12.4機械能與內能的相互轉化

12.4機械能與內能的相互轉化（解析版）考點直擊考點直擊典例分析＋變式訓練典例分析＋變式訓練考點1做功——改變內能的另一種方式（1）做功：對物體做功，物體的內能增加；物體對外做功內能減少；（2）做功使物體的內能改變的實質：其他形式的能量（如機械能）與內能之間的相互轉化?！镜淅?】如圖所示，用塞子塞緊瓶口，再用打氣筒向瓶內打氣，當瓶內氣壓達到足夠大時，塞子從瓶口沖出。下列關于瓶內氣體的說法正確的是（）A．向瓶內打氣，外界對氣體做功，氣體溫度降低 B．瓶塞從瓶口沖出，瓶口產生“白氣”的原因是水蒸氣汽化 C．塞子從瓶口沖出，氣體對外界做功，氣體內能減少 D．塞子從瓶口沖出，外界對氣體做功，氣體內能不變【答案】C。【解答】解：向瓶內打氣時，外界對瓶內氣體做功，瓶內氣體的內能增加，氣體的壓強增大，增大到一定程度，塞子從瓶口沖出，此時氣體對塞子做功（即對外界做功），氣體的內能轉化為塞子的機械能，氣體的內能減少，溫度降低，瓶口的水蒸氣液化為“白氣”，故ABD錯誤，C正確。故選：C。【典例2】如圖是我國古代發(fā)明的取火器的模型圖，把木制推桿迅速推入牛角套筒時，桿前端的艾絨立刻燃燒起來，這是通過做功的方式，使筒內空氣內能增大，溫度升高，達到艾絨的著火點。【答案】做功；增大?！窘獯稹拷猓悍忾]的氣體被推桿壓縮過程中，活塞對氣體做功，所以氣體內能增加，則溫度升高，達到艾絨的著火點，使艾絨著火達到去火的目的。故答案為：做功；增大。【變式訓練1】小芳迅速向上拉注射器的活塞，注射器內密封的氣體溫度降低，如圖所示。此過程密封氣體的（）A．內能增加 B．分子動能增大 C．分子熱運動速度減小 D．活塞機械能轉化為氣體內能【答案】C。【解答】解：A、迅速向上拉注射器的活塞，注射器內密封的氣體溫度降低，所以內能減少，故A錯誤；BC、向上拉動活塞，密封氣體的體積變大，相當于氣體膨脹，對外界做功，分子動能減小，分子熱運動速度減小，故B錯誤，C正確；D、氣體體積膨脹，對外做功，是把內能轉化為機械能，故D錯誤。故選：C?！咀兪接柧?】厲害了，我的國！2020年我國開啟了航天新征程，嫦娥五號成功登月并順利取回1731g月壤樣品。樣品的質量不會隨它的形狀、狀態(tài)和位置的改變而改變。返回艙穿越大氣層時溫度升高，這是通過做功的方式使其內能增加而導致的。【答案】位置；做功?！窘獯稹拷猓海?）質量是物體本身的一種屬性，不會隨著形狀、狀態(tài)和位置的改變而改變，所以樣品的質量不變；（2）返回艙穿越大氣層的過程中，返回艙和大氣摩擦生熱，返回艙表面溫度升高，這是通過做功的方式使其內能增加的。故答案為：位置；做功?？键c2內燃機的四個沖程1、

內燃機是熱機的一種，是燃料在汽缸內燃燒的熱機，內燃機分為汽油機和柴油機：

（1）汽油機的工作原理：燃料在汽缸中燃燒時，將存儲的化學能轉變?yōu)楦邷馗邏旱娜細猓ㄕ羝┑膬饶?，又通過燃氣（蒸汽）推動活塞做功，由內能轉變?yōu)闄C械能；

（2）汽油機的工作流程：內燃機通過吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的，如圖：①吸氣沖程：進氣門打開，排氣門關閉，活塞由上端向下端運動，汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸；

