Question

12．给汽车加油时，会闻到汽油味，这是扩散现象，当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率降低（填“升高”、“不变”或“降低”），汽车发动机在工作时需要采用循环流动的水进行冷却，这是因为水的比热容大，此过程中是通过热传递方式使水的内能增加．若汽车行驶过程中消耗汽油2kg，则这些汽油完全燃烧能放出9.2×l0⁷J的热量，体积为0.28m³、热值为3.6×10⁷J/m³的煤气完全燃烧放出的热量为1.008×10⁷J，若这些热量的50%被温度为20℃、质量为30kg的水吸收，则水的末温是60℃．（汽油热值4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）分子在永不停息的做无规则运动；
（2）热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃料放出的总能量的百分比，据此结合现象可分析对效率的影响；
（3）相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；
（4）做功和热传递都可以改变物体的内能，这两种方式是等效的，做功改变物体内能的实质是内能和机械能之间的转化，热传递改变物体内能的实质是内能在高温物体和低温物体之间的转移；
（5）知道汽油的质量和热值，利用Q_放=mq求出汽油完全燃烧产生的热量；
（6）根据Q=Vq求出煤气完全燃烧放出的热量；Q_吸=50%Q_放求出水吸收的热量，再根据Q=cm△t求出水升高的温度，进而求末温．

解答 解：
（1）给汽车加油时，会闻到汽油味，这是扩散现象，说明分子在永不停息的做无规则运动；
（2）汽车发动机工作时将内能转化为机械能，冒“黑烟”说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以效率降低；
（3）因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，水能带走较多的热量，冷却效果好，所以用水做汽车发动机的冷却剂；
（4）发动机把热量传给水，热量从高温的发动机转移给低温的水，使水的内能增大，温度升高，是通过热传递的方式改变了水的内能；
（5）2kg汽油完全燃烧产生的热量：Q_放=mq=2kg×4.6×l0⁷J/kg=9.2×l0⁷J；
（6）煤气完全燃烧放出的热量：Q_放=Vq=0.28m³×3.6×10⁷J/m³=1.008×10⁷J；
水吸收的热量：Q_吸=ηQ_放=50%×1.008×10⁷J=5.04×10⁶J，
根据Q_吸=cm（t-t₀）可得，水的末温：
t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$+t₀=$\frac{5.04×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×30kg}$+20℃=60℃．
故答案为：扩散；降低；比热容；热传递；9.2×l0⁷；1.008×10⁷；60．

点评 本题考查了扩散现象、影响热机热机效率的因素、水的比热容的应用、改变物体内能的方式以及热量计算公式的应用，属于综合性题目．