易錯(cuò)點(diǎn)13 內(nèi)能、比熱容與熱值-備戰(zhàn)2025年中考物理考試易錯(cuò)題（江蘇專用）

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01 易錯(cuò)陷阱
易錯(cuò)點(diǎn)一．內(nèi)能、熱量與溫度
易錯(cuò)點(diǎn)二．比熱容與熱值
易錯(cuò)點(diǎn)三．熱機(jī)與熱機(jī)效率
02 舉一反三——易錯(cuò)題型
題型一．內(nèi)能、熱量與溫度的區(qū)別
題型二．比熱容與熱值的計(jì)算
題型三．比熱容與熱值的實(shí)驗(yàn)探究
題型四．熱機(jī)的工作原理
題型五．熱機(jī)效率的計(jì)算
03 易錯(cuò)題通關(guān)

易錯(cuò)點(diǎn)一、內(nèi)能、熱量與溫度
【鏈接知識(shí)】
知識(shí)點(diǎn)一、內(nèi)能、熱量與溫度的關(guān)系
內(nèi)能
物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫作物體的內(nèi)能，一切物體在任何情況下都有內(nèi)能
內(nèi)能的影響因素：物體的溫度、質(zhì)量和狀態(tài)
熱量
在熱傳遞過(guò)程中，傳遞能量的多少叫作熱量。熱量總是從高溫物體傳遞到低溫物體，這個(gè)過(guò)程叫做熱傳遞
溫度
溫度是表示物體冷熱程度的物理量，它反映了物體內(nèi)部分子平均動(dòng)能的大小
4、總結(jié)分析
溫度反映了物體內(nèi)能的宏觀表現(xiàn)，對(duì)于相同的物質(zhì)，溫度的升高意味著其內(nèi)能的增加。
物體的內(nèi)能可以通過(guò)做功或熱傳遞的方式進(jìn)行改變。施加外力做功于物體或使其吸收熱量，會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)能的增大；而物體對(duì)外做功或釋放熱量，則會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部能量的減少。
熱量是一個(gè)過(guò)程性的量，我們只能在描述物體在特定過(guò)程中“釋放”或“吸收”熱量的行為時(shí)使用，而不應(yīng)表述物體“具有”或“含有”熱量。
【陷阱分析】①物體內(nèi)能的大小跟溫度、質(zhì)量等因素都有關(guān)，所以溫度高的物體內(nèi)能不一定大。例如，一杯熱水的溫度雖高，但其內(nèi)能可能遠(yuǎn)小于一個(gè)大冰塊的內(nèi)能②物體內(nèi)能增加時(shí)，溫度不一定升高，如晶體的熔化過(guò)程，但物體溫度升高時(shí)，不考慮對(duì)外做功的情況，其內(nèi)能必定增加③熱量也可能從內(nèi)能小的物體傳遞給內(nèi)能大的物體，原因是內(nèi)能小的物體溫度也可能高
易錯(cuò)點(diǎn)二、比熱容與熱值
【鏈接知識(shí)】
知識(shí)點(diǎn)二、比熱容
比熱容是反映物質(zhì)吸放熱本領(lǐng)的物理量，在數(shù)值上等于單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量
公式：c = Q/mΔt，其中c為比熱容，Q為吸收或放出的熱量，m為質(zhì)量，Δt為溫度變化。比熱容越大，物質(zhì)吸放熱能力越強(qiáng)
知識(shí)點(diǎn)三、海陸風(fēng)的形成
海陸風(fēng)的形成是由于海洋和陸地的比熱容不同，白天陸地升溫快，海洋空氣流向陸地，形成海風(fēng)；夜晚陸地降溫快，陸地空氣流向海洋，形成陸風(fēng)
知識(shí)點(diǎn)四、熱值
熱值是燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量，通常用符號(hào)q表示，單位為J/kg。其物理意義為1kg燃料完全燃燒時(shí)所釋放的熱量
【陷阱分析】①比熱容是物質(zhì)的一種特性，只與物質(zhì)的種類、狀態(tài)有關(guān)，與物體的質(zhì)量、吸收或放出熱量的多少、升高或降低的溫度無(wú)關(guān)②海陸風(fēng)的判斷可以用“白海夜陸”快速記憶，實(shí)質(zhì)是海洋與陸地比熱容的不同③熱值是衡量燃料能量釋放能力的指標(biāo)，不同燃料熱值各異，熱值與比熱容之間無(wú)必然關(guān)系
易錯(cuò)點(diǎn)三、熱機(jī)與熱機(jī)效率
【鏈接知識(shí)】
知識(shí)點(diǎn)五、汽油機(jī)的工作循環(huán)

在汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，4個(gè)沖程，曲軸（又叫飛輪）旋轉(zhuǎn)2圈，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)2次，對(duì)外做功1次
知識(shí)點(diǎn)六、熱機(jī)效率
熱機(jī)效率是指熱機(jī)有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，該物理量可以用于表示熱機(jī)性能的好壞。
【陷阱分析】①熱機(jī)的壓縮沖程和做功沖程的能量轉(zhuǎn)化是反著來(lái)的，不能通過(guò)名字去判斷能量轉(zhuǎn)化方向，需結(jié)合實(shí)際過(guò)程分析②改變內(nèi)能的兩種方式是做功和熱傳遞，對(duì)外做功會(huì)導(dǎo)致內(nèi)能降低，溫度也會(huì)下降，如果考慮水蒸氣則會(huì)產(chǎn)生“白氣”③熱機(jī)效率的計(jì)算需準(zhǔn)確區(qū)分有用功和總功，避免混淆。一般來(lái)說(shuō)，熱機(jī)中的有用功是使汽車行駛的功，總功是燃料完全燃燒放出的熱量
題型一．內(nèi)能、熱量與溫度的區(qū)別
【例1】下列有關(guān)溫度、內(nèi)能和熱量的說(shuō)法中，正確的是（ ）
A．物體的溫度不變，它的內(nèi)能一定不變
B．物體內(nèi)能增加，它一定吸收了熱量
C．物體放出了熱量，它的溫度一定降低
D．物體溫度降低，它的內(nèi)能一定減少
【答案】D