②壓縮沖程：進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，壓縮汽缸內燃料混合物，溫度升高；

③做功沖程：在壓縮沖程末尾，火花塞產生電火花，使燃料猛烈燃燒，產生高溫高壓的燃氣，高溫高壓氣體推動活塞向下運動，帶動曲軸轉動，對外做功；

④排氣沖程：進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。

（3）工作過程中能量的轉化：①壓縮沖程：機械能→內能；②做功沖程：先是化學能→內能，再由內能→機械能；（4）一個工作循環(huán)中對外做功1次，活塞往復2次，曲軸轉2周，飛輪轉2圈。【典例3】圖是四沖程汽油機一個工作循環(huán)中的兩個沖程，下列判斷正確的是（）A．甲圖為吸氣沖程，燃氣的內能轉化為活塞的機械能 B．乙圖為壓縮沖程，活塞的機械能轉化為燃氣的內能 C．甲圖為做功沖程，活塞的機械能轉化為燃氣的內能 D．乙圖為排氣沖程，燃氣的內能轉化為活塞的機械能【答案】B。【解答】解：如圖甲可知，兩氣門都關閉，活塞下行，火花塞噴出電火花，因此是做功沖程，并將內能轉化為機械能；如圖乙可知，兩氣門都關閉，活塞向上運動，因此是壓縮沖程，并將機械能轉化為內能；故B正確，ACD錯誤。故選：B?！镜淅?】一臺單缸四沖程的汽油機，如圖所示是該汽油機的做功沖程示意圖，在該沖程中活塞向下運動，將內能轉化為機械能?！敬鸢浮孔龉Γ粰C械。【解答】解：由圖可知，汽油機兩個氣門都關閉，火花塞點火，活塞向下運動，是做功沖程，此沖程燃氣的內能轉化為活塞的機械能。故答案為：做功；機械。【變式訓練1】關于四沖程內燃機，下列說法正確的是（）A．汽油機和柴油機都是內燃機，吸入汽缸的物質相同 B．汽油機和柴油機都是通過火花塞點火的 C．燃料在汽缸內猛烈燃燒，燃料熱值迅速減小 D．壓縮沖程主要是通過做功的方式增大缸內氣體的內能【答案】D?！窘獯稹拷猓篈、柴油機和汽油機都屬于內燃機，工作過程中，汽油機吸入的是空氣和汽油的混合物，柴油機吸入的是空氣，故A錯誤；B、汽油機是通過火花塞點火的，而柴油機是通過壓燃式點火的，故B錯誤；C、燃料在汽缸內猛烈燃燒，燃料熱值保持不變，故C錯誤；D、壓縮沖程中，活塞壓縮氣體，對氣體做功，氣體的內能變大，故D正確。故選：D?！咀兪接柧?】小華發(fā)現(xiàn)家中正在煮飯的高壓鍋限壓閥被氣流頂起，這一現(xiàn)象與熱機的工作循環(huán)中的做功沖程原理相同，這一過程內能轉化為機械能?！敬鸢浮孔龉Γ粰C械。【解答】解：正在煮飯的高壓鍋限壓閥被氣流頂起，這是鍋內的氣體對外做功，鍋內氣體的內能轉化為機械能；內燃機的做功沖程中，高溫高壓的燃氣的內能轉化為機械能。故答案為：做功；機械?？键c3燃料的熱值及其計算（1）熱值概念：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值，符號時q。①對于氣體燃料而言，熱值的定義是1m3的某種燃料完全燃燒時放出的熱量。②熱值是燃料的一種屬性。（2）熱值單位：焦/千克（J/kg），讀作焦每千克。

