Question

7．燃?xì)庠顭�水時，把質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水加熱到70℃，共燃燒了0.02m³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8.4×l0⁷J/m³．
求：（1）水吸收的熱量；
（2）燃?xì)庠顭�水時的效率；
（3）如果一清潔能源汽車發(fā)動機(jī)天然氣燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是40%，汽車以72km/h勻速行駛，受到的阻力位2000N，這些天然氣可以讓這輛汽車行駛多少m？

Answer 1

分析 （1）知道水的質(zhì)量、水的比熱容，求出水溫度的升高值，利用吸熱公式Q_吸=cm△t求水吸收的熱量；
（2）由Q_放=Vq可求出天然氣完全燃燒放出的熱量，水吸收的熱量跟天然氣完全燃燒放出的熱量之比等于燃?xì)庠顭�水的效率�?br />（3）由題知，清潔能源汽車發(fā)動機(jī)天然氣燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是40%，可求轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能，由于汽車勻速行駛，汽車的牽引力等于受到的阻力，再利用W=Fs求汽車行駛的路程．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×2kg×（70℃-20℃）=4.2×10⁵J；
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量：
Q_放=Vq=0.02m³×8.4×10⁷J/m³=1.68×10⁶J；
燃?xì)庠畹男�率�?br />η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{1.68×1{0}^{6}J}$×100%=25%．
（3）因?yàn)榍鍧嵞茉雌�車發(fā)動機(jī)天然氣燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是40%，
所以轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能：
W=Q_放×40%=1.68×10⁶J×40%=6.72×10⁵J，
因?yàn)槠�車勻速行駛，汽車的牽引力�?br />F=f=2000N，
由W=Fs得汽車行駛的路程：
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{2000N}$=336m．
答：（1）水吸收的熱量為4.2×10⁵J；
（2）燃?xì)庠顭�水時的效率為25%；
（3）這些天然氣可以讓這輛汽車行駛336m．

點(diǎn)評 本題主要考查了燃料完全燃燒放熱公式Q_放=Vq、吸熱公式Q_吸=cm△t=cm（t-t₀）和效率公式的掌握和運(yùn)用，雖知識點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，但都屬于基礎(chǔ)，難度不大．