《2025年同步解析与测评学考练九年级物理上册人教版广东专版》

3. 在标准大气压下,使用煤气灶将质量为2kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量是$6.72×10^{5}J$,若不计热量损失,此过程需要完全燃烧0.016kg的煤气,未使用完的煤气的热值不变(选填“增大”“减小”或“不变”)。已知水的比热容${c}_{水}= 4.2× {10}^{3}J/(kg\cdot {℃)}$,煤气的热值${q}_{煤气}= 4.2× {10}^{7}J/kg$。

答案： $6.72×10^{5}J$ 0.016 不变
【解析】水吸收的热量$Q_{吸}=cm_{水}\Delta t=4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)×2kg×(100^{\circ }C-20^{\circ }C)=6.72×10^{5}J$;不计热量损失,根据$Q_{吸}=Q_{放}=mq$,所以需要完全燃烧煤气的质量$m=\frac {Q_{吸}}{q}=\frac {6.72×10^{5}J}{4.2×10^{7}J/kg}=0.016kg$;热值是燃料的一种特性,其大小取决于物质的种类,与燃料的质量、放出的热量、是否完全燃烧无关,即未使用完的煤气的热值不变。

【典型例题4】(2024·山东日照中考)有一种小型单缸四冲程汽油机,每个工作循环做功500J,曲轴的转速是300r/min,每分钟消耗汽油5g。则该汽油机的功率是______W,热机效率是______。已知${q}_{汽油}= 4.6× {10}^{7}J/kg$。

答案：
思路导引 单缸四冲程汽油机的一个工作循环飞轮转2圈,完成4个冲程,做功一次,因此汽油机每分钟共有150个工作循环,对外做功150次,则汽油机工作1min做的功$W= 150× 500J= 7.5× {10}^{4}J$,该汽油机的功率$P= \frac{W}{t}= \frac{7.5× {10}^{4}J}{60s}= 1250W$。质量为5g的汽油完全燃烧释放的热量${Q}_{放}= m{q}_{汽油}= 5× {10}^{-3}× 4.6× {10}^{7}J/kg= 2.3× {10}^{5}J$,满负荷工作时这种汽油机把内能转化为机械能的热机效率$\eta =\frac{W}{{Q}_{放}}= \frac{7.5× {10}^{4}J}{2.3× {10}^{5}J}= 32.6\%$。
答案 1250 32.6%
关键点拨
有关热机效率计算的关系图

热机效率$\to \left\{\begin{array}{l}{W}_{有用}= Fs= Pt\\ \eta =\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}\\ {Q}_{放}= mq(或Vq)\end{array} \right.$