4. 2023 年 9 月 23 日, 第 19 届亚运会开幕式在中国杭州举行。此次亚运会首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬燃料, 实现循环内的零排放, 助力打造首届碳中和亚运会。已知水的比热容是 $ 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C) $, 甲醇的热值取 $ 2.1×10^{7}J/kg $。现有 $ 8kg $ 的甲醇完全燃烧, 求:
(1) 放出多少热量?
(2) 若这些热量的 $ 60\% $ 被水吸收, 可以使 $ 2t $ 水的温度上升多少?

解:(1)甲醇完全燃烧放出的热量:
$Q_{放}=mq = 8kg×2.1×10^{7}J/kg = 1.68×10^{8}J$。
(2)水吸收的热量:
$Q_{吸}=ηQ_{放}=60\%×1.68×10^{8}J = 1.008×10^{8}J$，
水上升的温度:
$Δt=\frac {Q_{吸}}{cm_{水}}=\frac {1.008×10^{8}J}{4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)×2×10^{3}kg}=12^{\circ }C$。

5. 甲、乙两台热机内的燃料种类和燃烧情况相同, 甲的效率比乙的效率低, 这表明()
A. 甲热机比乙热机做的有用功少
B. 甲热机比乙热机消耗的燃料多
C. 在做有用功相同的条件下, 消耗同种燃料, 甲比乙消耗得多
D. 在做有用功相同的条件下, 甲损失的能量比乙损失的少

C 解析:根据热机效率的概念,甲的效率比乙的低,其含义有两点:做同样多的有用功,甲热机消耗的燃料多,也就是俗话说的“费油”；消耗同样多的燃料,甲热机转化成的有用功少,能量损失的大,故 ABD 不符合题意、C 符合题意。

6. 汽车是现代生活中最常见的一种交通工具, 如图甲、乙分别是某汽油机的某种冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是()

A. 图甲是做功冲程
B. 由图乙可知该汽油机的效率是 $ 28\% $
C. 该汽油机工作时汽油没有完全燃烧, 则汽油的热值会减小
D. 冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖, 提高了燃料的热值

B

7. 小强家在装修期间, 安装了天然气热水器, 该热水器将 $ 20kg $ 水从 $ 25^{\circ}C $ 加热到 $ 50^{\circ}C $, 消耗了 $ 0.1m^{3} $ 的天然气。已知: 天然气的热值为 $ 3.5×10^{7}J/m^{3} $, 水的比热容为 $ 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C) $。则:
(1) 此过程中水吸收的热量是多少?
(2) $ 0.1m^{3} $ 天然气完全燃烧放出的热量是多少?
(3) 该热水器加热这些水的效率是多少?

解:(1)水吸收的热量为
$Q_{吸}=c_{水}m(t - t_{0}) = 4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)×20kg×(50^{\circ }C - 25^{\circ }C) = 2.1×10^{6}J$。
(2)$0.1m^{3}$天然气完全燃烧放出的热量是
$Q_{放}=Vq_{天然气}=0.1m^{3}×3.5×10^{7}J/m^{3}=3.5×10^{6}J$。
(3)该热水器加热这些水的效率是
$η=\frac {Q_{吸}}{Q_{放}}=\frac {2.1×10^{6}J}{3.5×10^{6}J}=60\%$。