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2021中考物理二轮考点过关：热效率综合计算
考点梳理
1．热量的计算
物体的温度升高时吸收热量为：Q吸＝cm（t﹣t0）
物体的温度降低时放出的热量为：Q放＝cm（t0﹣t）
式中的c为物体的比热容，m为物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度．若用△t表示物体变化的温度（升高或降低的温度），那么，物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为：Q＝cm△t．
2．燃料的热值及其计算
（1）概念：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，用q来表示，于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。热值是燃料的一种属性。
（2）单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。
（3）公式：Q＝mq（m为燃料的质量，q为燃料的热值，Q为燃烧放出的热量）。
（4）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为3.40×107J/kg。
同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。
3．热机的效率
（1）定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，其表达式为：η＝×100%．由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1．
（2）热机在工作过程中造成能量损失的因素有：
①燃料很难全部燃烧；
②排出的废气带走能量；
③热机部件要散热；
强化练习
1．煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机。某县在冬季利用地热能为用户取暖。县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为150m3/h。
（1）求每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量。
（2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，每小时需要天然气释放多少热量？
（3）利用上述地热能供暖，每小时可以节约多少天然气？（ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值为4×107J/m3）
2．随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有26%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：
（1）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
3．中国渔政311船是目前我国吨位最大、设备最先进、航速最快的渔政执法船，主要担负起在我国南沙群岛和西沙群岛护渔护航的任务，并宣示中国对南海诸岛的主权。该船满载时的总质量4.5×103t，最大航速可达15m/s，当船以最大航速巡航时受到的海水阻力为2.0×106N，（g＝10N/kg，q燃油＝4.0×107J/kg）求：
（1）渔政船以最大航速巡航50min，推进力对船所做的功。
（2）若渔政船的燃油机动力系统效率为30%，渔政船以最大航速巡航50min至少需要燃烧的燃油质量。
4．如图所示，某市首批氢燃料新能源公交车正式投入使用，氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。（氢的热值为q氢＝1.4×108J/kg）求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？
（2）氢能源公交车以140kW的恒定输出功率匀速行驶，如果0.3kg氢燃料完全燃烧获得热量的60%用来做机械功，这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间？
（3）该公交车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶的过程中，受到的阻力是多大？
5．发动机的效率是汽车经济性能的重要指标。若某品牌汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶105m，汽车克服阻力做功的功率为2×104W，耗油量为5kg。（汽油的热值为q＝4.0×107J/kg）求：
（1）这些汽油完全燃烧后释放的热量；
（2）汽车所受的阻力；
（3）该汽车发功机的效率。
