3. 在标准大气压下,用天然气将质量为2 kg的水从20 ℃刚好加热到100 ℃,水吸收的热量是;若不计热量损失,则此过程需要完全燃烧 m³的天然气。已知水的比热容$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$,天然气的热值$q_{天然气}=4.0×10^{7}\ \mathrm{J}/\mathrm{m}^3$。

3. $6.72×10^5$ J 0.016 8
【解析】水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m_{水}Δt=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×2\ \mathrm{kg}×(100\ ℃-20\ ℃)=6.72×10^5\ \mathrm{J}$。不计热量损失，则$Q_{放}=Q_{吸}=6.72×10^5\ \mathrm{J}$，需要完全燃烧天然气的体积$V_{天然气}=\frac{Q_{放}}{q_{天然气}}=\frac{6.72×10^5\ \mathrm{J}}{4.0×10^7\ \mathrm{J/m^3}}=0.016\ 8\ \mathrm{m^3}$。

【典型例题4】(2024·山东日照中考)有一种小型单缸四冲程汽油机,每个工作循环做功500 J,曲轴的转速是300 r/min,每分钟消耗汽油5 g,则该汽油机的功率是W,热机效率是。已知$q_{汽油}=4.6×10^7$ J/kg。
思路导引 单缸四冲程汽油机的一个工作循环内,曲轴转2圈,完成4个冲程,做功1次,因此该汽油机每分钟共完成150个工作循环,对外做功150次,则汽油机工作1 min做的功$W=150×500 J=7.5×10^4 J$,该汽油机的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{7.5×10^4 J}{60 s}=1250 W$。质量为5 g的汽油完全燃烧释放的热量$Q_{放}=mq_{汽油}=5×10^{-3} kg×4.6×10^7 J/kg=2.3×10^5 J$,该汽油机的热机效率$\eta=\frac{W}{Q_{放}}=\frac{7.5×10^4 J}{2.3×10^5 J}=32.6\%$。
答案 1250 32.6%

1250 32.6%