【解答】試題分析：內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，內(nèi)能的大小與分子的個(gè)數(shù)、分子的熱運(yùn)動(dòng)和分子間的相互作用情況有關(guān)，物體的溫度不變，它的內(nèi)能可能改變（如熔化和凝固）．物體溫度降低，它的內(nèi)能一定減少．改變物體內(nèi)能的兩種方式：做功和熱傳遞．物體的內(nèi)能發(fā)生變化，可能表現(xiàn)在物體的溫度變化，也可能是狀態(tài)的變化．物體放出了熱量，它的溫度不一定降低（如凝固時(shí)溫度不變）．物體內(nèi)能增加可能是通過(guò)做功的方式增加的，也有可能是通過(guò)熱傳遞的方式．故選D正確
【變式1-1】下列關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能的說(shuō)法中正確的是（ ）
A．溫度低的物體內(nèi)能一定小B．物體的溫度不變，其內(nèi)能一定不變
C．物體的內(nèi)能減少，不一定放出了熱量D．熱的物體具有的熱量一定多
【答案】C
【解答】A．內(nèi)能與物體的質(zhì)量、溫度、狀態(tài)等有關(guān)，所以溫度低的物體內(nèi)能不一定小，故A錯(cuò)誤；
B．物體的溫度不變，內(nèi)能可能改變，比如晶體熔化過(guò)程中，溫度不變，但是吸收了熱量，內(nèi)能增大，故B錯(cuò)誤；
C．物體的內(nèi)能減少，可能是放出了熱量，也可能是對(duì)外界做了功，故C正確；
D．熱量是一過(guò)程量，描述它的術(shù)語(yǔ)是“吸收”和“放出”，不能用具有，故D錯(cuò)誤。
故選 C
題型二．比熱容與熱值的計(jì)算
【例2】小明同學(xué)為了比較質(zhì)量均為200g的水和燃油的吸熱能力，利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)酒精燈完全一樣，加熱10min后每個(gè)酒精燈消耗酒精5g（q酒精=3×107J/kg），水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時(shí)間變化圖像（如圖乙）。若單位時(shí)間內(nèi)水和煤油吸收的熱量相等，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．煤油的末溫比水的高，所以吸熱能力更強(qiáng)
B．10min酒精完全燃燒放出的熱量為1.5×104J
C．20min內(nèi)煤油吸收的熱量為1.26×104J
D．他使用的酒精燈的加熱效率為8.4%
【答案】D
【解答】A．煤油和水的初始溫度相同，吸收相同的熱量（即加熱相同的時(shí)間），煤油的末溫比水的高，所以水的吸熱能力更強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；
B．10min酒精完全燃燒放出的熱量為
Q放=q酒精m=3×107J/kg×5×10-3kg=1.5×105J
故B錯(cuò)誤；
C．水加熱20分鐘升高
98℃﹣68℃=30℃
20min內(nèi)水吸收的熱量
Q吸=c水m水Δt水=4.2×103J/（kg?℃）×0.2kg×30℃=2.52×104J
單位時(shí)間內(nèi)水和煤油吸收的熱量相等，故20min內(nèi)煤油吸收的熱量為2.52×104J，故C錯(cuò)誤；
D．加熱10min后每個(gè)酒精燈消耗酒精6g，加熱20min后每個(gè)酒精燈消耗酒精10g，則酒精放出的熱量
Q放=m酒精q酒精=10×10﹣3kg×3×107J/kg=3×105J
他使用的酒精燈的加熱效率為

故D正確。
故選D。
【變式2-1】如圖所示，規(guī)格相同的甲、乙兩容器中分別裝有3kg和2kg的水，并用不同的加熱器加熱，不計(jì)熱損失，得到如圖丙所示的水溫與加熱時(shí)間的關(guān)系圖像。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．甲、乙兩容器中的水的內(nèi)能是通過(guò)做功的方式來(lái)增加的
B．甲、乙兩容器中的加熱器每分鐘放出的熱量相同
C．加熱相同的時(shí)間，甲、乙兩容器中的水升高的溫度之比為2∶3
D．將甲、乙兩容器中的水從20℃加熱至沸騰所需要的時(shí)間之比為2∶3
【答案】D
【解答】A．容器中的水從加熱器上吸收熱量，是通過(guò)熱傳遞來(lái)改變水的內(nèi)能的，故A錯(cuò)誤；
B．由圖丙可知，水的溫度從20℃升高到40℃，乙的加熱時(shí)間為3min，此時(shí)乙容器中的水吸收的熱量為
Q乙吸=cm2Δt=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(40℃-20℃)=1.68×105J
則乙容器中的水每分鐘吸收的熱量為
水的溫度從20℃升高到40℃，甲的加熱時(shí)間為2min，此時(shí)甲容器中的水吸收的熱量為
Q甲吸=cm1Δt=4.2×103J/(kg?℃)×3kg×(40℃-20℃)=2.52×105J
則甲容器中的水每分鐘吸收的熱量為
因不計(jì)熱損失，則加熱器每分鐘放出的熱量等于水每分鐘吸收的熱量，可知甲容器中的加熱器每分鐘放出的熱量大于乙容器中的加熱器每分鐘放出的熱量，故B錯(cuò)誤；
C．由B中可得，加熱相同時(shí)間，加熱器放出的熱量之比為
Q甲放∶Q乙放=ΔQ甲吸∶ΔQ乙吸=1.26×105J∶5.6×104J=9∶4
因不計(jì)熱損失，則相同時(shí)間內(nèi)，兩杯水吸收的熱量之比為9∶4，由可得，甲、乙兩容器中的水升高的溫度之比為
故C錯(cuò)誤；
D．因甲、乙兩容器中的水的初溫相同，故將甲、乙兩容器中的水從20℃加熱至沸騰時(shí)，兩容器中的水的溫度變化量相同，由Q吸=cmΔt可得，將甲、乙兩容器中的水從20℃加熱至沸騰所需熱量之比為
由可得，所用時(shí)間之比為
故D正確。
故選D。
題型三．比熱容與熱值的實(shí)驗(yàn)探究
【例3】小明和其他小組利用如圖1所示的裝置探究“水和沙子吸熱本領(lǐng)的大小”，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：
（1）為了完成實(shí)驗(yàn)，除了圖中所示器材以外，還需要的測(cè)量工具是天平和 ；
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，小明確定以下需控制的變量，其中多余的是 ；
A．用完全相同的加熱方式
B．酒精燈里所加的酒精量相同
C．質(zhì)量相同的水和沙子
D．規(guī)格相同的燒杯
（3）在此實(shí)驗(yàn)中，比較水和沙子吸熱能力的方法是： 相同比較 ；
