新課程實(shí)踐與探究叢書九年級(jí)物理人教版
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6.如圖所示,某同學(xué)用燃?xì)庠顭?。已知鍋?nèi)水的質(zhì)量為4 kg,水的初溫為$28^{\circ }C$,加熱一段時(shí)間后共消耗了$0.05m^{3}$的天然氣,若此燃?xì)庠顭臒嵝蕿?0%[水的比熱容為$4.2×10^{3}J/(kg\cdot ^{\circ }C)$,天然氣的熱值為$4.2×10^{7}J/m^{3}$],此時(shí)大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。求:
(1)$0.05m^{3}$的天然氣完全燃燒所放出的熱量；
(2)以上過(guò)程中,水吸收的熱量；
(3)鍋內(nèi)水升高的溫度。
答案：(1)2.1×10^{6}J；(2)1.26×10^{6}J；(3)72℃
解析：(1)天然氣完全燃燒放出的熱量$Q_{放}=Vq=0.05m^{3}×4.2×10^{7}J/m^{3}=2.1×10^{6}J$；
(2)水吸收的熱量$Q_{吸}=ηQ_{放}=60\%×2.1×10^{6}J=1.26×10^{6}J$；
(3)水升高的溫度$Δt=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m_{水}}=\frac{1.26×10^{6}J}{4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ }C)×4kg}=75^{\circ }C$，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為$100^{\circ }C$，水的末溫為$28^{\circ }C + 75^{\circ }C = 103^{\circ }C ＞ 100^{\circ }C$，所以水升高的溫度為$100^{\circ }C - 28^{\circ }C = 72^{\circ }C$。
7.如圖所示,這是我國(guó)自行研制的大型水陸兩棲飛機(jī)。在某次水上高速滑行測(cè)試中,飛機(jī)的總質(zhì)量為100 t,在水面勻速直線滑行10 min,受到的阻力是重力的$\frac {3}{100}$倍,消耗航空煤油937.5 L,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率恒為$2.25×10^{7}W$(航空煤油的密度為$0.8×10^{3}kg/m^{3}$,熱值為$4×10^{7}J/kg$,g取10 N/kg)。求:
(1)消耗的航空煤油完全燃燒放出的熱量；
(2)飛機(jī)在滑行過(guò)程中的速度；
(3)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。
答案：(1)航空煤油的體積$V=937.5L=0.9375m^{3}$，質(zhì)量$m=ρV=0.8×10^{3}kg/m^{3}×0.9375m^{3}=750kg$，完全燃燒放出的熱量$Q_{放}=mq=750kg×4×10^{7}J/kg=3×10^{10}J$；
(2)飛機(jī)總質(zhì)量$m=100t=1×10^{5}kg$，重力$G=mg=1×10^{5}kg×10N/kg=1×10^{6}N$，阻力$f=\frac{3}{10}G=\frac{3}{10}×1×10^{6}N=3×10^{5}N$，牽引力$F=f=3×10^{5}N$，速度$v=\frac{P}{F}=\frac{2.25×10^{7}W}{3×10^{5}N}=75m/s$；
(3)滑行時(shí)間$t=10min=600s$，發(fā)動(dòng)機(jī)做的功$W=Pt=2.25×10^{7}W×600s=1.35×10^{10}J$，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率$η=\frac{W}{Q_{放}}×100\%=\frac{1.35×10^{10}J}{3×10^{10}J}×100\% = 45\%$。