6．一款新型汽车以某一速度在一段平直的公路上匀速行驶一段距离，消耗了2kg汽油，其发动机的效率为30%，则在这段运动过程中，[已知：汽油的热值为4.6×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），环境为1标准大气压]求：
（1）汽油完全燃烧放出的热量；
（2）该汽车发动机做的有用功；
（3）若发动机耗损的能量全部被初温25℃质量200kg的水吸收，则水升高的温度。
7．液氢的热值为1.4×108J/kg，燃烧后的产物是水蒸气，排放到大气中不会造成污染。[水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]。
求：（1）6kg氢气完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若这些热量的50%被水吸收，能使多少千克的水温升高50℃？
8．“垃圾分类，绿色环保”，合理分类并利用垃圾可以变废为宝。某垃圾处理厂处理垃圾时，在一定条件下，1t分类后的垃圾能“榨”出140kg燃料油。若某小区每天产生3t垃圾，[该燃料油的热值q＝4.0×107J/kg，q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg?℃）]。求：
（1）这3t垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放多少热量；
（2）这些热量相当于完全燃烧多少煤；
（3）若这些热量有30%被初温为20℃、质量为105kg的水吸收，则水的温度升高多少。
9．随着经济水平的不断提高，汽车越来越多地走进了普通百姓人家。如下表为小明同学家汽车的有关数据：
水箱中装满水质量2.5kg 汽车的额定功率23kW
求：
（1）某次行驶中，若水箱中水温度升高20℃，则水吸收多少热量？[水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]
（2）若该汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶1h消耗的汽油质量是6kg，则汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值为4.6×107J/kg）
（3）该汽车发动机的热机效率？
10．塔里木油田是我国累计产气最多的特大型整装优质气田区。该油田向我国东部地区输送天然气超过800亿立方米，惠泽我国14个省市自治区的80多个大中型城市3亿居民。
（1）从物理角度来看，则每输送100m3的天然气就相当于输送了多少焦的能量？（天然气的热值为8.3×107J/m3）。
（2）若100m3的天然气完全燃烧放出的热量的80%被水吸收，可以使多少千克的水从20℃升高到100℃？[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
11．某型号专用车在车型测试屮，在平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是 3.0×103N消耗燃油1.5L （假设燃油完全燃烧）．若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值 q＝4×107J/kg，
求：（1）燃依汽油的质量是多少？
（2）专用车牵引力所做的功？
（3）则该专用车的热机效率是多少？
12．建筑工地上有一台大型汽车吊，把100t建筑材料从地面吊到15m高处，在这过程中，汽车吊消耗柴油的质量为2.0kg，则：
（1）完全燃烧2.0kg柴油释放的内能为 多少？
（2）该车吊做的有用功为多少？
（3）该过程中汽车吊的效率为多大？（柴油的热值为q＝4.3×107J/kg，取g＝10N/kg）
13．某辆轮式伞兵突击战车，其满载时总质量为1.6吨，正以72km/h的速度在水平地面匀速直线行驶时，发动机的功率为6×104W（q汽油＝4.6×107J/kg）求：（1）战车行驶时，受到的阻力；
（2）战车共行驶23min，若汽油机的效率为30%，求消耗汽油的质量。
14．新冠病毒使2020年春的中国成为了一个没有硝烟的战场，负压救护车（如图所示）则是众多“逆行者”中的一员。所谓负压就是利用技术手段，使车内气压低于外界大气压，车的医疗舱每小时可换气20次，能过滤分离病毒率达99.97%，既对车内人员起到防护的作用，也避免了感染车外更多的人。
（1）若车内气压为外界标准大气压的90%，车顶的面积大约为4m2，车顶受到的内外压力差为多少？（标准大气为1.01×105Pa）。
（2）若汽车的效率为25%，则平均输出功率50kW下，速度90km/h，该车百公里（100km）消耗多少汽油？（结果保留一位小数，汽油的密度为0.70×103kg/m3，热值4.6×107J/kg）。
15．如图是某型号的消防车，其部分相关数据如下表，该车通过柴油发动机提供
喷水动力。在喷水作业的过程中，（已知柴油的热值为4.0×107J/kg，g＝10N/kg）求：
型号 ***消防车
整车质量m 25t
水箱容积V 8m3
喷嘴横截面 积S 4cm2
喷水压强p 1×106Pa
（1）喷嘴处喷水时受到的喷水压力是多少？
（2）若将满箱水全部喷到50m高的着火点处，这一过程中克服整箱水的重力做的有用功是多少？