（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：①等質(zhì)量的沙子和水升高相同的溫度，沙子加熱的時(shí)間短；②等質(zhì)量的沙子和水加熱相同的時(shí)間，沙子的溫度上升得多，說(shuō)明 （選填“沙子”或“水”）的吸熱本領(lǐng)強(qiáng)；但是實(shí)驗(yàn)中仔細(xì)觀察的小華同學(xué)還發(fā)現(xiàn)：剛開始加熱時(shí)，沙子升溫情況與結(jié)論②不符，你認(rèn)為可能的原因是： ；
（5）小剛同學(xué)又利用該裝置研究酒精和汽油的熱值是否一樣。要完成該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在圖2容器中裝入相同質(zhì)量的 （選填“同種”或“不同種”）物質(zhì)，容器內(nèi)分別裝入質(zhì)量相同的酒精和汽油，比較兩種燃料 （選填“燃燒相同時(shí)間”或“燃盡后”）容器里物質(zhì)升高的溫度。
【答案】 秒表 B 升高溫度 加熱時(shí)間 水 沙子的導(dǎo)熱性能差，受熱不均勻 同種 燃盡后
【解答】（1）[1]根據(jù)轉(zhuǎn)換法，比較吸熱能力的方法，通過(guò)加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)比較吸熱多少，故除了圖中所示器材以外，還需要的測(cè)量工具是天平和秒表。
（2）[2] AD．采用完全相同的加熱方式，是為了使熱源相同時(shí)間放出相同的熱量；使用規(guī)格相同的燒杯目的使水和沙子在相同的時(shí)間吸收相同的熱量，故AD不符合題意；
B．只需要熱源在相同時(shí)間放出相同的熱量，不需要酒精燈里所加酒精量相同，故B符合題意；
C．根據(jù)比較吸熱能力的2種方法，要控制不同物質(zhì)的質(zhì)量相同，故C不符合題意。
故選B。
（3）[3][4]根據(jù)表中數(shù)據(jù)知道，通過(guò)比較升高相同的溫度所用的加熱時(shí)間比較水和沙子吸熱能力。
（4）[5][6]實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：①等質(zhì)量的沙子和水升高相同的溫度，沙子加熱的時(shí)間短；②等質(zhì)量的沙子和水加熱相同的時(shí)間，沙子的溫度上升得多，根據(jù)比較吸熱能力的方法，說(shuō)明水的吸熱本領(lǐng)強(qiáng)；但是實(shí)驗(yàn)中仔細(xì)觀察的小華同學(xué)還發(fā)現(xiàn)：剛開始加熱時(shí)，沙子升溫情況與結(jié)論②不符，即沙子升高的溫度比水小，這是因?yàn)椋荷匙拥膶?dǎo)熱性能差，受熱不均勻。
（5）[7][8]小剛同學(xué)利用該裝置研究酒精和汽油的熱值是否一樣。根據(jù)控制變量法，要完成該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在圖2容器中裝入相同質(zhì)量的同種物質(zhì)，容器內(nèi)分別裝入質(zhì)量相同的酒精和汽油，比較兩種燃料燃盡后容器里物質(zhì)升高的溫度，溫度變化量越大，說(shuō)明該物質(zhì)的熱值越高。
【變式3-1】在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，做“觀察水的沸騰”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)分別從圖甲中A、B兩套實(shí)驗(yàn)裝置中任選一套來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。
（1）甲組從水溫升高到90℃時(shí)開始記錄數(shù)據(jù)，以后每隔1min記錄一次水的溫度，直到水沸騰5min為止，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表，分析表中的數(shù)據(jù)可知，甲組同學(xué)選擇的是圖甲中的 （選填“A”或“B”）套裝置；
（2）如圖乙所示， 圖（選填“左”或“右”）是水沸騰前氣泡上升過(guò)程的情況；
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小剛不小心碰到了水沸騰時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣，感覺很燙。他進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作，如圖丙所示，將燒瓶?jī)?nèi)水沸騰時(shí)所產(chǎn)生的水蒸氣通入試管A中，試管A放在裝水的容器B內(nèi)，過(guò)一段時(shí)間，你看到的現(xiàn)象是：試管A中有小水珠出現(xiàn)，溫度計(jì)示數(shù) （選填“升高”、“降低”或“不變”），這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 ；
（4）如圖丁所示，甲容器內(nèi)裝有水，乙試管內(nèi)也裝有水，并通過(guò)甲容器密封蓋上的孔插入甲容器的水中，且乙試管與密封蓋緊密接觸?，F(xiàn)給甲容器加熱，則經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后 ；
A．甲容器內(nèi)的水先沸騰
B．甲容器、乙試管內(nèi)的水同時(shí)沸騰
C．乙試管內(nèi)的水先沸騰
D．甲容器內(nèi)的水沸騰，乙試管內(nèi)的水不會(huì)沸騰
（5）小明、小紅兩名同學(xué)分別探究“水的沸騰”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們所用的器材規(guī)格完全相同，同時(shí)將水加熱16min。如圖戊是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的水溫隨時(shí)間變化的圖象。請(qǐng)根據(jù)圖象分析，若不計(jì)熱量損失，小明、小紅從給水加熱到水沸騰所需熱量為Q1、Q2，則Q1∶Q2為 ，若小明、小紅所選水的質(zhì)量為m1、m2，則m1 m2（選填“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】 B 左 升高 液化需要放熱 C 1∶2 等于
