《2025年启东中学作业本九年级物理上册苏科版苏北专版》

7. 出于对安全和环保的考虑,市政府为喜爱户外烧烤的市民提供了专门的场所.烧烤的主要燃料是木炭.求$[c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C),q_{木炭}= 3.4×10^{7}J/kg]$
(1)84g的木炭完全燃烧放出多少热量?
(2)如果这些热量全部被水吸收,则能使初温为$20^{\circ}C$、质量为17kg的水温度升高多少?

答案： 解：
(1)84g 的木炭完全燃烧放出的热量 $Q_{放}=m_{木炭}q_{木炭}=0.084kg×3.4×10^{7}J/kg=2.856×10^{6}J$。
(2)$Q_{吸}=Q_{放}=2.856×10^{6}J$，
由 $Q_{吸}=cmΔt$ 可得水的温度升高
$Δt=\frac {Q_{吸}}{c_{水}m_{水}}=\frac {2.856×10^{6}J}{4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)×17kg}=40^{\circ }C$。

8. 大量农作物秸秆在田间被随意焚烧不仅造成资源浪费、环境污染,而且极易引发火灾.为解决这一问题,现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤.若燃烧秆浆煤可以使50kg、$20^{\circ}C的水温度升高到80^{\circ}C$.求:$[秆浆煤的热值q = 2.4×10^{7}J/kg,c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)]$
(1)水吸收的热量.
(2)如果秆浆煤完全燃烧释放的热量有30%被水吸收,需要秆浆煤的质量.

答案： 解：
(1)水吸收的热量
$Q_{吸}=c_{水}m(t-t_{0})=4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)×50kg×(80^{\circ }C-20^{\circ }C)=1.26×10^{7}J$。
(2)由 $η=\frac {Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%$ 可得秆浆煤完全燃烧放出的热量
$Q_{放}=\frac {Q_{吸}}{30\% }=\frac {1.26×10^{7}J}{30\% }=4.2×10^{7}J$，
由 $Q_{放}=mq$ 得需要秆浆煤的质量
$m'=\frac {Q_{放}}{q}=\frac {4.2×10^{7}J}{2.4×10^{7}J/kg}=1.75kg$。

9. 某家用汽车重为$1.5×10^{4}N$,当汽车以72km/h的速度匀速直线行驶了0.5h时,消耗汽油3kg,其间受到的阻力为车重的0.08倍.已知汽油的热值为$4.6×10^{7}J/kg$.在此过程中,求:
(1)牵引力做功的功率.
(2)汽车发动机的效率.(百分号前保留1位小数,发动机的效率是指用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,即$\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}×100\%$)

答案： 解：
(1)汽车的速度 $v=72km/h=20m/s$，
汽车通过的路程 $s=vt=20m/s×0.5×3600s=36000m$，
由于汽车匀速直线行驶，则牵引力 $F=f=0.08G=0.08×1.5×10^{4}N=1.2×10^{3}N$，
则牵引力做功的功率
$P=\frac {W}{t}=\frac {Fs}{t}=Fv=1.2×10^{3}N×20m/s=2.4×10^{4}W$。
(2)汽车的牵引力所做的功(即有用功)
$W_{有用}=Fs=1.2×10^{3}N×36000m=4.32×10^{7}J$，
汽油完全燃烧放出的热量
$Q_{放}=mq=3kg×4.6×10^{7}J/kg=1.38×10^{8}J$，
汽车发动机的效率
$η=\frac {W_{有用}}{Q_{放}}×100\% =\frac {4.32×10^{7}J}{1.38×10^{8}J}×100\% ≈31.3\%$。