设计汽车发动机时，既要考虑能量的利用效率，也要考虑发动机的冷却问题。某单缸四冲程汽油机在工作时为了防止温度过高，用水的循环来降低发动机温度。实验测得行驶时该发动机消耗了0.03kg的汽油，克服阻力做功为4.5×105J，冷却系统中5kg的水的温度升高了40℃。[q汽油=5×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)]求：

1. 设计汽车发动机时，既要考虑能量的利用效率，也要考虑发动机的冷却问题。某单缸四冲程汽油机在工作时为了防止温度过高，用水的循环来降低发动机温度。实验测得行驶时该发动机消耗了0.03kg的汽油，克服阻力做功为4.5×10⁵J，冷却系统中5kg的水的温度升高了40℃。[q_汽油=5×10⁷J/kg，c_水=4.2×10³J/(kg·℃)]求：

(1) 冷却系统中的水所吸收的热量是多少J？

(2) 汽油完全燃烧放出的热量是多少J？

(3) 该汽油机此次工作的效率为多少？

【考点】

热量的计算; 燃料的热值; 热机的效率;

【答案】

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综合题普通

1. 我国近年来大力开发太阳能热水器。下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息。【水的比热容 c=4.2×10³J/（kg·℃）】

太阳照射时间

（h）

装水量

（kg）

吸热板面积

（m ²）

水升高的温度

（℃）

太阳辐射功率

J/ (m² ·h)

10

100

2

50

2.1×10⁶

太阳辐射功率是指 1h 内投射到 1m² 面积上的热量，求：

(1) 水吸收的热量；

(2) 太阳投射到热水器的热量 E=J；

(3) 太阳能热水器的效率；

(4) 如果水吸收的热量由天然气来提供，需完全燃烧多少 m³的天然气？(q=4×10⁷J/m³ ，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)

综合题普通

2. 煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机。某县在冬季利用地热能为用户取暖，县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为 $\text{[math]}$ 。

(1) 每小时流出的水是多少kg？

(2) 求每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量；

(3) 这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则利用上述地热能供暖一小时相当于可以节约多少天然气？（天然气的热值为 $\text{[math]}$ ）

综合题普通

3. 汽油机是热机的一种，请回答以下问题。

(1) 图1是汽油机的能量流向图，其效率 $\text{[math]}$ （用图中的符号表示）；

(2) 如图2所示为甲、乙、丙三部汽油机燃烧完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息可知（选填“甲”、“乙”或“丙”）的效率最高；若丙消耗了2kg汽油，假如汽油完全燃烧，释放的热量为J；输出的机械能为J。[汽油热值 $\text{[math]}$ ]

综合题普通