1.[苏州中考] 用煤气炉将4 kg的水从20 ℃加热到70 ℃，消耗煤气0.05 kg。已知煤气的热值为4.2×10⁷ J/kg，水的比热容为4.2×10³ J/(kg·℃)。求：
(1)水吸收的热量。
(2)煤气完全燃烧放出的热量。
(3)煤气炉加热的效率。

(1)水吸收的热量 $Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t-t_0)=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×4\ \mathrm{kg}×(70\ ℃-20\ ℃)=8.4×10^5\ \mathrm{J}$。
(2)煤气完全燃烧放出的热量 $Q_{放}=mq_{煤气}=0.05\ \mathrm{kg}×4.2×10^7\ \mathrm{J/kg}=2.1×10^6\ \mathrm{J}$。
(3)煤气炉加热的效率 $\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{8.4×10^5\ \mathrm{J}}{2.1×10^6\ \mathrm{J}}×100\%=40\%$。

2. 李华家新装的燃气热水器如图所示，铭牌标注能效等级为2级。国家规定能效等级为2级的燃气热水器，其热效率值不低于88%。李华想通过洗澡来估测一下这款燃气热水器的能效等级是否达标，于是他将燃气热水器的温度设定在40 ℃（即水从热水器流出的温度），某次洗澡用水90 kg，洗澡一次使用燃气0.2 m³。已知进入热水器的冷水温度为5 ℃。[水的比热容 $ c = 4.2 × 10^3 \ \mathrm{J/(kg·℃)} $，燃气的热值 $ q = 7.0 × 10^7 \ \mathrm{J/m}^3 $]
(1)求消耗的燃气完全燃烧放出的热量。
(2)求水吸收的热量。
(3)通过计算判定该款燃气热水器能效等级是否达标。

(1)消耗的燃气完全燃烧放出的热量 $Q_{放}=qV=7.0×10^7\ \mathrm{J/m}^3×0.2\ \mathrm{m}^3=1.4×10^7\ \mathrm{J}$。
(2)水吸收的热量 $Q_{吸}=cm_{水}\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×90\ \mathrm{kg}×(40\ ℃-5\ ℃)=1.323×10^7\ \mathrm{J}$。
(3)该款燃气热水器的热效率 $\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.323×10^7\ \mathrm{J}}{1.4×10^7\ \mathrm{J}}×100\%=94.5\%＞88\%$，因此该款燃气热水器能效等级达标。
点技巧 热效率的计算

3. ★★陕西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从河南郑州自驾前往华山，进行研学旅行。郑州到华山全程约 360 km，驾车前往大约需要4 h（汽油的热值$q$取$4.5×10^7$ J/kg，汽油的密度$\rho$取$0.8×10^3$ kg/m³）。
(1)求汽车的平均速度。
(2)汽车全程消耗汽油 25 L，求汽油完全燃烧放出的热量$Q_{放}$。
(3)若汽车发动机全程的平均功率为 25 kW，求汽车发动机的效率。

(1)汽车的平均速度 $v=\frac{s}{t}=\frac{360\ \mathrm{km}}{4\ \mathrm{h}}=90\ \mathrm{km/h}$。
(2)全程消耗汽油的体积 $V=25\ \mathrm{L}=0.025\ \mathrm{m}^3$，汽油的质量$m=\rho V=0.8×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×0.025\ \mathrm{m}^3=20\ \mathrm{kg}$，汽油完全燃烧放出的热量 $Q_{放}=mq=20\ \mathrm{kg}×4.5×10^7\ \mathrm{J/kg}=9×10^8\ \mathrm{J}$。
(3)汽车发动机全程所做有用功 $W_{有用}=Pt=25×10^3\ \mathrm{W}×4×3600\ \mathrm{s}=3.6×10^8\ \mathrm{J}$，则汽车发动机的效率 $\eta=\frac{W_{有用}}{Q_{放}}×100\%=\frac{3.6×10^8\ \mathrm{J}}{9×10^8\ \mathrm{J}}×100\%=40\%$。