（3）公式：Q=mqM——燃料的質量——單位千克（kg）；q——燃料的熱值——單位焦/千克（J/kg）；Q——燃燒放出的熱量——單位焦耳（J）。

（4）熱值的物理意義：熱值表示一定質量的燃料在完全燃燒時所放出的熱量的多少，如木炭的熱值為3.40×107J/kg。

（5）同種燃料的熱值相同，不同種燃料的熱值不同?！镜淅?】關于燃料的熱值，下列說法正確的是（）A．燃料燃燒時放出的熱量叫做燃料的熱值 B．熱值大的燃料比熱值小的燃燒時放出的熱量多 C．10kg木炭比1kg木炭的熱值大 D．燃料燃燒時放出熱量的多少與是否完全燃燒有關【答案】D?！窘獯稹拷猓孩?kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值，所以A說法錯誤，不符合題意。②根據(jù)燃料燃燒放出熱量的公式可知燃料在燃燒時放出的熱量與熱值、燃料的質量和燃料是否完全燃燒有關，因此在燃料的質量和燃料情況不明確的情況下，不能進行判斷，所以B說法錯誤，不符合題意。③熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關，與燃料的質量、燃燒程度等均無關，因此10kg木炭和1kg木炭的熱值一樣大，所以C說法錯誤，不符合題意。④燃料燃燒放出的熱量與燃料的熱值、燃料的質量和燃料是否完全燃燒有關，所以D說法正確，符合題意。故選：D。【典例6】生活垃圾的熱值為3×106J/kg，某垃圾焚燒發(fā)電廠每天完全燃燒800t生活垃圾，放出熱量2.4×1012J，放出熱量的30%用來發(fā)電，每天可發(fā)電2×105kW?h，放出熱量的42%用來加熱水供給附近小區(qū)，1標準大氣壓下，每天可將3×106kg的水由20℃恰好加熱至沸騰。[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]【答案】2.4×1012；2×105；3×106。【解答】解（1）完全燃燒800t生活垃圾放出熱量：Q放＝mq＝800×103kg×3×106J/kg＝2.4×1012J；（2）根據(jù)題意可知，每天可發(fā)電的電能W電＝30%Q放＝30%×2.4×1012J＝7.2×1011J＝2×105kW?h；（3）根據(jù)題意可知，水吸收的熱量：Q吸＝42%Q放＝42%×2.4×1012J＝1.008×1012J；1個標準大氣壓下，水的沸點是100℃，由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，水的質量：m水＝＝＝3×106kg。故答案為：2.4×1012；2×105；3×106?！镜淅?】已知天然氣的熱值為3.2×107J/m3，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）。求：（1）完全燃燒1.4×10﹣2m3天然氣放出的熱量；（2）若某天然氣灶的效率為60%，則這些天然氣可將質量為3.8kg、初溫為25℃的水加熱到多少攝氏度？（當?shù)氐拇髿鈮簭姙闃藴蚀髿鈮海窘獯稹拷猓海?）完全燃燒1.4×10﹣2m3天然氣放出的熱量：Q放＝Vq＝1.4×10﹣2m3×3.2×107J/m3＝4.48×105J；（2）由η＝可得水吸收的熱量：Q吸＝ηQ放＝60%×4.48×105J＝2.688×105J；由Q吸＝cm△t可得，水升高的溫度：△t＝＝≈16.8℃，則水的末溫度為：t2＝t1+△t＝25℃+16.8℃＝41.8℃。答：（1）完全燃燒1.4×10﹣2m3天然氣放出的熱量為4.48×105J；（2）若某天然氣灶的效率為60%，則這些天然氣可將質量為3.8kg、初溫為25℃的水加熱到41.8℃.【變式訓練1】甲、乙兩種燃料，甲的質量是乙的2倍，甲、乙完全燃燒后放出的熱量之比為3：2，則甲、乙兩種燃料的熱值之比為（）A．3：4 B．4：3 C．2：3 D．3：2【答案】A?！窘獯稹拷猓河深}意可知，m甲＝2m乙，Q甲＝1.5Q乙，根據(jù)Q放＝mq可知：＝×＝×＝。故選：A?！咀兪接柧?】某燃氣熱水器使用天然氣作為燃料，若使用中消耗掉0.02m3的天然氣，則這些天然氣完全燃燒放出的熱量為6.4×105J（q天然氣＝3.2×107J/m3）。如果這些熱量完全被水吸收，則水的內能增大（選填“增大”、“不變”或“減小”）?！敬鸢浮?.4×105；增大?！窘獯稹拷猓?.02m3天然氣完全燃燒釋放的熱量是：Q＝Vq天然氣＝0.02m3×3.2×107J/m3＝6.4×105J；在此過程中，水吸收熱量，內能增大。故答案為：6.4×105；增大?？键c4熱機的效率（1）定義：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機的效率，其表達式為：，由于熱機在工作過程中總有能量損失，所以熱機的效率總小于1；（2）熱機在工作過程中造成能量損失的因素有：①燃料很難全部燃燒；