【解答】（1）[1]由表格數(shù)據(jù)知，水從第6min開始，溫度保持不變，說(shuō)明水已經(jīng)沸騰，此時(shí)水的溫度保持為102℃，說(shuō)明水上方空氣壓強(qiáng)大于1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，因?yàn)樗?個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，沸點(diǎn)為100℃。而圖甲的裝置A中，燒杯不加蓋，裝置B中，燒杯加蓋，則此燒杯中水上方的空氣壓強(qiáng)會(huì)增大，水的沸點(diǎn)更高。所以甲組同學(xué)選擇的是B套裝置。
（2）[2]圖乙左側(cè)燒杯中水的氣泡在上升過(guò)程中變小、消失，是水沸騰前的情況；右側(cè)燒杯中水的氣泡在上升過(guò)程中變大、到水面破裂開來(lái)，是沸騰時(shí)的情況。
（3）[3][4]圖丙中，燒瓶?jī)?nèi)的水蒸氣通往試管A中，溫度較高的水蒸氣遇到冷的試管壁液化成小水珠，且放出熱量。燒杯B中的水吸收熱量，溫度升高，溫度計(jì)示數(shù)升高。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明液化需要放熱。手遇到水蒸氣時(shí)，水蒸氣遇冷液化，同時(shí)放熱，則手吸收更多的熱量，會(huì)感覺很燙。
（4）[5]圖丁中，甲容器有密封蓋，乙容器插入甲容器中，不加蓋。給加容器加熱，容器中的水會(huì)吸收熱量，溫度升高，乙試管中的水也吸收熱量溫度升高，當(dāng)甲容器中的水溫度達(dá)到100℃時(shí)，還未沸騰，因?yàn)榧由w后，水上方空氣壓強(qiáng)大，沸點(diǎn)會(huì)升高。而乙試管中的水溫度達(dá)到100℃時(shí)，開始沸騰。繼續(xù)加熱，甲容器中的水溫度繼續(xù)升高到一定程度，便會(huì)沸騰。故C符合題意，ABD不符合題意。
（5）[6]由圖戊知，用相同器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，給水加熱，從開始到沸騰，小明用時(shí)4min，小紅用時(shí)8min，即小明實(shí)驗(yàn)時(shí)，水吸收的熱量是小紅實(shí)驗(yàn)時(shí)水吸收的熱量的一半，即Q1∶Q2=1∶2。
[7]小明實(shí)驗(yàn)時(shí)，水由96℃升到99℃，小紅實(shí)驗(yàn)時(shí)，水由93℃升到99℃。據(jù)Q吸=cm(t-t0)得
[cm1×(99℃-96℃)]∶[cm2×(99℃-93℃)]=1∶2
解得
m1=m2
題型四．熱機(jī)的工作原理
【例4】下圖為四缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理：內(nèi)燃機(jī)通過(guò)連桿把四個(gè)汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸的做功過(guò)程錯(cuò)開，在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的每半周里，都有一個(gè)汽缸在做功，其他三個(gè)汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。

（1）有一臺(tái)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其主要技術(shù)指標(biāo)如表所示。其中排量等于四個(gè)汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積指活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過(guò)的容積，又稱單缸排量，它取決于活塞的面積和活塞上下運(yùn)動(dòng)的距離（即沖程長(zhǎng)），轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù)，單缸排量V= L，該發(fā)動(dòng)機(jī)的做功沖程每次做功 J。
（2）在做功沖程里，燃?xì)鈱?duì)活塞所做的功可表示為W=pV，式中p表示燃?xì)鈱?duì)活塞的壓強(qiáng)，則p= Pa。
【答案】 0.75 750 106
【解答】（1）[1]由題意知，四個(gè)汽缸工作的總和3.0L，則單缸排量
[2]轉(zhuǎn)速為6000r/min，即100r/s，單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周，做功一次，所以，單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)1s內(nèi)做功50次，4缸四沖程內(nèi)燃機(jī)1s內(nèi)做功200次。由可得，發(fā)動(dòng)機(jī)在1s內(nèi)做功
W=Pt=150×103W×1s=1.5×105J
則每次做功沖程做功
（2）[3]燃?xì)鈱?duì)活塞所做的功可表示為W =pV，則燃?xì)鈱?duì)活塞的壓強(qiáng)
【變式4-1】科學(xué)家發(fā)明了一款單缸六沖程內(nèi)燃機(jī)，它每一個(gè)工作循環(huán)的前四個(gè)沖程與單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)相同，在第四沖程結(jié)束后，立即向汽缸內(nèi)噴水，水在高溫汽缸內(nèi)迅速汽化成高溫、高壓水蒸氣，推動(dòng)活塞再次做功，如圖是四沖程內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程示意圖，則六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)工作循環(huán)的正確順序?yàn)椋? ）
A．甲、丁、乙、丙、乙、丙B．甲、丁、乙、丁、乙、丙
C．甲、丁、乙、丙、甲、丙D．甲、丁、乙、丁、甲、丙
【答案】A
