＝＝1800N，由二力平衡可知，阻力：f＝F＝1800N。答：（1）該汽車發(fā)動機(jī)做的有用功是5.4×106J；（2）汽車行駛中受到的阻力為1800N。21．5月6日，聊城首批30輛氫燃料新能源公交車投放使用。氫燃料具有清潔無污染、效率高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是22世紀(jì)最理想的能源，[c水＝4.2×103J/（kg?℃）；q氫＝1.4×108J/kg）求：（1）質(zhì)量為0.3kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量；（2）若這些熱量全部被質(zhì)量為200kg，溫度為15℃的水吸收，則水升高的溫度；（3）某氫能源公交車以140kW的恒定功率做勻速行駛，如果0.3kg的氫燃料完全燃燒獲得熱量的焦耳數(shù)和公交車所做的功相等，則這些熱量能讓該公交車勻速行駛多長時(shí)間。【解析】（1）0.3kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量：Q＝mq＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J；（2）水吸收的熱量：Q吸＝Q放＝4.2×107J，由Q吸＝cm△t得水升高溫度：△t＝＝＝50℃；（3）公交車所做的功：W＝Q放＝4.2×107J，由P＝得公交車行駛時(shí)間：t＝＝＝300s。答：（1）質(zhì)量為0.3kg的氫燃料完全燃燒放出4.2×107J熱量；（2）若這些熱量全部被質(zhì)量為200kg，溫度為15℃的水吸收，則水升高50℃；（3）這些熱量能讓該公交車勻速行駛300s。22．上汽大通FCV80是國內(nèi)第一款運(yùn)用全新準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)的燃料電池輕客車型，它是用氫氣代替石油作為燃料，用燃料電池代替發(fā)動機(jī)，氫氣在燃料電池中與氧氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生電能據(jù)悉，其功率可達(dá)75kW，續(xù)航里程可達(dá)500km。已知車載儲氫罐的氫存儲量為6.2kg氫氣的熱值為1.4×108J/kg。（1）一罐氫氣完全燃燒放出的熱量是多少？（2）若該車以最大功率勻速行駛時(shí)，速度可達(dá)108km/h，此時(shí)該車所受的阻力是多大？（3）在某次測試中發(fā)現(xiàn)，該車以最大功率行駛時(shí)，每消耗一罐氫氣能行駛1.5h，則該車燃料的效率是多少？（保留一位小數(shù)）【解析】（1）一罐氫氣完全燃燒放出的熱量：Q放＝mq＝6.2kg×1.4×108J/kg＝8.68×108J；（2）該車的速度：v＝108km/h＝108×m/s＝30m/s，根據(jù)P＝＝＝Fv得，該車以最大功率用最高速度勻速直線行駛時(shí)，所受阻力：f＝F牽＝＝＝2500N；（3）該車以最大功率行駛1.5h所做有用功：W有＝Pt＝75×103W×1.5×3600s＝4.05×108J，燃料效率：η＝×100%＝×100%≈46.7%。答：（1）一罐氫氣完全燃燒放出的熱量是8.68×108J；（2）若該車以最大功率勻速行駛時(shí)，速度可達(dá)108km/h，此時(shí)該車所受的阻力是2500N；（3）在某次測試中發(fā)現(xiàn)，該車以最大功率行駛時(shí)，每消耗一罐氫氣能行駛1.5h，則該車燃料的效率是46.7%。

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