《2025年学习指要九年级物理全一册人教版》

例2 (1405)【物理学与日常生活】随着人们生活水平的不断提高,小汽车已成为人们交通出行的工具之一。国产某品牌小汽车某次出行时,以恒定为750 N的牵引力在平直路面上匀速行驶3.6 km,消耗汽油0.2 kg。求:($q= 4.5×10^{7}J/kg$)
(1)0.2 kg的汽油完全燃烧放出的热量;
(2)小汽车汽油机的热机效率。

答案：
(1)已知汽油质量$m = 0.2\ kg$，汽油的热值$q=4.5× 10^{7}\ J/kg$，根据热量计算公式$Q_{放}=mq$，可得$0.2\ kg$汽油完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=mq = 0.2\ kg×4.5× 10^{7}\ J/kg=9× 10^{6}\ J$
(2)小汽车在平直路面上匀速行驶，牵引力$F = 750\ N$，行驶路程$s=3.6\ km=3600\ m$，根据功的计算公式$W = Fs$，可得牵引力做的有用功：
$W=Fs=750\ N×3600\ m=2.7× 10^{6}\ J$
热机效率$\eta=\frac{W}{Q_{放}}×100\%$，则：
$\eta=\frac{2.7× 10^{6}\ J}{9× 10^{6}\ J}×100\% = 30\%$
(1)$9× 10^{6}\ J$
(2)$30\%$

例3 (1406)【物理学与社会发展】当今太阳能热水器已经在全国城乡得到广泛使用,如图所示。某太阳能热水器在冬季有效日照时段里,能将$8^{\circ }C$、100 L水加热到$38^{\circ }C$。问:[水的比热容为$4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)$,水的密度为$1.0×10^{3}kg/m^{3}$]

(1)热水器中水的质量是多少?
(2)在此过程中,水吸收了多少热量?
(3)若此期间太阳辐射到热水器的热量为$4.2×10^{7}J$,则该热水器的效率是多少?

答案：
(1) $V = 100L = 0.1m^{3}$，由$\rho=\frac{m}{V}$可得，水的质量：$m = \rho V = 1.0×10^{3}kg/m^{3}×0.1m^{3} = 100kg$。
(2) 水吸收的热量：$Q_{吸}=cm(t - t_{0}) = 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×100kg×(38^{\circ}C - 8^{\circ}C) = 1.26×10^{7}J$。
(3) 该热水器的效率：$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{总}}×100\%=\frac{1.26×10^{7}J}{4.2×10^{7}J}×100\% = 30\%$。
综上，答案依次为：
(1) $100kg$；
(2) $1.26×10^{7}J$；
(3) $30\%$。

易错 没有弄清楚热值的概念
(1405)关于$q= \frac {Q}{m}$的理解,下列说法中正确的是(D)。
A.当燃料未燃烧时,其热值为零
B.若燃料燃烧不充分时,热值将减小
C.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
D.某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关

答案： D