（3）若这次消防车喷水效率是10%，此过程需要消耗柴油的质量是多少？
2021中考物理二轮考点过关：热效率综合计算
参考答案
1．煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机。某县在冬季利用地热能为用户取暖。县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为150m3/h。
（1）求每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量。
（2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，每小时需要天然气释放多少热量？
（3）利用上述地热能供暖，每小时可以节约多少天然气？（ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值为4×107J/m3）
【解答】解：（1）已知出水流量为150m3/h，
由ρ＝得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×150m3＝1.5×105kg；
水放出的热量：
Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×1.5×105kg×（90℃﹣50℃）＝2.52×1010J；
（2）天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，
由η＝得，天然气需要放出的热量为：
Q′＝＝＝2.8×1010J；
（3）由Q′＝Vq得，天然气的体积为：
V＝＝＝700m3。
答：（1）每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量为2.52×1010J；
（2）每小时需要天然气释放2.8×1010J的热量；
（3）利用上述地热能供暖一小时相当于可以节约700m3的天然气。
2．随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有26%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：
（1）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
【解答】解：（1）燃烧汽油的体积：V＝10L＝10×10﹣3m3，
由ρ＝得汽油的质量：
m＝ρV＝0.7×103kg/m3×10×10﹣3m3＝7kg，
汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝7kg×4.6×107J/kg＝3.22×108J；
（2）由题知，用来驱动汽车做的有用功：
W有＝Q放×26%＝3.22×108J×26%＝8.372×107J
由W有＝Fs得轿车牵引力：
F＝＝＝837.2N，
轿车匀速行驶，受平衡力，
受到的阻力：f＝F＝837.2N。
答：（1）这些汽油完全燃烧放出的热量为3.22×108；
（2）这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力为837.2N。
3．中国渔政311船是目前我国吨位最大、设备最先进、航速最快的渔政执法船，主要担负起在我国南沙群岛和西沙群岛护渔护航的任务，并宣示中国对南海诸岛的主权。该船满载时的总质量4.5×103t，最大航速可达15m/s，当船以最大航速巡航时受到的海水阻力为2.0×106N，（g＝10N/kg，q燃油＝4.0×107J/kg）求：
（1）渔政船以最大航速巡航50min，推进力对船所做的功。
（2）若渔政船的燃油机动力系统效率为30%，渔政船以最大航速巡航50min至少需要燃烧的燃油质量。
【解答】解：（1）渔政船以最大航速巡航50min，运动的路程为s＝vt＝15m/s×50×60s＝4.5×104m，
此时推进力的大小等于阻力大小，为F＝f＝2.0×106N，
推进力对船所做的功为W＝Fs＝2.0×106N×4.5×104m＝9×1010J；
（2）若渔政船的燃油机动力系统效率为30%，
根据η＝可知渔政船以最大航速巡航50min至少需要的热量为Q放＝＝＝3×1011J，
根据Q放＝qm可知需要燃烧的燃油质量为m燃油＝＝＝7.5×103kg。
4．如图所示，某市首批氢燃料新能源公交车正式投入使用，氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。（氢的热值为q氢＝1.4×108J/kg）求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？
（2）氢能源公交车以140kW的恒定输出功率匀速行驶，如果0.3kg氢燃料完全燃烧获得热量的60%用来做机械功，这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间？
（3）该公交车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶的过程中，受到的阻力是多大？