②排出的廢氣帶走能量；

③熱機部件要散熱；

④克服運轉機件之間的摩擦消耗能量。（3）提高熱機效率的方法：

①盡量讓燃料充分燃燒；

②設法利用廢氣的能量；

③減少能量損失；

④保證良好的潤滑?！镜淅?】做同樣的有用功，甲、乙柴油機用時和消耗柴油對比如下，下列說法中正確的是（）柴油機完成工作量時間消耗柴油甲相同3h5kg乙2h6kgA．甲的功率較大，熱機效率較低 B．甲的功率較大，熱機效率較高 C．乙的功率較大，熱機效率較高 D．乙的功率較大，熱機效率較低【答案】D?！窘獯稹拷猓河杀砀駭?shù)據(jù)可知，完成工作量相同，甲所用時間大于乙所用時間，功率是指單位時間內完成的功；則甲的功率較??；由表格數(shù)據(jù)可知，完成工作量相同，甲消耗柴油少，乙消耗柴油多，則乙做的額外功多，由η＝可知，乙的熱機效率較低，故ABC錯誤，D正確。故選D?！镜淅?】如圖所示為內燃機的能量流向圖，燃料燃燒放出能量的過程是將化學能轉化為內能的過程，熱機的效率表達式為η＝×100%。（用圖中所示字母表示）【答案】化學；內；?！窘獯稹拷猓河蓤D可知，汽車發(fā)動機把燃料燃燒放出的化學能轉化為內能；由圖可知，熱機效率是用于做有用功的能量占總能量的比例，即該內燃機的效率是η＝×100%；故答案為：化學；內；?！咀兪接柧?】熱機的效率是熱機性能的重要指標，如圖所示是熱機的能量流向圖，則熱機的效率等于（）A．×100% B．×100% C．×100% D．×100%【答案】B?！窘獯稹拷猓簾釞C的效率等于做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，故熱機的效率η＝＝＝×100%。故選：B?！咀兪接柧?】一款汽車發(fā)動機的效率是30%，則其每消耗6kg汽油，發(fā)動機輸出的機械能是8.28×107J，在損失的能量中，廢氣帶走的能量最多。若損失的能量完全被水吸收，可使920kg的水升高50℃。[c水＝4.2×103J/（kg?℃），q汽＝4.6×107J/kg]【答案】8.28×107；廢氣；920?！窘獯稹拷猓和耆紵?kg汽油放出的熱量為：Q放＝q汽m＝4.6×107J/kg×6kg＝2.76×108J，由η＝可知發(fā)動機輸出的機械能為：W＝Q放η＝2.76×108J×30%＝8.28×107J；廢氣的溫度最高，在損失的能量中，廢氣帶走的能量最多；損失的能量為：E＝Q放﹣W＝2.76×108J﹣8.28×107J＝1.932×108J，則水吸收的能量為：Q吸＝E＝1.932×108J，由Q吸＝c水m′Δt可知水的質量為：m′＝＝＝920kg。故答案為：8.28×107；廢氣；920。課堂鞏固訓練課堂鞏固訓練一、選擇題。1．（2021秋?正定縣期末）將裝有酒精的金屬管固定在桌子上，并用塞子塞緊?？焖賮砘乩瓌永@在管上的繩子，過一會兒塞子跳起來，如圖所示，下列說法不正確的是（）A．拉動繩子過程，金屬管溫度升高，內能增加 B．拉動繩子過程，機械能轉化成內能 C．塞子跳起時，管內氣體溫度升高，內能增加 D．塞子跳起時，發(fā)生的能量轉化與汽油機的做功沖程相同【答案】C?！窘獯稹拷猓篈B、拉動繩子過程，繩子克服摩擦力對金屬管做功，機械能轉化成內能，使金屬管溫度升高，內能增加，故AB正確；CD、塞子跳起時，管內氣體對塞子做功，內能轉化為機械能，管內氣體內能減小，溫度降低，塞子跳起時，發(fā)生的能量轉化與汽油機的做功沖程相同，故C錯誤、D正確。