第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
基础题
1.（1）30%（2）不变  不变
（3）①设法利用废气的能量
②减少热机的各种热量损失
③保持机械间良好的润滑
2. B
3.（1）1  完全燃烧 3.0×10⁴   35：3
（2）变小  不变  不变
(3) A
4. 2.4×10¹²   3×10⁶
拓展题
5.解：已知飞机飞行的速度v=500km/h，
则1h内飞机在空中飞行的距离为：s=vt=500km/h×1h=500km；
已知煤油的热值q=4×10⁷J/kg，燃烧煤油的质量m=4000kg，
则煤油放出的热量为：Q放=qm=4×10⁷J/kg×4000kg=1.6×10¹¹J；
已知飞机飞行中获得的水平推力F=1.6×10⁵N，飞机飞行的路程s=500km，
水平推力做的功为：W=Fs=1.6×10⁵N×500×10³m=8×10¹⁰J，
则发动机的效率为：η=W/Q放×100%=8×10¹⁰J/1.6×10¹¹J×100%=50%
答：该飞机发动机的效率为50%。
动手动脑学物理
6．略
微专题 内能的相关计算
基础题
1.解：m水=m总-m壶=3.2kg-1.2kg=2kg
水吸收的热量为：Q吸=c水m水△t=4.2×10³J/（kg·℃）×2kg×5℃=4.2×10⁴J
答：需要吸收的热量为4.2×10⁴J。
2.解：（1）冰的质量m冰=2kg，冰熔化成水，质量不变，m水=m冰=2kg，由图象知，CD段：△t水=20℃一0℃=20℃,
则水吸收的热量：Q吸₁=c水m水△t=4,2×10³J/（kg·℃）×2kg×20℃=1,68×10⁵J
（2）冰在AB段从一20℃吸收热量升温到0°℃，升高的温度：△t冰=0°℃一（一20℃）
=20℃，加热时间为5min，由题意知，相同时间内冰和水吸收的热量相同，则冰在AB
段吸收的热量：Q吸₂=1/2Q吸₁=1/2×1.68×10⁵J=8.4×10⁴J
由Q吸=cm△t得冰的比热容：C冰=Q吸₂/m冰△t冰=8.4×10⁴J/2 kg×20 ℃=2.1×10³J/(kg·℃)
答：（1）CD段水吸收的热量为1.68×10⁵J；（2）冰的比热容为2.1×10³J/（kg·℃）。
3.解：完全燃烧0.2m³天然气放出的热量：Q放=V天然气q=0.2m³×4.2×10⁷J/m³=8.4×10⁶J；
根据Q吸=cm△t=Q放可知，水温度升高值：△t=Q吸/cm=8.4×10⁶J/4.2×10³J/(kg·℃)×100kg=20℃
水的末温为：1=t₀+△t=25℃+20℃=45℃。
答：水的温度升高到45℃。
4.解：
（1）煤完全燃烧产生的热量：Q放=mq=2kg×3×10⁷J/kg=6×10⁷J：
（2）水的质量m水=10kg，加热6min水温度升高度数△t=80℃一20℃=60℃，
Q吸=cm水△t=4.2×10³J/（kg·℃）×10kg×60℃=2.52×10⁶J
(3)煤炉烧水时的热效率：n=Q吸/Q放×100%=2.52×10⁶J/6×10⁷J×100%=4.2%
答：（1）煤完全燃烧产生的热量为6×10⁷J（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×10⁶J；（3）煤炉烧水时的热效率为4.2%。
拓展题 5—7 略