例题2 用煤油炉烧水，如果水至沸腾时吸收的热量是煤油完全燃烧放出热量的40%，烧开一壶水要吸热$1.14× 10^6 \mathrm{ J}$，那么需燃烧多少克煤油？（已知煤油的热值为$4.6× 10^7 \mathrm{ J/kg}$）
解析 水吸收热量=燃料燃烧放热×40%，因此
$ Q_{放} = \frac{Q_{吸}}{40\%} = \frac{1.14 × 10^6 \mathrm{ J}}{0.4} = 2.85 × 10^6 \mathrm{ J} $
需要燃烧的煤油质量 $m = \frac{Q_{放}}{q} = \frac{2.85 × 10^6 \mathrm{ J}}{4.6 × 10^7 \mathrm{ J/kg}} = 0.062 \mathrm{ kg} = 62 \mathrm{ g}$
说明 对于这类问题，可先根据水实际需要吸收的热量来确定燃料放出的热量，再根据热值的定义计算燃料的质量。
答案：
解析：
【分析】
本题是结合热效率与热值计算燃料质量的热学应用题。解题思路为：首先根据热效率的定义，由水吸收的热量和热效率求出煤油完全燃烧需放出的总热量；再利用热值公式变形计算煤油的质量，最后完成单位换算得到结果。
【解析】
已知水吸收的热量$Q_{吸}=1.14×10^6\mathrm{J}$，热效率$\eta=40\%=0.4$，煤油的热值$q=4.6×10^7\mathrm{J/kg}$。
1. 计算煤油完全燃烧放出的总热量：根据热效率公式$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$，可得$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{1.14×10^6\mathrm{J}}{0.4}=2.85×10^6\mathrm{J}$；
2. 计算需燃烧煤油的质量：根据热值公式$Q_{放}=mq$，变形得$m=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{2.85×10^6\mathrm{J}}{4.6×10^7\mathrm{J/kg}}=0.062\mathrm{kg}$；
3. 单位换算：$0.062\mathrm{kg}=0.062×1000\mathrm{g}=62\mathrm{g}$。
【答案】
62g
【知识点】
热效率计算、热值计算
【点评】
本题是热学基础应用题，核心考查热效率与热值公式的应用，需注意单位换算，属于对基础公式的直接运用，难度适中。
【难度系数】
0.5
1. 用以下两种方法可以探究做功是否能够改变物体的内能。
图12-4-1 图12-4-2
(1) 如图12-4-1所示，将手中的铁丝在同一位置快速地弯折十余次，用手指触摸一下被弯折的部位，会感觉到弯折部位的
温度
升高，这表明铁丝的内能
增大
。
(2) 如图12-4-2所示，在厚壁的玻璃筒底部放一小片硝化纸，用力将活塞压下，我们会看到硝化纸
燃着
了，这表明用力压下活塞的过程中，玻璃筒内的温度
升高
并达到硝化纸的
燃点
，所以出现了我们所看到的现象。
(3) 上述的这两个现象都说明了
做功
是改变物体内能的另一种方式。用能量的观点来分析上述的两个现象，我们发现用这种方法改变物体的内能时，能量是在
机械
能和
内
能之间相互转化的。
答案：1. (1) 温度 增大 (2) 燃着 升高 燃点 (3) 做功 机械 内
解析：
【分析】
本题通过两个实验探究做功对物体内能的影响，需结合实验现象分析原理：弯折铁丝时，人对铁丝做功，机械能转化为内能；压活塞时，活塞对筒内气体做功，机械能转化为内能，使气体温度升高，达到硝化纸的燃点后燃烧，最终总结做功改变内能的本质及能量转化形式。
【解析】
(1) 快速弯折铁丝时，人对铁丝做功，机械能转化为铁丝的内能，导致弯折部位的温度升高，铁丝的内能增大；
(2) 用力压活塞时，活塞压缩玻璃筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，使筒内温度升高，达到硝化纸的燃点，因此会看到硝化纸燃着；
(3) 两个实验均通过做功改变物体内能，说明做功是改变物体内能的另一种方式；该过程中，能量在机械能和内能之间相互转化。
【答案】
(1) 温度 增大 (2) 燃着 升高 燃点 (3) 做功 机械 内
【知识点】
做功改变内能，内能与机械能转化，燃点
【点评】
本题以两个经典实验为载体，考查做功改变物体内能的核心知识点，实验现象直观，原理清晰，注重理论与实验的结合，适合巩固基础概念。
【难度系数】
0.8
2. 如图12-4-3所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，将电子点火器的放电管紧紧塞进孔中，打开盖子，向盒中滴入几滴酒精，再将盖子盖紧，按动电子点火器的按钮。这时我们可以看到，盖子
被气体冲开
，同时听到“砰”的一声响。在此过程中，酒精燃烧后产生的气体对
盖子
做功，气体的
内
能减少，转化为
盖子
的
机械
能。
答案：2. 被气体冲开 盖子 内 盖子 机械
解析：
【分析】
本题是关于内能与机械能转化的实验题，需结合实验过程分析现象和能量变化：酒精燃烧后产生高温高压气体，气体膨胀会对盖子做功，推动盖子运动，同时明确做功过程中能量的转化方向。
【解析】
按动电子点火器后，酒精燃烧产生的高温高压气体膨胀，对盖子施加力的作用，使盖子被气体冲开；此过程中，气体对外做功，自身的内能减少，转化为盖子的机械能。
【答案】
被气体冲开 盖子 内 盖子 机械
【知识点】
内能与机械能转化、做功改变内能
【点评】
本题通过酒精燃烧推动盒盖的实验，直观呈现了内能转化为机械能的过程，是初中热学中能量转化的典型基础实验，帮助学生理解做功对物体内能的改变。
【难度系数】
0.7