故選：C。2．（2021秋?惠陽區(qū)月考）開啟啤酒瓶蓋瞬間，會聽到“嘭”的一聲，同時瓶口有一股“白煙”，下列說法不正確的是（）A．瓶內壓強比瓶外大，氣體膨脹時發(fā)出響聲 B．瓶內氣體對外做功，內能減小C．瓶口“白煙”是瓶內噴出的蒸氣 D．瓶口“白煙”是瓶口附近水蒸氣液化形成的【答案】C。【解答】解：開啟啤酒瓶蓋瞬間，開啤酒瓶蓋時，瓶內壓強比瓶外大，氣體膨脹時發(fā)出響聲；瓶內氣體對外做功，其內能減小、溫度降低，瓶口附近水蒸氣遇冷液化為小水珠飄散在空中，即我們看到的“白氣”。而單純的氣體是看不見的。故ABD正確、C錯。故選：C。3．（2021?海南）在冬天，人們常常搓手取暖，這個過程中的能量轉化與四沖程內燃機的哪個沖程相同（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【答案】B?！窘獯稹拷猓喝藗冊诙斐３４晔秩∨峭ㄟ^搓手將機械能轉化為內能，內能增加，溫度升高，手暖和，這是通過做功的方式改變手的內能，這與汽油機工作中的壓縮沖程的能量轉化相同，都是將機械能轉化為內能。故選：B。4．（2021?寶山區(qū)校級一模）在四沖程汽油機工作過程中，將內能轉化成機械能的沖程是（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程【答案】C?！窘獯稹拷猓涸谒臎_程汽油機工作過程中，吸氣沖程、排氣沖程中沒有能量轉化；壓縮沖程將機械能轉化為內能；而做功沖程中高溫高壓的燃氣推動活塞做功，將內能轉化為機械能，故C正確，ABD錯誤；故選：C。5．（2021秋?涿州市期末）下列關于熱值的說法中正確的是（）A．燃料越多，它的熱值就越大 B．燃料燃燒時放出的熱量越多，它的熱值就越大 C．相同質量的燃料，完全燃燒時放出的熱量越多，熱值越大 D．同一種燃料，燃燒的情況不同，它的熱值就不一樣【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、燃料的熱值僅與燃料的種類有關，燃料的質量無關，例如一堆煤和一塊同樣煤的熱值相同，故A錯；BD、熱值就是1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，與燃燒情況無關，故BD都錯；C、相同質量的燃料，完全燃燒時放出的熱量越多，熱值越大，正確。故選：C。6．（2022春?江陰市期中）小明取少量燃料置于燃燒皿中，點燃后對100g的熱水加熱4min，然后立即將其熄滅，測得消耗燃料4.2g，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制了水溫隨時間變化的圖像如圖乙中a線所示。已知此過程中燃料均勻燃燒放熱，該燃料的熱值為2×106J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），整個過程中忽略水的質量變化。下列說法中正確的是（）A．通過圖像計算得知4min水吸收到的熱量為2520J B．通過計算得出燃料燃燒放出熱量有40%被水吸收 C．水吸收的熱量和燃料燃燒放出的熱量都與加熱時間成正比 D．