【解答】解：（1）0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq氢＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J；
（2）由题知公交车所做的功：
W＝ηQ放＝60%×4.2×107J＝2.52×107J，
由P＝得公交车行驶时间：
t＝＝＝180s。
（3）v＝72km/h＝20m/s，
根据P＝＝＝Fv可得，牵引力：
F＝＝＝7000N，
该汽车在以此速度行驶的过程中，阻力和牵引力是一对平衡力，所以阻力f＝F＝7000N。
答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出4.2×107J热量；
（2）这些热量能让该公交车匀速行驶180s；
（3）该公交车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶的过程中，受到的阻力是7000N。
5．发动机的效率是汽车经济性能的重要指标。若某品牌汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶105m，汽车克服阻力做功的功率为2×104W，耗油量为5kg。（汽油的热值为q＝4.0×107J/kg）求：
（1）这些汽油完全燃烧后释放的热量；
（2）汽车所受的阻力；
（3）该汽车发功机的效率。
【解答】解：（1）由题知，汽油的热值以及消耗汽油的质量，所以汽油完全燃烧后释放的热量：
Q＝mq＝5kg×4.0×107J/kg＝2×108J；
（2）由题知，汽车在平直公路上以25m/s的速度匀速行驶，功率为2×104W，
由P＝Fv可得，汽车受到的牵引力：
F＝＝＝800N，
牵引力与阻力是一对平衡力，所以汽车所受的阻力：
f＝F＝800N；
（3）汽车牵引力做功：
W＝Fs＝800N×105m＝8×107J，
汽车发功机的效率：
η＝＝＝40%。
答：（1）这些汽油完全燃烧后释放的热量为2×108J；
（2）汽车所受的阻力为800N；
（3）该汽车发功机的效率为40%。
6．一款新型汽车以某一速度在一段平直的公路上匀速行驶一段距离，消耗了2kg汽油，其发动机的效率为30%，则在这段运动过程中，[已知：汽油的热值为4.6×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），环境为1标准大气压]求：
（1）汽油完全燃烧放出的热量；
（2）该汽车发动机做的有用功；
（3）若发动机耗损的能量全部被初温25℃质量200kg的水吸收，则水升高的温度。
【解答】解：
（1）汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝2kg×4.6×107J/kg＝9.2×107J；
（2）发动机的效率为30%，则该汽车发动机做的有用功为：W有＝ηQ放＝30%×9.2×107J＝2.76×107J；
（3）发动机耗损的能量为：Q吸＝（1﹣η）×Q放＝70%×9×107J＝6.3×107J；
由Q吸＝cm△t得水升高的温度：△t＝＝＝75℃。
答：（1）汽油完全燃烧放出的热量为9.2×107J；
（2）该汽车发动机做的有用功为2.76×107J；
（3）若发动机耗损的能量全部被初温25℃质量200kg的水吸收，则水升高的温度为75℃。
7．液氢的热值为1.4×108J/kg，燃烧后的产物是水蒸气，排放到大气中不会造成污染。[水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]。
求：（1）6kg氢气完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若这些热量的50%被水吸收，能使多少千克的水温升高50℃？
【解答】解：（1）6kg氢气完全燃烧放出的热量是：Q放＝qm＝1.4×108J/kg×6kg＝8.4×108J；
（2）若这些热量的50%被水吸收，则Q吸＝50%Q放＝50%×8.4×108J＝4.2×108J，
故水的质量为：m′＝＝＝2000kg。
答：（1）6kg氢气完全燃烧放出的热量是8.4×108J；
（2）若这些热量的50%被水吸收，能使2000千克的水温升高50℃。
8．“垃圾分类，绿色环保”，合理分类并利用垃圾可以变废为宝。某垃圾处理厂处理垃圾时，在一定条件下，1t分类后的垃圾能“榨”出140kg燃料油。若某小区每天产生3t垃圾，[该燃料油的热值q＝4.0×107J/kg，q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg?℃）]。求：
（1）这3t垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放多少热量；
（2）这些热量相当于完全燃烧多少煤；
（3）若这些热量有30%被初温为20℃、质量为105kg的水吸收，则水的温度升高多少。
【解答】解：
（1）某城镇每天产生3t生活垃圾，1t生活垃圾能“榨”出140kg燃料油，
所以共“榨”出燃料油的质量m＝3×140kg＝420kg。
