11. 汽车评估师要测试某型号燃油汽车的性能,若驾驶汽车以72km/h的速度匀速行驶10min,消耗的汽油质量为1.2kg。已知汽车匀速行驶时受到的牵引力F为$1.15×10^3N。$汽油的热值是$4.6×10^7J/kg。$求：
(1)测试时间内汽车行驶的路程；
(2)测试时间内汽车牵引力做的有用功；
(3)测试时间内该汽车的热机效率。

(1)12000m;
(2)$1.38× 10^{7}\ J$;
(3)25%。【解析】
(1)汽车行驶的路程$s=vt=72\ km/h×\frac{1}{6}\ h=12\ km=12000\ m$。
(2)汽车牵引力做的有用功$W=Fs=1.15× 10^{3}\ N× 12000\ m=1.38× 10^{7}\ J$。
(3)汽油完全燃烧放出的热量$Q_{放}=m_{油}q_{油}=1.2\ kg× 4.6× 10^{7}\ J/kg=5.52× 10^{7}\ J$;则测试时间内该汽车的热机效率$\eta=\frac{W}{Q_{放}}=\frac{1.38× 10^{7}\ J}{5.52× 10^{7}\ J}=25\%$。

1. (2024,哈尔滨)完全燃烧0.1m^3的天然气放出的热量是J；若这些热量的20%被4kg的液体吸收,使其温度升高50℃,则该液体的比热容是J/(kg·℃)。$(q_{天然气}= 3.0×10^7J/m^3)$

$3× 10^{6}$ $3× 10^{3}$ 【解析】完全燃烧$0.1\ m^{3}$的天然气放出的热量$Q_{放}=Vq_{天然气}=0.1\ m^{3}× 3.0× 10^{7}\ J/m^{3}=3× 10^{6}\ J$;液体吸收的热量$Q_{吸}=Q_{放}\eta=3× 10^{6}\ J× 20\%=6× 10^{5}\ J$;该液体的比热容$c=\frac{Q_{吸}}{m\Delta t}=\frac{6× 10^{5}\ J}{4\ kg× 50\ ^{\circ}C}=3.0× 10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)$。

$3×10^{6}$；$3×10^{3}$
解：完全燃烧$0.1\ m^3$天然气放出的热量：
$Q_{放}=Vq_{天然气}=0.1\ m^3×3.0×10^{7}\ J/m^3=3×10^{6}\ J$
液体吸收的热量：
$Q_{吸}=Q_{放}\eta=3×10^{6}\ J×20\% = 6×10^{5}\ J$
由$Q_{吸}=cm\Delta t$得液体的比热容：
$c=\frac{Q_{吸}}{m\Delta t}=\frac{6×10^{5}\ J}{4\ kg×50\ ^{\circ}C}=3×10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)$

2. 使用清洁能源有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明用某种常温下为气态的清洁能源将质量为2kg,初温为15℃的水加热到95℃,这个过程中水吸收的热量是J；若此过程的热效率为40%,则此过程消耗清洁能源$m^3。$[水的比热容为$4.2×10^3J/(kg·℃),$清洁能源的热值为$4.2×10^7J/m^3]$

$6.72× 10^{5}$ 0.04 【解析】水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t-t_{0})=4.2× 10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)× 2\ kg×(95\ ^{\circ}C-15\ ^{\circ}C)=6.72× 10^{5}\ J$;由$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$可得,$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{6.72× 10^{5}\ J}{40\%}=1.68× 10^{6}\ J$;需要清洁能源的体积为$V=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{1.68× 10^{6}\ J}{4.2× 10^{7}\ J/m^{3}}=0.04\ m^{3}$。

$6.72× 10^{5}$；0.04

3. 下列说法正确的是()。
A.一般情况下,汽油机的效率比柴油机的高
B.燃料完全燃烧时热值较大,不完全燃烧时热值较小
C.效率高的内燃机,消耗的燃料就少
D.不断改进和创新,可以减少各种能量损失,从而提高热机的效率

D 【解析】一般情况下,柴油机的效率比汽油机的高,选项A错误;燃料的热值与燃料的种类有关,与燃料的燃烧程度无关,选项B错误;效率高的内燃机,消耗的燃料不一定就少,此选项没有说明有用功是否相同,选项C错误;不断改进和创新,可以减少各种能量损失,可以提高热机的效率,选项D正确。