（1）热能与机械能效率问题

1.一辆汽车为某高速公路做通车测试。汽车以120km/h的速度匀速通过60km的水平路段，消耗汽油3kg，发动机的效率是30%．求：(g取10N/kg，汽油的热值q＝4.6×107J/kg)

(1)汽车行驶时间；

(2)汽油完全燃烧释放的热量；

(3)汽车牵引力做功的功率。

2.某型号汽车整车与驾驶员的总质量是2 060 kg，驾驶员驾驶该汽车在平直公路上匀速行驶进行车型测试，测试过程中消耗汽油的体积为1.5×10－3 m3.(g＝10 N/kg，ρ汽油＝0.7×103 kg/m3，q汽油＝4.5×107 J/kg) 求：

(1)汽车与驾驶员的总重力；

(2)测试过程中消耗汽油的质量；

(3)假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%，汽车在测试过程中做的有用功是多少．

3.在第一次工业革命中，蒸汽机的出现开创了以机器代替手工劳动的时代，极大的推动了人类社会的发展。蒸汽机的工作原理是利用燃料加热蒸汽锅炉中的水，蒸汽锅炉中的水沸腾为水蒸气，蒸汽推动活塞运动。如图所示，有一辆质量为100t的蒸汽机车在一段平直的轨道上匀速运动，它所受的阻力为车重的0.2倍，当它运行2400m时，需要完全燃烧200kg煤。（已知：q_煤=3×10⁷J/kg）求：

（1）在加热水的过程中，把质量为2t，初温为25℃的水加热至沸腾，水需要吸收多少热量？（在一个标准大气压下）

（2）完全燃烧200kg煤可以放出多少热量？

（3）蒸汽机车在平直轨道上运行时的效率？

4.某新型四轮沙滩卡丁车如图所示，其满载时的质量为500kg。该卡丁车满载时在水平沙滩上做匀速直线运动，行驶了10min，共消耗了1.2kg的汽油，其发动机将汽油完全燃烧释放的热量转化为机械能的效率是25%。行驶过程中卡丁车所受阻力为其总重力的0.2倍。（q_汽油＝4.6×10⁷J/kg，g＝10N/kg）求：

（1）卡丁车匀速行驶时受到的阻力是多大？

（2）这段时间内卡丁车发动机的机械功率是多少？

（3）卡丁车匀速行驶的速度是多少？

5.一辆氢动力试验汽车10min内在平直路面上匀速直线行驶了12km，消耗了0.15kg的氢气。此过程中，汽车发动机的牵引力为1×10³N。求：（氢气的热值取1.4×10⁸J/kg）。

（1）汽车的牵引力做的功。

（2）氢气完全燃烧放出的热量。

（3）汽车发动机的效率（保留一位小数）。

（2）内能之间的转化效率问题

1.在“探究水和沙子吸热能力”的实验中，选用两个完全相同的酒精灯给200g水和沙子加热，并画出水和沙子的温度随时间变化的图像，已知酒精的热值是3.0×10⁷J/kg，水的比热容为4.2×10³J/(kg•℃)，酒精灯每分钟消耗1g酒精；

（1）2min时水吸收的热量；

（2）2min时酒精完全燃烧放出的热量；

（3）若用酒精灯加热水和沙子时热量的利用效率相同，求沙子的比热容。