这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量：
Q放＝m油q油＝420kg×4.0×107J/kg＝1.68×1010J；
（2）由Q放＝mq得，要放出1.68×1010J的热量需要完全燃烧煤的质量：
m煤＝＝＝560kg；
（3）由题意知水吸收的热量为：Q吸＝Q放η＝1.68×1010J×30%＝5.04×109J；
由公式Q＝cm△t得，水升高的温度为：
△t＝＝＝12℃；
答：（1）这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出1.68×1011J热量。
（2）这些热量相当于完全燃烧560kg质量的煤。
（3）在一个标准大气压下，这些热量的30%被105kg初始温度为30℃的水吸收，则水温能升高12℃。
9．随着经济水平的不断提高，汽车越来越多地走进了普通百姓人家。如下表为小明同学家汽车的有关数据：
水箱中装满水质量2.5kg 汽车的额定功率23kW
求：
（1）某次行驶中，若水箱中水温度升高20℃，则水吸收多少热量？[水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）]
（2）若该汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶1h消耗的汽油质量是6kg，则汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值为4.6×107J/kg）
（3）该汽车发动机的热机效率？
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×2.5kg×20℃＝2.1×105J；
（2）6kg汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝m汽q＝6kg×4.6×107J/kg＝2.76×108J；
（3）由P＝可得，汽车发动机做的功：
W牵＝Pt＝23×103W×3.6×103s＝8.28×107J，
汽车发动机的效率：
。
答：（1）水吸收2.1×105J的热量；
（2）汽油完全燃烧放出2.76×108J的热量；
（3）该汽车发动机的热机效率为30%。
10．塔里木油田是我国累计产气最多的特大型整装优质气田区。该油田向我国东部地区输送天然气超过800亿立方米，惠泽我国14个省市自治区的80多个大中型城市3亿居民。
（1）从物理角度来看，则每输送100m3的天然气就相当于输送了多少焦的能量？（天然气的热值为8.3×107J/m3）。
（2）若100m3的天然气完全燃烧放出的热量的80%被水吸收，可以使多少千克的水从20℃升高到100℃？[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
【解答】解：（1）每输送100m3的天然气相当于输送的能量：
Q放＝Vq＝100m3×8.3×107J/m3＝8.3×109J；
（2）由题意可知，水吸收的热量Q吸＝Q放×80%＝8.3×109J×80%＝6.64×109J，
由Q吸＝cm（t﹣t0）得水的质量：
m＝＝≈1.98×104kg。
答：（1）从物理角度来看，则每输送100m3的天然气就相当于输送了8.3×109J的能量；
（2）若100m3的天然气完全燃烧放出的热量的80%被水吸收，可以使1.98×104kg的水从20℃升高到100℃。
11．某型号专用车在车型测试屮，在平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是 3.0×103N消耗燃油1.5L （假设燃油完全燃烧）．若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值 q＝4×107J/kg，
求：（1）燃依汽油的质量是多少？
（2）专用车牵引力所做的功？
（3）则该专用车的热机效率是多少？
【解答】解：（1）由题意知，消耗燃油1.5L，
则消耗燃油的质量：m＝ρv＝0.8×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.2kg
（2）因为汽车匀速行驶，所以F＝f＝3.0×103N，
牵引力所做的功：W＝Fs＝3.0×103N×5.6×103m＝1.68×107J；
（3）燃油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝1.2kg×4×107J/kg＝4.8×107J。
热机效率：η＝×100%＝×100%＝35%。
答：（1）该车行驶5.6km消耗汽油的质量是1.2kg；
（2）专用车牵引力所做的功是1.68×107J；
（3）该专用车的热机效率是35%。
12．建筑工地上有一台大型汽车吊，把100t建筑材料从地面吊到15m高处，在这过程中，汽车吊消耗柴油的质量为2.0kg，则：
（1）完全燃烧2.0kg柴油释放的内能为 多少？
（2）该车吊做的有用功为多少？
（3）该过程中汽车吊的效率为多大？（柴油的热值为q＝4.3×107J/kg，取g＝10N/kg）
【解答】解：
（1）柴油完全燃烧释放的内能（即柴油完全燃烧放出的热量）：