若實驗裝置和熱損失比例均不變，利用該燃料加熱另一杯水繪出了如圖乙中b線所示圖像，則這杯水的質量大于上一杯水的質量【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、加熱2min，水吸收到的熱量是：Q水＝m水c水Δt＝0.1kg×4.2×103J/（kg?℃）×（99℃﹣93℃）＝2520J，繼續(xù)加熱2min，水繼續(xù)吸收熱量，所以前4min水吸收的熱量為2×2520J＝5040J，故A錯誤；B、燃料燃燒放出熱量為：Q放＝mq＝0.0042kg×2×106J/kg＝8400J；則水吸收熱量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值為：＝60%，故B錯誤；C、燃料均勻放熱，相同時間內放出的熱量相同；由圖可知，物質吸收熱量時溫度均勻變化，所以水吸收的熱量和燃料燃燒放出的熱量都與加熱時間成正比，故C正確；D、由圖可知，相同時間，兩杯水吸收的熱量相同，溫度變化相同，根據(jù)Q＝cmΔt可知兩杯水的質量相等，故D錯誤。故選：C。7．（2022?蜀山區(qū)校級三模）下列說法正確的是（）A．熱機消耗的燃料越少其效率就越高 B．在搓手取暖過程中內能轉化為機械能 C．內能小的物體也可以將熱量傳給內能大的物體 D．夏天灑水降溫是利用水的比熱容較大的特性【答案】C?！窘獯稹拷猓篈、熱機效率是指有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的熱量的比值，熱機消耗的燃料越少，但不確定所做有用功的多少，因此其效率不一定越高，故A錯誤；B、搓手取暖過程中是將機械能轉化為內能，故B錯誤；C、熱傳遞的條件是溫度差，熱量從高溫物體傳遞給低溫物體，因此內能小的物體也可以將熱量傳給內能大的物體，故C正確；D、夏天灑水降溫是利用水蒸發(fā)吸熱的原理降溫，故D錯誤。故選：C。8．（2022?天津模擬）汽車是人們常用的交通工具，下列與汽車有關的說法正確的是（）A．汽車的輪胎上制有花紋，是為了減小汽車對地面的壓強 B．給汽車提供動力的汽油機，其機械效率可以達到100% C．汽車行車記錄儀的攝像頭相當于凸透鏡，可以成倒立的實像 D．載重汽車的車輪做得比較寬，是為了增大載重汽車對地面的壓強【答案】C?！窘獯稹拷猓篈．汽車輪胎上制有花紋，是在壓力一定的情況下，通過增大接觸面的粗糙程度來增大汽車受到的摩擦力，故A錯誤；B．使用任何機械都不可避免要做額外功，所以機械效率不可以達到100%，故B錯誤；C．汽車行車記錄儀的攝像頭相當于凸透鏡，可以成倒立的縮小實像，故C正確；D．載重汽車的車輪做得比較寬，是在壓力一定的情況下，通過增大受力面積來減小載重汽車對路面的壓強，故D錯誤。故選：C。二、填空題。9．（2022?沙坪壩區(qū)校級三模）小王在滑梯上加速下滑的過程中，她所具有的重力勢能減小，動能增大（選填“增大”、“減小”或“不變”）；同時，她也覺得臀部略微發(fā)燙，這是通過做功（選填“做功”或“熱傳遞”）的方式改變物體內能。【答案】增大；做功?！窘獯稹拷猓和踉诨萆霞铀傧禄倪^程中，她的質量不變，速度變大，動能增大；小王從滑梯上滑下，下滑的過程中，克服摩擦做功，使得其臀部的內能增加，故是通過做功的方式改變了內能。故答案為：增大；做功。10．（2022?平江縣一模）爸爸駕駛汽車帶小明去海邊沙灘浴場游泳，汽車是依靠發(fā)動機（汽油機）工作時的做功沖程獲得動力的。