小亮家新买了一个电热水壶,铭牌上标有“220 V 50 Hz 900 W”的字样,在侧面透明小窗口上清晰地看到盛水的最大容量和最小容量为“MAX-1.0L;MIN-0.5L”.小亮对新电热水壶很感兴趣,于是在家里做了实验.他把水倒入电热水壶至最小容量处,用温度计测出水的初温是20 ℃,通电4 min后水烧开了(当时气压为1标准大气压).已知c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg.根据以上数据,求:
(1)加热过程中水吸收的热量.
(2)电热水壶烧水的效率.
(3)若电热水壶盛水至最大容量时对桌面的压强等于不盛水时对桌面压强的3倍,电热水壶的质量是多少?
(2014·无锡)有一混合动力汽车,由汽车发动机(汽油机)和电动机为驱动系统提供动力,汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程,带动曲轴转动两圈,该汽油发动机 的最大功率是69 W,以最大功率工作时曲轴转速为5 000 r/min.活塞从气缸一端运动到 另一端所扫过的容积为气缸排气量,气缸容积与燃烧室容积之比为压缩比,如图为气缸容积和燃烧室容积的示意图,该车排气量是1.8 L,压缩比为10∶1,动力蓄电池额定电压为200 V,容量(蓄电池放电电流和放电时间乘积)为150 A·h,已知该车的动能E与其速度v的关系如下表所示.
v/m·s-1 | 1 | 2 | 4 | 10 | 20 |
E/J | 6.0×102 | 2.4×103 | 9.6×103 | 6×104 | 2.4×105 |
(1)该汽车的动力蓄电池最多可储存多少焦的电能?
(2)①当这辆汽车在平直公路上以108 km/h的速度匀速行驶时,动力完全由汽油发动机提供,若汽车汽油发动机的输出功率为54 kW,则此时汽车所受的阻力是多大?
②当驾驶员看到前方限速标志时,立即减速并启动充电装置给动力蓄电池充电,汽车速度由108 km/h减小到72 km/h,若在此过程中动力蓄电池获得的电能为汽车所减少动能的50%,则动力蓄电池获得的电能为多少焦?
(3)若该汽车汽油发动机以最大功率工作时,吸气冲程末气缸内每升混合气体中汽油质量是7.2×10-4 kg,此时这台汽油发动机的效率是多少?(q汽油=4.6×107 J/kg)