【解答】甲圖中進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是吸氣沖程；乙圖中兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是做功沖程；丙圖中進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，是排氣沖程；丁圖中兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，是壓縮沖程。六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在四沖程之后多了一個(gè)做功沖程和排氣沖程，所以先吸氣（甲），再壓縮（?。?，接著做功（乙），排氣（丙），再做功（乙），最后排氣（丙）。故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
題型五．熱機(jī)效率的計(jì)算
【例5】“山東艦”是我國(guó)首艘國(guó)產(chǎn)航母，滿載排水量為6×104t，最大吃水深度為10m，至少可以搭載36架殲﹣15艦載機(jī)。若“山東艦”發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的燃料為重油，重油的熱值為4.5×107J/kg，正常航行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為1.5×103kW，速度為36km/h。（ρ海水=1.1×103kg/m3，g取10N/kg）請(qǐng)你完成下列問(wèn)題：
（1）滿載時(shí)艦底受到海水的壓強(qiáng)是多大？
（2）滿載時(shí)，“山東艦”受到海水的浮力是多大？
（3）航母正常航行時(shí)牽引力是多大？
（4）若航母發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的熱效率是30%，則正常航行1h消耗重油的質(zhì)量是多少？
【答案】（1）1.1×105Pa；（2）6×108N；（3）1.5×105N；（4）400kg
【解答】解：（1）滿載時(shí)艦底受到海水的壓強(qiáng)
p＝ρgh＝1.1×103kg/m3×10N/kg×10m＝1.1×105Pa
（2）滿載時(shí)，“山東艦”受到海水的浮力
F?。紾排＝m排g＝6×104×103kg×10N/kg＝6×108N
（3）航母正常航行時(shí)的速度
v＝36km/h＝10m/s
牽引力
（4）航母正常航行1h發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功
W＝Pt＝1.5×103×103W×1×3600s＝5.4×109J
消耗的重油完全燃燒放出的熱量
則正常航行1h消耗重油的質(zhì)量
答：（1）滿載時(shí)艦底受到海水的壓強(qiáng)是1.1×105Pa；
（2）滿載時(shí)，“山東艦”受到海水的浮力是6×108N；
（3）航母正常航行時(shí)牽引力是1.5×105N；
（4）若航母發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的熱效率是30%，則正常航行1h消耗重油的質(zhì)量400kg。
【變式5-1】我國(guó)南海海底存儲(chǔ)著豐富的“可燃冰”資源。可燃冰被視為21世紀(jì)新型綠色能源，可燃冰的主要成分是甲烷，1m3的可燃冰可轉(zhuǎn)化生成164m3的甲烷氣體和0.8m3的水。已知甲烷氣體的熱值是3.6×107J/m3，我市公交車以天然液化氣為燃料，其主要成分就是甲烷。如果一輛公交車滿載乘客時(shí)總質(zhì)量是，那么1m3可燃冰轉(zhuǎn)化生成的甲烷氣體完全燃燒產(chǎn)生的能量可供公交車滿載時(shí)以的速度勻速行駛1640min。勻速行駛中公交車受到的平均阻力為車重的0.05倍。求：
（1）這段時(shí)間內(nèi)公交車牽引力所做功的功率；
（2）1m3的可燃冰轉(zhuǎn)化生成的甲烷氣體完全燃燒所產(chǎn)生的能量能將多少千克的水從20℃加熱到沸騰。（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，c水=4.2×103J/（kg·℃）
（3）這段時(shí)間內(nèi)公交車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多大？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解答】解：（1）公交車滿載乘客時(shí)的重力
G總=m總g=6000kg×10N/kg=6×104N
由題知，勻速行駛中公交車受到的平均阻力
因?yàn)楣卉噭蛩傩旭?，所以公交車受到的牽引?br>公交車行駛速度
這段時(shí)間內(nèi)公交車牽引力所做功的功率
（2）1m3的可燃冰可轉(zhuǎn)化生成164m3的甲烷氣體，完全燃燒放出的熱量
由題知，水吸收的熱量
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃，被加熱的水的質(zhì)量為
（3）這段時(shí)間內(nèi)公交車牽引力所做功
這段時(shí)間內(nèi)公交車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率
答：（1）這段時(shí)間內(nèi)公交車牽引力所做功的功率為；
（2）1m3的可燃冰轉(zhuǎn)化生成的甲烷氣體完全燃燒所產(chǎn)生的能量能將的水從20℃加熱到沸騰；
（3）這段時(shí)間內(nèi)公交車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是50%。
1．關(guān)于熱量、溫度、內(nèi)能之間的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．熱傳遞過(guò)程中，高溫物體可以將溫度傳向低溫物體
B．物體溫度升高，內(nèi)能增大，一定是吸收了熱量
C．熱傳遞時(shí)熱量可以從內(nèi)能少的物體傳向內(nèi)能多的物體
D．質(zhì)量相同時(shí)，高溫的物體比低溫物體含有的熱量更多
【答案】C
【解答】A．熱傳遞過(guò)程中傳遞能量的多少叫做熱量，在熱傳遞過(guò)程中，熱量總是從高溫物體傳向低溫物體，故A錯(cuò)誤；
B．物體溫度升高，內(nèi)能增大，不一定是吸收了熱量，也有可能是外界對(duì)它做了功，故B錯(cuò)誤；
C．兩物體只要存在溫度差，熱量就能從高溫物體傳遞給低溫物體，這個(gè)高溫物體可能內(nèi)能較小，故C正確；
D．熱量是熱傳遞過(guò)程中傳遞的能量的多少，不能說(shuō)是物體含有熱量，故D錯(cuò)誤。