小明發(fā)現(xiàn)沙子燙腳，而海水卻是涼涼的，這是因為水的比熱容比沙子的大。【答案】做功；比熱容。【解答】解：在汽油機的一個工作循環(huán)中，內能轉化為機械能的是做功沖程，為汽車提供動力；因為海水的比熱容比沙子的大，在相同光照下（或吸收相同熱量）時，沙子的溫度升得比水高，所以沙子很燙腳，而海水卻是涼涼的。故答案為：做功；比熱容。11．（2022?衡陽模擬）一臺單缸四沖程柴油機，其效率為40%，消耗5kg的柴油放出的熱量是2.15×108J，轉化成的機械能是8.6×107J。若將轉化成的機械能（不考慮熱量損失）全部用來加熱500kg初溫為15℃的水，可以將水加熱至56℃。[q柴油＝4.3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg?℃），結果保留整數(shù)]【答案】2.15×108；8.6×107；56?！窘獯稹拷猓?kg的柴油完全燃燒放出的熱量：Q放＝m柴油q柴油＝5kg×4.3×107J/kg＝2.15×108J；根據(jù)η＝可知，消耗5kg的柴油轉化成的機械能為：W＝ηQ放＝40%×2.15×108J＝8.6×107J；因為不考慮熱量損失，水吸收的熱量：Q吸＝W＝8.6×107J，由Q吸＝cmΔt可知，水升高的溫度：Δt＝＝≈41℃，由Δt＝t﹣t0可知，水的末溫：t＝Δt+t0＝41℃+15℃＝56℃。故答案為：2.15×108；8.6×107；56。12．（2022?黃埔區(qū)二模）已知某種汽油的熱值是4.6×107J/kg，現(xiàn)有汽油0.02kg，完全燃燒其中的一半，汽油放出的熱量是4.6×105J。若上述放出的熱量使2kg的水溫度升高25℃（未沸騰），則水吸收的熱量為2.1×105J。剩余0.01kg的汽油熱值是4.6×107J/kg，[已知c水＝4.2×103J/（kg?℃）]。如圖為某汽油機工作時能量轉化圖，該汽油機的效率是40%?！敬鸢浮?.6×105；2.1×105；4.6×107；40%?！窘獯稹拷猓海?）汽油熱值4.6×107J/kg，現(xiàn)有汽油0.02kg，如果完全燃燒其中一半（即燃燒0.01kg）放出熱量為Q放＝qm＝4.6×107J/kg×0.01kg＝4.6×105J。（2）水吸收的熱量Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×2kg×25℃＝2.1×105J。（3）熱值是燃料的特性，剩余汽油的熱值不變，是4.6×107J/kg。（4）如圖為某汽油機工作時能量轉化圖，總能量W總＝500J+600J+150J+250J＝1500J，該汽油機的效率η＝＝＝40%。故答案為：4.6×105；2.1×105；4.6×107；40%。三、實驗探究題。13．（2021秋?阿魯科爾沁旗期末）如圖所示，小李用裝有少量的煤油和酒精的兩盞燈，分別給兩杯相同的水加熱。待煤油和酒精燃盡時，根據(jù)水溫的變化比較兩種燃料的熱值大小。請根據(jù)小李的方案回答下列問題：（1）實驗前裝入燈中的煤油和酒精的質量必須相同；（2）在燃料燃盡前，如果兩個燒杯中的水均已沸騰，則該實驗不能（選填“能”或“不能”）達到小李的目的；（3）燃料燃盡后，甲溫度計的示數(shù)比乙溫度計的示數(shù)高，由此判斷煤油（選填“煤油”或“酒精”）的熱值大；（4）該實驗也可以粗略測出燃料的熱值，與標準的熱值相比，該實驗測得的熱值偏?。