例9（2024·苏州）如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料. 水壶装入2 L初温为25 ℃的水，用折叠卡式炉加热至100 ℃，消耗了25 g丁烷气体. 求：[水的比热容为4.2×10³ J/（kg·℃），丁烷的热值为4.8×10⁷ J/kg]
（1）水壶中水的质量.
（2）水吸收的热量.
（3）折叠卡式炉的加热效率.

例9 (1) 水壶中水的质量$m_{水}=\rho_{水}V_{水}=1.0\times10^{3}\text{ kg/m}^{3}\times2\times10^{-3}\text{ m}^{3}=2\text{ kg}$ (2) 水吸收的热量$Q_{水}=c_{水}m_{水}\Delta t_{水}=4.2\times10^{3}\text{ J/(kg}\cdot^{\circ}\text{C)}\times2\text{ kg}\times(100^{\circ}\text{C}-25^{\circ}\text{C})=6.3\times10^{5}\text{ J}$ (3) 丁烷燃烧放出的热量$Q_{丁烷}=m_{丁烷}q_{丁烷}=2.5\times10^{-2}\text{ kg}\times4.8\times10^{7}\text{ J/kg}=1.2\times10^{6}\text{ J}$，折叠卡式炉的加热效率$\eta=\frac{Q_{水}}{Q_{丁烷}}\times100\%=\frac{6.3\times10^{5}\text{ J}}{1.2\times10^{6}\text{ J}}\times100\% = 52.5\%$

1. 家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风，如图甲所示。海边，仅在海陆风因素的影响下，图乙所示的情形通常发生在________（白天/夜晚），原因是水的____________，在相同的吸放热情况下，形成________（陆风/海风）。
　　　

白天　比热容较大　海风

2. （2024·成都）某固态物体的质量为m，其比热容为c，用稳定的热源对它加热（物体在相同时间内吸收的热量相等），到t₃时刻停止加热，然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像（如图）。下列说法正确的是 （ ）
　　　　
A. 在0～t₂时间段，该物体吸收的热量为cm(T₂ - T₁)
B. 在t₂～t₄时间段，该物体的比热容先增大后减小
C. 在t₄～t₅时间段，该物体放出的热量为$\frac{cm(T₂ - T₁)(t₅ - t₄)}{t₁}$
D. 该物体在t₅～t₆时间段的比热容等于在0～t₁时间段的比热容

D

3. 我国自主研制的某无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试，汽车以18 m/s的速度匀速行驶了10 min，已知汽车发动机的牵引力是1 000 N，发动机的效率是40％.（燃油的热值为4.5×10⁷ J/kg）
（1）汽车牵引力所做的功是多少？
（2）发动机消耗燃油的质量是多少？

(1)汽车行驶的距离$s = vt = 18\ m/s×10×60\ s = 1.08×10^{4}\ m$，汽车牵引力所做的功$W = Fs = 1000\ N×1.08×10^{4}\ m = 1.08×10^{7}\ J$　(2)由$\eta = \frac{W}{Q_{放}}×100\%$得燃油完全燃烧放出的热量$Q_{放} = \frac{W}{\eta} = \frac{1.08×10^{7}\ J}{40\%} = 2.7×10^{7}\ J$，由$Q_{放} = mq$得发动机消耗燃油的质量$m = \frac{Q_{放}}{q} = \frac{2.7×10^{7}\ J}{4.5×10^{7}\ J/kg} = 0.6\ kg$