故選C。
2．有兩個(gè)溫度為質(zhì)量相等的金屬球，先把甲球放入溫水杯中，熱平衡后水溫升高了；取出甲球，將乙球放入該杯中，熱平衡后水溫又升高了10℃（末溫未達(dá)100℃），則甲球比熱容c甲和乙球比熱容c乙，大小的關(guān)系是（ ）
A．B．
C．D．以上三種情況都有可能
【答案】A
【解答】把甲球放入溫水杯中，熱平衡后水溫升高了，設(shè)水的初溫為，則水的末溫為
金屬球甲的末溫等于水的末溫，則金屬球的末溫
金屬球甲溫度變化為
金屬球甲放出的熱量等于水吸收的熱量為
把乙球放入該溫水杯中，熱平衡后水溫又升高了，則水的末溫為
金屬球乙的末溫等于水的末溫，則金屬球的末溫
金屬球乙溫度變化為
金屬球乙放出的熱量等于水吸收的熱量為
即甲乙球放出的熱量相等，甲球溫度變化大于乙球溫度變化，依題意得，甲乙球質(zhì)量相等，由得，甲球比熱容小于乙球比熱容。故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
3．如圖所示為某柴油水泵機(jī)組（水泵機(jī)組動(dòng)力由單缸四沖程柴油機(jī)提供），正常工作1小時(shí)可以將54m3的水抽到20m高處，水泵機(jī)組對(duì)水做功為 J，若該水泵機(jī)組的效率為40%，水泵機(jī)組消耗柴油 kg（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。若飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min，則柴油機(jī)每分鐘對(duì)外做功 次。（，，g取）
【答案】 1.08×107 0.59 600
【解答】[1]由得水的質(zhì)量
m=ρV=1.0×103kg/m3×54m3=5.4×104kg水泵機(jī)組對(duì)水做的功
W=Gh=mgh=5.4×104kg×10N/kg×20m=1.08×107J[2]由得柴油完全燃燒放出的熱量
由Q放=mq得需要柴油的質(zhì)量
[3]若一臺(tái)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速是1200r/min，表示每分鐘飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)1200圈，飛輪每轉(zhuǎn)動(dòng)2圈，對(duì)外做功1次。則每分鐘轉(zhuǎn)1200圈對(duì)外做功600次。
4．如圖甲所示，用20N的水平拉力拉著質(zhì)量為5kg的鋁塊在水平地面上運(yùn)動(dòng)，鋁塊運(yùn)動(dòng)的s﹣t圖像如圖乙所示，則鋁塊受到的摩擦力大小為 N；若克服摩擦力所做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能并有44%被鋁塊吸收，則鋁塊在10s內(nèi)的溫度升高 ℃。[鋁的比熱容為c鋁=0.88×103J/（kg℃）]
【答案】 20 0.001
【解答】[1]如圖乙所示，鋁塊運(yùn)動(dòng)的s-t圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，可知，鋁塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，受到的是平衡力作用，水平方向上受到的阻力和拉力是一對(duì)平衡力，大小相等，所以，鋁塊受到的摩擦力大小為
[2]10s內(nèi)鋁塊移動(dòng)的距離為
則克服摩擦力所做的功為
轉(zhuǎn)化的內(nèi)能為
鋁塊吸收的熱量為
根據(jù)可得，鋁塊在10s內(nèi)的溫度升高
5．如圖所示是質(zhì)量是200g固體的熔化實(shí)驗(yàn)裝置和根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出的曲線圖，如果從開始記錄到剛沸騰時(shí)，完全燃燒了熱值為3．0×107J/kg的酒精5g，假設(shè)酒精燈在相等的時(shí)間內(nèi)提供的內(nèi)能一樣多，此過(guò)程中，則CD段吸收的熱量為 J，ABCD段的熱轉(zhuǎn)化效率是 。[該物質(zhì)液態(tài)時(shí)的比熱容為1.5×103J/（kg·℃）]

【答案】 1.2×104 32%
【解答】[1]從圖象上可知，該物質(zhì)CD段即從第6分鐘至第8分鐘，溫度由升高到，溫度升高了
該物質(zhì)從第6分鐘至第8分鐘吸收的熱量為
[2]酒精燃燒放出的總熱量為
由于從第到第該物質(zhì)共吸熱，所以該物質(zhì)每分鐘吸熱為，由圖乙可知，從開始記錄到剛沸騰共用時(shí)，所以該物質(zhì)共吸熱為
此過(guò)程中，熱轉(zhuǎn)化效率為
6．在“比較不同液體的吸熱能力”實(shí)驗(yàn)中：
（1）除了圖中所示器材，還需要的測(cè)量?jī)x器有天平和 ．
（2）在甲裝置中，分別給初溫相同且 相等的水和食用油加熱．
（3）在甲裝置中，用相同酒精燈給兩種液體加熱相同時(shí)間，其目的是為了保證兩種液體 相同．
（4）在甲裝置中，兩種液體升高相同的溫度，給 加熱時(shí)間更長(zhǎng)．
（5）乙裝置中兩個(gè)相同燒杯裝有相同質(zhì)量的水，燈中煤油和酒精的質(zhì)量相等，進(jìn)行“比較煤油和酒精的熱值大小關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：
分析數(shù)據(jù)可知：熱值較大的是 ．
（6）通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)直接計(jì)算出燃料的熱值將 （選填“偏大”或“偏小”）．
【答案】 秒表 質(zhì)量 吸熱 水 甲 偏小
【解答】第一空．實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量加熱的時(shí)間，故需要秒表來(lái)計(jì)時(shí)；
第二空．在“比較不同液體的吸熱能力”時(shí)，應(yīng)控制兩種物質(zhì)的質(zhì)量是相同的；
第三空．用相同的加酒精燈給兩種物質(zhì)加熱，在相同的時(shí)間內(nèi)，物質(zhì)吸收的熱量是相同的；
第四空．給質(zhì)量相同的水和煤油加熱，升高相同的溫度時(shí)，由于水的比熱容大，所以水吸收的熱量多，即水的加熱時(shí)間長(zhǎng)；
