13. 火箭使用的燃料主要是液态氢,这是利用了氢燃料的特性。1kg液态氢完全燃烧释放出的热量为J；若这些热量有42%被质量为$1.4×10^{3}kg$的水吸收,则水的温度能够上升$^{\circ}C$。$[q_{氢}= 1.4×10^{8}J/kg,c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)]$

热值大 1.4×10⁸ 10

14. 为了比较不同燃料的热值,小明设计了如图甲、乙、丙所示的三种方案。三套实验装置完全相同,燃料的质量、烧杯内液体的初温与质量也都相同。
(1) 小明应选择两图对应方案进行实验。
(2) 实验中还应控制燃料燃烧的(时间/质量)相同。
(3) 实验完成后,画出被加热液体的温度随时间变化的关系图像如图丁所示。由此可知,燃料1燃烧2min放出的热量(大于/等于/小于)燃料2燃烧3min放出的热量。
(4) 忽略热量的散失,由图丁可知,燃料1的热值为燃料2热值的倍。

（1）甲、乙 （2）质量 （3）大于 （4）3

15. 国庆长假期间小明和爸爸驾车出去旅游,汽车在一段平直且限速120km/h的高速公路上匀速行驶15km,消耗汽油1.6kg,发动机实际输出功率为43.2kW,汽油机效率为30%(假设汽油完全燃烧,$q_{汽油}取4.5×10^{7}J/kg$),请你帮助小明解决下列问题：
(1) 1.6kg汽油完全燃烧能放出多少热量？
(2) 汽车在这段路面上行驶的过程中,受到的阻力是多大？
(3) 通过计算说明小明的爸爸是否超速。

（1）1.6 kg 汽油完全燃烧放出的热量 Q = mq_{汽油} = 1.6 kg×4.5×10⁷ J/kg = 7.2×10⁷ J （2）有用功 W_{有用} = ηQ = 30%×7.2×10⁷ J = 2.16×10⁷ J，由于匀速行驶，牵引力 F 与阻力 f 大小相等，f = F = $\frac{W_{有用}}{s}$ = $\frac{2.16×10⁷ J}{15×10³ m}$ = 1440 N （3）行驶时间 t = $\frac{W_{有用}}{P}$ = $\frac{2.16×10⁷ J}{43.2×10³ W}$ = 500 s，速度 v = $\frac{s}{t}$ = $\frac{15×10³ m}{500 s}$ = 30 m/s = 108 km/h ＜ 120 km/h，故没有超速

（1）解：1.6kg汽油完全燃烧放出的热量
$ Q = mq_{汽油} = 1.6\ \text{kg} × 4.5 × 10^{7}\ \text{J/kg} = 7.2 × 10^{7}\ \text{J} $
（2）解：汽车做的有用功
$ W_{有用} = \eta Q = 30\% × 7.2 × 10^{7}\ \text{J} = 2.16 × 10^{7}\ \text{J} $
因汽车匀速行驶，牵引力$ F $与阻力$ f $平衡，即$ f = F $
由$ W = Fs $得
$ f = F = \frac{W_{有用}}{s} = \frac{2.16 × 10^{7}\ \text{J}}{15 × 10^{3}\ \text{m}} = 1440\ \text{N} $
（3）解：汽车行驶时间
$ t = \frac{W_{有用}}{P} = \frac{2.16 × 10^{7}\ \text{J}}{43.2 × 10^{3}\ \text{W}} = 500\ \text{s} $
行驶速度
$ v = \frac{s}{t} = \frac{15 × 10^{3}\ \text{m}}{500\ \text{s}} = 30\ \text{m/s} = 108\ \text{km/h} $
因$ 108\ \text{km/h} ＜ 120\ \text{km/h} $，故没有超速
答案：（1）$ 7.2 × 10^{7}\ \text{J} $；（2）1440N；（3）没有超速。