ㄟx填“偏大”或“偏小”），其主要原因是：燃料不能完全燃燒并且熱量有散失?！敬鸢浮浚?）質量；（2）不能；（3）煤油；（4）偏??；燃料不能完全燃燒并且熱量有散失。【解答】解：（1）比較兩種燃料的熱值大小時，需要控制兩種燃料的質量相同；（2）燃料燃盡前，如果兩個燒杯中的水均已沸騰，則無法根據(jù)水升高的溫度來判定吸熱的多少，也無法判斷燃料燃燒放熱的多少，所以該實驗不能達到小李的目的；（3）燃料燃盡后，甲溫度計的示數(shù)比乙溫度計的示數(shù)高，說明甲中水吸收的熱量多，即煤油燃燒放出的熱量多，其熱值大；（4）因為燃料燃燒產生的熱量不能完全被水吸收、存在熱損失，所以直接計算得出的熱值比實際值要小，因此這樣的計算結果不可靠。故答案為：（1）質量；（2）不能；（3）煤油；（4）偏小；燃料不能完全燃燒并且熱量有散失。14．（2021秋?三水區(qū)校級月考）比較酒精和碎紙片這兩種材料的熱值，小明用圖甲所示的裝置進行實驗，圖中燃燒皿、燒杯a和b、溫度計均完全相同，燒杯中盛有相同質量的水。實驗時，分別點燃放在兩個燃燒皿中的酒精和碎紙片，通過石棉網給燒杯加熱，直至酒精和碎紙片完全燒盡。燃料加熱前水溫T/℃①加熱后水溫T'℃10g酒精②10g碎紙片（1）小明設計了一個記錄實驗數(shù)據(jù)的表格，其中①②兩項內容漏寫了，請你幫他補充完整。（2）在實驗時，小明發(fā)現(xiàn)兩支溫度計的示數(shù)變化不明顯，請你分析導致這種現(xiàn)象的可能原因：燒杯中水質量太大（寫一條）。為了使兩支溫度計示數(shù)變化明顯，請?zhí)岢瞿愕慕ㄗh：適當減小水的質量。（3）實驗時，小明記下了各個時刻a、b燒杯中水溫，繪制了圖乙所示的圖像，若熱損失相同，則可初步判斷酒精的熱值較大。（4）實驗后，小明根據(jù)實驗數(shù)據(jù)利用公式Q＝cmΔt算出了水吸收的熱量，結合“10g酒精”這一數(shù)據(jù)，算出了酒精的熱值，請判斷小明算出的酒精熱值是否可靠，并說明理由：不可靠，酒精完全燃燒放出的熱量不能被水全部吸收?！敬鸢浮浚?）加熱后水溫T'℃；10g碎紙片；（2）燒杯中水質量太大；適當減小水的質量；（3）酒精；（4）不可靠，酒精完全燃燒放出的熱量不能被水全部吸收。【解答】解：（1）為了比較相同質量的酒精和碎紙片燃燒放出熱量的多少，必須控制二者的質量相等、燒杯內水的質量相等、兩個燒杯相同以及兩者初溫相同；需要記錄加熱前后水的溫度，用來計算水吸收的熱量，故應為加熱后水溫T'/℃；（2）溫度計的示數(shù)變化不明顯，可能是因為水的質量太大，或酒精和碎紙片的質量太?。ㄈ剂戏懦龅臒崃刻伲瑒t應減小水的質量或增加酒精和碎紙片的質量；（3）相同質量的酒精和碎紙片燃燒放熱，酒精燃燒放出的熱量可以將水的溫度升高20℃，碎紙片燃燒放出的熱量可以將水的溫度升高10℃，可見酒精的熱值是碎紙片的2倍，所以酒精的熱值較大；（4）根據(jù)公式Q＝cm△t，酒精完全燃燒放出的熱量不能被水全部吸收，故算出的酒精熱值要小于真實值，根據(jù)水吸收的熱量及酒精的質量求出的熱值是不可靠的。故答案為：（1）加熱后水溫T'℃；10g碎紙片；（2）燒杯中水質量太大；適當減小水的質量；（3）酒精；（4）不可靠，酒精完全燃燒放出的熱量不能被水全部吸收。四、計算