第五空．分析表格數(shù)據(jù)可知，乙兩個(gè)裝置中，水的質(zhì)量和初溫相同，由知，未溫高的吸收的熱量較多；在相同的加熱設(shè)備下，相同時(shí)間內(nèi)，消耗燃料的質(zhì)量相同，由知，水溫上升高的，對(duì)應(yīng)的燃料燃燒放出的熱量多，燃料的熱值較大；所以甲的熱值大；
第六空．在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，由于存在熱量的散失，所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得的熱值會(huì)偏?。?br>7．發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源。汽油機(jī)以汽油為燃料，使活塞在氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)工作循環(huán)經(jīng)歷吸氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程，汽油機(jī)的性能和汽缸排量有關(guān)。汽缸排量指活塞一個(gè)沖程中活塞在氣缸內(nèi)通過(guò)的容積，它取決于活塞的面積和活塞上下運(yùn)動(dòng)的距離（沖程長(zhǎng)度）。如果發(fā)動(dòng)機(jī)有若干個(gè)氣缸，所有氣缸“工作容積”之和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量，實(shí)際汽車往往采用多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。如圖所示發(fā)動(dòng)機(jī)有4個(gè)汽缸（圖中標(biāo)注1、2、3、4），通過(guò)連桿把4個(gè)汽缸的活塞連在一根曲軸上。各個(gè)汽缸的做功過(guò)程錯(cuò)開，在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的每半周里，都有一個(gè)汽缸在做功，其他三個(gè)汽缸分別在吸氣、壓縮和排氣沖程。
（1）汽油機(jī)工作時(shí)將燃料燃燒的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為 能；
（2）已知汽油的熱值為4×107J/kg，如果汽車油箱裝有40kg的汽油，這些汽油充分燃燒2kg；放出的熱量為 J，剩余汽油的熱值為 J/kg；
（3）四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中3號(hào)汽缸在壓縮沖程中，則2號(hào)汽缸所處的沖程是 ；
A．吸氣 B．壓縮 C．做功 D．排氣
（4）設(shè)該發(fā)動(dòng)機(jī)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)是p0，發(fā)動(dòng)機(jī)排量為V排，則發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2400r/min時(shí)，每個(gè)工作循環(huán)所需耍的時(shí)間為 秒，該轎車的輸出功率P與發(fā)動(dòng)機(jī)排量V排的關(guān)系式為P= 。
【答案】 機(jī)械 8×107 4×107 D 0.05 20p0V排
【解答】（1）[1]內(nèi)燃機(jī)就是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。
（2）[2]完全燃燒2kg的汽油放出的熱量為
Q放=mq=2kg×4×107J/kg=8×107J
[3]熱值的大小與燃料的質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以剩余油熱的熱值不變，仍為4×107J/kg。
（3）[4]四汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)，各個(gè)汽缸的做功過(guò)程錯(cuò)開，在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的每半周里，都有一個(gè)汽缸在做功，其他三個(gè)汽缸分別在吸氣、壓縮和排氣沖程，據(jù)此可知四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中1號(hào)汽缸在做功沖程中，活塞向下運(yùn)動(dòng)，2號(hào)和3號(hào)活塞都向上運(yùn)動(dòng)，是壓縮沖程和排氣沖程，4號(hào)汽缸活塞向下運(yùn)動(dòng)，所處的是吸氣沖程，故選D。
（4）[5]在發(fā)動(dòng)機(jī)中，飛輪轉(zhuǎn)2周完成一個(gè)工作循環(huán)，所以發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2400r/min時(shí)，完成1200個(gè)工作循環(huán)，每個(gè)工作循環(huán)所需要的時(shí)間為
[6]設(shè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)為p0，發(fā)動(dòng)機(jī)排量為V排，則一個(gè)活塞的排氣量，做功沖程燃?xì)鈱?duì)一個(gè)活塞的平均壓力F=p0S，每個(gè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)一個(gè)活塞做的功
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2400r/s時(shí)，燃?xì)鈱?duì)活塞做功的功率
由于發(fā)動(dòng)機(jī)有4個(gè)汽缸，所以燃?xì)鈱?duì)活塞做功的總功率
P總=4P=4×5p0V排=20p0V排
8．設(shè)計(jì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，既要考慮能量的利用效率，也要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻問(wèn)題．
汽車的冷卻系統(tǒng)常用水的循環(huán)來(lái)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，水在冷卻系統(tǒng)中溫度升高，所吸收的熱量是多少？
