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7.燃气灶烧水时,把质量为2kg、初温为20℃的水加热到70℃,共燃烧了0.02m3天然气(假设天然气完全燃烧).已知水的比热容为4.2×103J/(kg.℃),天然气的热值为8.4×l07J/m3.
求:(1)水吸收的热量;
(2)燃气灶烧水时的效率;
(3)如果一清洁能源汽车发动机天然气燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,汽车以72km/h匀速行驶,受到的阻力位2000N,这些天然气可以让这辆汽车行驶多少m?

分析 (1)知道水的质量、水的比热容,求出水温度的升高值,利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量;
(2)由Q放=Vq可求出天然气完全燃烧放出的热量,水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于燃气灶烧水的效率;
(3)由题知,清洁能源汽车发动机天然气燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,可求转化为的机械能,由于汽车匀速行驶,汽车的牵引力等于受到的阻力,再利用W=Fs求汽车行驶的路程.

解答 解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(70℃-20℃)=4.2×105J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.02m3×8.4×107J/m3=1.68×106J;
燃气灶的效率:
η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{5}J}{1.68×1{0}^{6}J}$×100%=25%.
(3)因为清洁能源汽车发动机天然气燃烧的能量转化为机械能的效率是40%,
所以转化为的机械能:
W=Q放×40%=1.68×106J×40%=6.72×105J,
因为汽车匀速行驶,汽车的牵引力:
F=f=2000N,
由W=Fs得汽车行驶的路程:
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{6.72×1{0}^{5}J}{2000N}$=336m.
答:(1)水吸收的热量为4.2×105J;
(2)燃气灶烧水时的效率为25%;
(3)这些天然气可以让这辆汽车行驶336m.

点评 本题主要考查了燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq、吸热公式Q吸=cm△t=cm(t-t0)和效率公式的掌握和运用,虽知识点多、综合性强,但都属于基础,难度不大.

练习册系列答案
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15.如图甲是“探究平面镜成像特点”的实验装置.

(1)为了保障实验效果,应该选择茶色玻璃板(选填“透明玻璃板”“茶色玻璃板”),该实验最好在较黑暗(选填“较明亮”或“较黑暗”)环境中进行.
(2)此实验中选择两支相同的蜡烛是为了比较物体和像的大小关系.
(3)移开蜡烛B,在其原来位置放一光屏,光屏上无法呈现蜡烛的像,说明平面镜成的是虚 像.
(4)在实验中如果把平板玻璃向右倾斜,如图乙所示,观察到蜡烛的像的大致位置在图中的A(选填“A”或“B”)处.
(5)有同学用方格纸替代白纸,如丙图,更方便探究像与物到平面镜的距离关系.
(6)小明和小红在分析数据时发现,每组数据的像距都比物距大一些.小明认为这是由于测量粗心引起的,小红认为像距总是比物距大可能与玻璃板的厚度有关.他们对此问题进行了进一步的探究,数据如表.
玻璃板厚度/mm555101010151515
像距/cm3.005.808.703.956.509.353.185.407.85
物距/cm2.655.508.353.305.958.722.054.306.90
像距与物距的差值/cm0.350.300.350.650.550.631.131.100.95
分析数据,可知:玻璃板的厚度对像距与物距差值的影响,可表述为玻璃板越厚,像距与物距的差值就越大.由此可判断的小红(选填“小明”或“小红”)说法是正确的.在“探究平面镜成像特点”的实验中,你认为应该选择较薄(选填“薄”或“厚”)的玻璃板.

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