拓展8.1 如图所示是一台四冲程汽油机的某个冲程，在此冲程中若曲轴转速为$1\ 800\ \mathrm{r/min}$，则该汽油机每秒钟完成个工作循环；在一段时间内消耗了$500\ \mathrm{g}$汽油，若这些汽油完全燃烧，则放出的热量是$\mathrm{J}$。$(q_{\mathrm{汽油}}=4.6× 10^{7}\ \mathrm{J/kg})$

四冲程汽油机的曲轴转速为$1\ 800\ \mathrm{r/min}=30\ \mathrm{r/s}$，即在1 s内曲轴转30 r；因为每完成一个工作循环曲轴转2 r，所以该汽油机在1 s内完成了15个工作循环；500 g汽油完全燃烧放出的热量$Q_{\mathrm{放}}=mq_{\mathrm{汽油}}=500×10^{-3}\ \mathrm{kg}×4.6×10^{7}\ \mathrm{J/kg}=2.3×10^{7}\ \mathrm{J}$。

9. (2025·连云港海州区三模)如图所示,用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的两种液体进行加热,两图装置均相同.燃料的质量用$m$表示,燃料充分燃尽时液体升高的温度用$\Delta t$表示(液体未沸腾),下列说法正确的是().


A.若甲、乙燃料种类相同,两个烧杯中液体的种类不相同,两个装置用来探究燃料的热值大小
B.若甲、乙燃料种类相同,两个烧杯中液体的种类不相同,$\dfrac{\Delta t}{m}$的值越大,液体的吸热能力越强
C.若甲、乙两种燃料种类不同,两个烧杯中液体种类相同,$\dfrac{m}{\Delta t}$的值越大,燃料的热值越大
D.若甲、乙两种燃料种类不同,两个烧杯中液体种类相同,$\dfrac{\Delta t}{m}$的值越大,燃料的热值越大

比较不同燃料的热值大小，应控制被加热液体的种类、质量相同而燃料种类不同，故A错误；甲、乙燃料种类相同，根据$c=\frac{Q}{m\Delta t}$可知，$\frac{\Delta t}{m}$的值越大，吸收相同热量，升高温度越高，吸热能力越弱，故B错误；若甲、乙两种燃料种类不同，两个烧杯中液体种类相同，$\frac{\Delta t}{m}$的值越大，液体吸收热量越多，燃料的热值越大，故C错误，D正确。

拓展9.1 如图所示，利用甲、乙装置进行实验.

(拓展9.1)
(1)比较不同物质的吸热升温的特点,应选择图
装置进行实验;不同物质吸热的多少是
通过(填“温度计示数的
变化量”或“加热时间”)来反映的.
(2)加热过程中,通过观察到
的现象,说明水的比热容大.
(3)为了比较不同燃料的热值大小,实验时要保
证燃料(填“燃烧时间相同”或“完
全燃尽”),通过比较
(填“温度计示数的变化量”或“加热时
间”)来得出结论.

(1)比较不同物质的吸热升温特点，应控制热源相同，不同物质质量相同，甲装置用红外灯均匀照射装有沙子和水的两个瓷盘，可进行该实验，所以选图甲装置；用相同的加热装置，根据转换法，不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。(2)比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高(或降低)$1\ °\mathrm{C}$所吸收(或放出)的热量。根据$Q=cm\Delta t$可知，质量相同的水和沙子，吸收相同热量时，水的比热容大，那么水升高的温度就会比沙子小，所以加热过程中，通过观察到沙子升温快，水升温慢的现象，说明水的比热容大。(3)为了比较不同燃料的热值大小，要让燃料完全燃烧，把燃料的化学能全部释放出来，所以实验时要保证燃料完全燃尽；燃料燃烧放出的热量被液体吸收，根据$Q=cm\Delta t$可知，质量和比热容相同的液体，吸收热量越多，温度升高越多，所以通过比较温度计示数的变化量来得出结论。

10. 为保护环境，我国多个城市采用了氢燃料新能源公交车代替传统燃油公交车. 若某氢能源公交车以 140 kW 的恒定功率匀速行驶300 s 消耗了 0.5 kg 的氢燃料. ($q_{\mathrm{氢}}=1.4× 10^{8}\ \mathrm{J/kg}$)求：
(1)完全燃烧 0.5 kg 的氢燃料放出的热量；
(2)公交车行驶 300 s 所做的功；
(3)公交车的热机效率.
[二维码]
视频学重难

(1)0.5 kg 的氢燃料完全燃烧放出的热量 $Q=mq_{\mathrm{氢}}=0.5\ \mathrm{kg}×1.4×10^{8}\ \mathrm{J/kg}=7×10^{7}\ \mathrm{J}$。
(2)公交车行驶 300 s 所做的功 $W=Pt=140×10^{3}\ \mathrm{W}×300\ \mathrm{s}=4.2×10^{7}\ \mathrm{J}$。
(3)公交车的热机效率 $\eta=\frac{W}{Q}×100\%=\frac{4.2×10^{7}\ \mathrm{J}}{7×10^{7}\ \mathrm{J}}×100\%=60\%$。

拓展10.1 （2025·常州钟楼区二模）用煤气灶既方便又环保，一般的煤气灶正常工作时，15 min可使质量为4 kg.温度为$50\ °Celsius $的水在一标准大气压下烧开.已知煤气的热值$q=4.0× 10^{7}\ {J/m^{3}}$，水的比热容为$c=4.2× 10^{3}\ {J/(kg· °Celsius )}$.问：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）若煤气灶放出的热量70%被水吸收，煤气灶实际放出的热量为多少？
（3）要放出这些热量，需燃烧多少立方米煤气？

(1)水吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}}=cm(t-t_{0})=4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·°C)}×4\ \mathrm{kg}×(100\ °\mathrm{C}-50\ °\mathrm{C})=8.4×10^{5}\ \mathrm{J}$。
(2)由题可知，$Q_{\mathrm{吸}}=Q_{\mathrm{放}}×70\%$，煤气完全燃烧放出热量$Q_{\mathrm{放}}=\frac{Q_{\mathrm{吸}}}{70\%}=\frac{8.4×10^{5}\ \mathrm{J}}{70\%}=1.2×10^{6}\ \mathrm{J}$。
(3)由 $Q_{\mathrm{放}}=Vq$ 得需要煤气的体积 $V=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{q}=\frac{1.2×10^{6}\ \mathrm{J}}{4.0×10^{7}\ \mathrm{J/m^{3}}}=0.03\ \mathrm{m^{3}}$。