某車柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為，如果發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的能量，則該車消耗柴油是多少？
【答案】；．
【解答】（1）Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×5kg×40℃＝8.4×105J；（2）由η＝得柴油完全燃燒放出的熱量：Q放＝＝5.28×107J，由Q放＝mq得需要柴油的質(zhì)量：m＝＝1.6kg．
9．一輛重為1．2×104N的汽車靜止在水平路面上，輪胎與地面總接觸面積為0.12m2該車在0.5h內(nèi)勻速行駛了30km，消耗汽油2kg，汽油完全燃燒放出的熱量有30%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。（q汽油=4.6×107J/kg）求：
（1）靜止時(shí)汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)；
（2）汽車勻速行駛的速度大小；
（3）0.5h內(nèi)汽車獲得的機(jī)械能。
【答案】（1）1×105Pa；（2）60km/h；（3）2.76×107J
【解答】解：（1）汽車靜止在水平路面上，對(duì)路面的壓力大小等于其自身重力大小，即
F=G=1.2×104N
汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)
（2）汽車勻速行駛的速度大小
（3）2kg汽油完全燃燒放出的熱量
Q放=mq汽油=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J
獲得的機(jī)械能
W=ηQ放=30%×9.2×107J=2.76×107J
答：（1）靜止時(shí)汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)是1×105Pa；
（2）汽車勻速行駛的速度大小是60km/h；
（3）0.5h內(nèi)汽車獲得的機(jī)械能是2.76×107J。
10．如圖是一款新能源電動(dòng)汽車，汽車的質(zhì)量為1440kg，速度最大可達(dá)108km/h。該電動(dòng)車每次充電，能儲(chǔ)存電能30kW·h，其中有60%的電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。當(dāng)該電動(dòng)汽車在平直路面上以最大速度勻速行駛時(shí)，所受阻力為800N。求：（g取10N/kg）
(1)若汽車與地面的總接觸面積為0.12m2，空車靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？
(2)該電動(dòng)汽車在平直路上以最大速度勻速行駛時(shí)，電動(dòng)汽車牽引力的功率為多大？
(3)該電動(dòng)汽車充一次電，所能轉(zhuǎn)化的機(jī)械能相當(dāng)于完全燃燒多少千克的燃油放出的熱量？（q柴油=4×107J/kg）
【答案】(1) 1.2×105Pa；(2) 24000W；(3) 1.62kg
【解答】(1)該車靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓力
對(duì)地面的壓強(qiáng)
(2)因?yàn)殡妱?dòng)汽車勻速行駛，牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，大小相等，所以牽引力
最大行駛速度
電動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率為
(3)根據(jù)知，轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能為
由題意可知，燃油完全燃燒放出的熱量
則由可得，需要完全燃燒燃油的質(zhì)量
答：(1)若汽車與地面的總接觸面積為，空車靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)是；
(2)該電動(dòng)汽車在平直路上以最大速度勻速行駛時(shí)，電動(dòng)汽車牽引力的功率為；
(3)該電動(dòng)汽車充一次電，所能轉(zhuǎn)化的機(jī)械能相當(dāng)于完全燃燒1.62kg的燃油放出的熱量。
沖程名稱
進(jìn)氣門狀態(tài)
排氣門狀態(tài)
活塞運(yùn)動(dòng)方向
主要過(guò)程
能量轉(zhuǎn)化
吸氣沖程
打開
關(guān)閉
向下運(yùn)動(dòng)
燃料和空氣的混合氣體被吸入氣缸
-
壓縮沖程
關(guān)閉
關(guān)閉
向上運(yùn)動(dòng)
燃料混合氣體被壓縮，溫度升高
機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
做功沖程
關(guān)閉
關(guān)閉
向下運(yùn)動(dòng)
混合氣體燃燒，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)
內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
排氣沖程
關(guān)閉
打開
向上運(yùn)動(dòng)
將廢氣排出氣缸
-
物質(zhì)
質(zhì)量/g
升溫10℃所需時(shí)間/s
升溫20℃所需時(shí)間/s
升溫30℃所需時(shí)間/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
時(shí)間/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
溫度/℃
90
92
94
96
98
100
101
102
102
102
102
102
排量
3.0L
輸出功率
150kW
轉(zhuǎn)速
6000r/min
加熱時(shí)間/min
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水溫/℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水溫/℃
25
26
27
28
29
30
31