Question

2．雙能源（汽油和天然氣）汽車以其經濟、污染小等優點備受人們青睞．已知天然氣的熱值是7×10⁷J/m³，則氣缸內完全燃燒0.1m³天然氣，釋放出7×10⁶J熱量，如果這些熱量完全被1標準大氣壓下質量為5kg初溫為20℃的水吸收，則水的末溫為100℃（1標準大氣壓下水道沸點為100℃）；熱機工作時將內能轉化為機械能的是做功沖程．

Answer 1

分析 （1）利用公式Q_放=qV求出天然氣所釋放的熱量；
（2）知道水吸收的熱量、水的質量、水的比熱容，根據吸熱公式Q_吸=cm△t求出水的溫度升高值，再根據一個標準大氣壓下水的沸點為100℃確定實際情況下水的末溫；
（3）掌握四個沖程中的能量轉化情況，吸氣和排氣沖程不發生能量轉化，壓縮沖程將機械能轉化為內能，做功沖程將內能轉化為機械能．

解答 解：（1）天然氣所釋放的熱量：Q_放=qV=7×10⁷J/m³×0.1m³=7×10⁶J；
（2）根據題意可得，水吸收的熱量：Q_吸=Q_放=7×10⁶J；
由Q_吸=cm△t可得，水的溫度變化量：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{7×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×5kg}$≈333.3℃，
則理論上水的末溫為：t=△t+t₀=333.3℃+20℃=353.3℃，
因在一個標準大氣壓下，水的沸點為100℃，
所以，實際情況下水的末溫為100℃；
（3）熱機的四個沖程依次為：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；其中將內能轉化為機械能的是做功沖程．
故答案為：7×10⁶；100；做功．

點評 本題主要考查了學生對燃料完全燃燒放出熱量公式和吸熱公式的掌握和運用，知道水在標準大氣壓下的沸點為100℃，并且沸騰時溫度不變是解題的關鍵．