《2025年名校课堂九年级物理上册沪粤版江西专版》

【例 1】用酒精灯给质量为 200 g、初温为 45℃的水加热。一段时间后温度计的示数为 95℃，水的比热容 $ c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg·℃) $，酒精热值 $ q=3.0×10^{7}J/kg $。求：
(1)水吸收的热量。
(2)若不计热量损失，这些热量需要完全燃烧酒精的质量。
(3)若实际上消耗了 2.8 g 酒精，则用此酒精灯烧水的效率。

答案： 解:
(1)水吸收的热量:
$Q_{吸}=c_{水}m(t_{2}-t_{1})=4.2× 10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)×200× 10^{-3}\ kg×(95\ ^{\circ}C-45\ ^{\circ}C)=4.2× 10^{4}\ J$
(2)若不计热量损失,即$Q_{放}=Q_{吸}=4.2× 10^{4}\ J$,由$Q_{放}=mq$得,需完全燃烧酒精的质量:
$m_{酒精}=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{4.2× 10^{4}\ J}{3× 10^{7}\ J/kg}=1.4× 10^{-3}\ kg=1.4\ g$
(3)2.8 g酒精完全燃烧放出的热量:
$Q_{放}'=m_{酒精}'q=2.8× 10^{-3}\ kg×3.0× 10^{7}\ J/kg=8.4× 10^{4}\ J$
此酒精灯烧水的效率:
$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}'}×100\%=\frac{4.2× 10^{4}\ J}{8.4× 10^{4}\ J}×100\% =50\%$

【例 2】“运 - 20 机票致敬白衣战士”登上热搜，无数网友点赞，若运 - 20 在高空中飞行时在恒定的水平推力 $ F $ 的作用下，以 720 km/h 的速度沿水平方向匀速航行 1 h，需要完全燃烧航空煤油 4800 kg，已知飞机发动机的机械功率是 $ 3.2×10^{7}W $，航空煤油的热值为 $ 4×10^{7}J/kg $。求：
(1)4800 kg 航空煤油完全燃烧放出的热量。
(2)发动机获得的水平推力 $ F $ 做的功。
(3)该飞机发动机的效率。

答案： 解:
(1)航空煤油完全燃烧放出的热量:
$Q_{放}=mq=4800\ kg×4× 10^{7}\ J/kg=1.92× 10^{11}\ J$
(2)发动机获得的水平推力F做的功:
$W=Pt=3.2× 10^{7}\ W×1× 3600\ s=1.152× 10^{11}\ J$
(3)该飞机发动机的效率:
$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.152× 10^{11}\ J}{1.92× 10^{11}\ J}×100\% =60\%$

1. (2024·亳州谯城区期中)液氢燃料具有来源广、热值高、无污染等特点，其应用前景非常广阔。实验测得：完全燃烧 0.6 kg 液氢，放出来的热量相当于完全燃烧 2.8 kg、热值为 $ 3×10^{7}J/kg $ 的焦炭所放出的热量。则液氢的热值是 1.4×10^{8} J/kg。

答案： $1.4×10^{8}$

2. 平直的公路上，一辆汽车以 90 km/h 的速度匀速行驶，汽车所受的阻力为 1840 N，匀速行驶 100 km 消耗汽油 10 kg，这辆汽车发动机的效率为 40% 。(汽油的热值为 $ 4.6×10^{7}J/kg $)

答案： 40%