Q＝m柴油q＝2.0kg×4.3×107J/kg＝8.6×107J；
（2）建筑材料的质量m＝100t＝105kg，
建筑材料的重力为：
G＝mg＝105kg×10N/kg＝106N，
汽车吊做的有用功为：
W＝Gh＝106N×15m＝1.5×107J。
（3）汽车吊的效率为：
η＝＝×100%≈17.4%。
答：（1）完全燃烧2.0kg柴油释放的内能是8.6×107J；
（2）汽车吊做的有用功是1.5×107J；
（3）该过程中汽车吊的效率为17.4%。
13．某辆轮式伞兵突击战车，其满载时总质量为1.6吨，正以72km/h的速度在水平地面匀速直线行驶时，发动机的功率为6×104W（q汽油＝4.6×107J/kg）求：（1）战车行驶时，受到的阻力；
（2）战车共行驶23min，若汽油机的效率为30%，求消耗汽油的质量。
【解答】解：（1）战车行驶时的速度：
v＝72km/h＝20m/s，
由P＝＝＝Fv可得，汽车发动机的牵引力：
F＝＝＝3000N，
因战车匀速行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，
所以，战车行驶时受到的阻力f＝F＝3000N；
（2）由P＝可得，战车行驶23min发动机做的功：
W＝Pt＝6×104W×23×60s＝8.28×107J，
由η＝×100%可得，消耗汽油完全燃烧释放的热量：
Q放＝＝＝2.76×108J，
由Q放＝mq可得，消耗汽油的质量：
m＝＝＝6kg。
答：（1）战车行驶时，受到的阻力为3000N；
（2）战车共行驶23min，若汽油机的效率为30%，消耗汽油的质量为6kg。
14．新冠病毒使2020年春的中国成为了一个没有硝烟的战场，负压救护车（如图所示）则是众多“逆行者”中的一员。所谓负压就是利用技术手段，使车内气压低于外界大气压，车的医疗舱每小时可换气20次，能过滤分离病毒率达99.97%，既对车内人员起到防护的作用，也避免了感染车外更多的人。
（1）若车内气压为外界标准大气压的90%，车顶的面积大约为4m2，车顶受到的内外压力差为多少？（标准大气为1.01×105Pa）。
（2）若汽车的效率为25%，则平均输出功率50kW下，速度90km/h，该车百公里（100km）消耗多少汽油？（结果保留一位小数，汽油的密度为0.70×103kg/m3，热值4.6×107J/kg）。
【解答】解：（1）车内气压为外界标准大气压的90%，则车内外的压强差为：
△p＝p（1﹣90%）＝1.01×105Pa×0.1＝1.01×104Pa；
根据p＝可知，车顶受到的内外压力差为：
F＝△pS＝1.01×104Pa×4m2＝4.04×104N；
（2）负压救护车的速度为v＝90km/h＝25m/s，负压救护车的功率为P＝50kW＝50000W；
由功率公式P＝＝＝Fv变形可得，
负压救护车所受的牵引力：
F＝＝＝2000N；
负压救护车行驶路程为：s＝100km＝1×105m，
负压救护车所做的有用功为：
W＝Fs＝2000N×1×105m＝2×108J；
已知发动机的效率是25%，
由η＝得，
汽油燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝8×108J，
由Q放＝mq可得，耗油的质量为：
m＝＝＝kg，
汽油的体积为：V＝＝＝0.0248m3＝24.8L。
答：（1）若车内气压为外界标准大气压的90%，车顶的面积大约为4m2，车顶受到的内外压力差为4.40×104N。
（2）若汽车的效率为25%，则平均输出功率50kW下，速度90km/h，该车百公里（100km）消耗24.8L的汽油。
15．如图是某型号的消防车，其部分相关数据如下表，该车通过柴油发动机提供
喷水动力。在喷水作业的过程中，（已知柴油的热值为4.0×107J/kg，g＝10N/kg）求：
型号 ***消防车
整车质量m 25t
水箱容积V 8m3
喷嘴横截面 积S 4cm2
喷水压强p 1×106Pa
（1）喷嘴处喷水时受到的喷水压力是多少？
（2）若将满箱水全部喷到50m高的着火点处，这一过程中克服整箱水的重力做的有用功是多少？
（3）若这次消防车喷水效率是10%，此过程需要消耗柴油的质量是多少？
【解答】解：（1）根据p＝知，
喷嘴处喷水时受到的喷水压力为：
F＝pS＝1×106Pa×4×10﹣4m2＝400N；
（2）根据ρ＝知，
水的质量为：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×8m3＝8×103kg，
水的重力为：
G＝mg＝8×103kg×10N/kg＝8×104N，
克服整箱水的重力做的有用功为：
W＝Gh＝8×104 N×50m＝4×106J；
（3）根据η＝知，
燃料完全燃烧放出的热量为：
Q放＝＝＝4×107J
由Q＝mq知，
消耗柴油的质量为：
m′＝＝＝1kg。
答：（1）喷嘴处喷水时受到的喷水压力是400N；
（2）若将满箱水全部喷到50m高的着火点处，这一过程中克服整箱水的重力做的有用功是4×106J；
（3）若这次消防车喷水效率是10%，此过程需要消耗柴油的质量是1kg。

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