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初中物理人教版九年级全册第十四章 内能的利用综合与测试复习练习题
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这是一份初中物理人教版九年级全册第十四章 内能的利用综合与测试复习练习题,共15页。试卷主要包含了 下列估测正确的是等内容,欢迎下载使用。
1. 2019年春节期间热映的《流浪地球》被誉为开启了中国科幻电影元年.这部电影讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀,无法再给地球提供能量,人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体,逃离太阳系的故事.其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的( )
A.排气冲程B.做功冲程C.压缩冲程D.吸气冲程
2. 如图所示是四冲程汽油机的工作循环示意图,下列说法中正确的是( )
A.甲冲程是把机械能转化为内能
B.乙冲程是把内能转化为机械能
C.丙冲程是把机械能转化为内能
D.丁冲程是把内能转化为机械能
3. 生活中热现象随处可见,下列现象解释正确的是( )
A.用热水袋暖手,手吸热,热传递使手的热量增加了
B.夏天向地面洒水降温是利用水的比热容比较大的特点
C.焦炭的热值大于干木柴,所以燃烧相同质量的焦炭和干木柴,焦炭放热比较多
D.端午粽子飘香,说明分子在做永不停息的无规则运动
4. 我国随着航天事业发展需要,正在研制大功率液氢发动机。这种发动机主要是因为氢是有( )
A.较高的凝固点B.较低的沸点C.较大的比热容D.较高的热值
5. 如图是某内燃机能量流向图,该内燃机的热机效率是( )
A.25%B.40%C.75%D.35%
6. 在单摆实验中,我们发现每次荡起的高度在逐渐变小,下列说法正确的是
A.能量正在消失
B.只存在动能和势能的互相转化
C.机械能是守恒的
D.机械能是不守恒的,但各种能量的总量守恒
7. 如图所示,是同学们自制的玩具和工具,下列说法正确的是( )
A.橡皮筋动力车能前进利用了二力平衡原理,把弹性势能转化为动能
B.小电扇是利用了电磁感应原理转动的,转动时把电能转化为机械能
C.泡沫塑料切割机是利用电流的磁效应原理工作的,工作时把电能转化为内能
D.太阳灶是把光能转化成内能,利用光的反射来会聚能量的
8. 下列关于功和能的关系的说法中,正确的是( )
A.一个物体没有做功,它一定不具有能量
B.一个物体能够做的功越多,其动能一定越大
C.一个物体具有能量,说明它正在做功
D.一个物体能够做功,说明它具有能量
9. 在进行如图所示的实验或有关装置工作时,能量转化由机械能转化为内能的是( )
A.B.C.D.
10. 下列估测正确的是( )
A.一名中学生体重约为50kg
B.实际应用中机械的机械效率可达100%
C.一名普通中学生正常步行上楼的功率约为200W
D.将一本掉在地上的物理书捡起放到课桌上所做的功约为20J
11. 下列说法中正确的是( )
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
B.汽油的热值比柴油的热值大,说明汽油燃烧时放出的热量多
C.甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高,说明甲做功比乙快
D.甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高,说明甲做功比乙少
12. 关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
B.热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C.热机的效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的
13. 如图甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环有四个冲程,该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min.以下说法正确的是( )
A.该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B.如图丁是做功冲程,机械能转化为内能
C.汽油机和柴油机的构造相似,但汽油机顶部有喷油嘴,而柴油机顶部有火花塞
D.该内燃机每秒活塞往复运动40次
14. 为了纪念物理学家瓦特在蒸汽机改良中的杰出贡献,人们把他的名字命名为物理量________的国际单位;如图是电火花发生器,点燃塑料盒内的酒精气体能将盒盖喷出很远,此过程中的能量转化方式与汽油机的________冲程相似。
15. 火箭发动机以高热值的液态氢为燃料.已知液态氢的热值为1.4×108J/kg,该热值表示的物理含义是________.
16. 热机工作时,由于内能并没有完全做有用功,因此,热机的效率总会小于________ ,如图是某品牌的家用小轿车行驶时的能流图,则内燃机的热机效率是________.
17. 内燃机的大量使用,促进了社会的进步,使人们享受了现代文明,但在使用内燃机的同时又给人类带来了污染,这污染主要有________污染(写一种即可).在内燃机工作过程中,由如图所示的内燃机能流图可以看出,它的能量损失所占的百分比是:废气内能35%,散热损失30%,机械损失10%,则内燃机的热机效率是________.我们在高效利用能源的同时,也必须重视保护环境.
18. 给汽车加油时,会闻到汽油味,这是________现象.当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率________(填“升高”、“不变”、“降低”).
19. “运20”是我国自主研发的大型运输机,它的发动机是一种热机,通过航空煤油在气室中燃烧,从喷口向后高速喷出气体,使发动机获得向前的推力,若“运20”在高空中飞行时,在恒定的水平推力1.5×105N作用下,沿水平方向匀速航行了360km,用时0.5h,需要燃烧航空煤油2250kg,已知航空煤油的热值为q=4.0×107J/kg.在这一次航行中,求:
(1)运输机航行的速度;
(2)运输机的功率;
(3)运输机发动机的热机效率.
20. 阅读短文回答问题:
从火车到火箭
生产的发展需要强大的动力。17世纪,人类发明了热机。最早的热机是蒸汽机。在锅炉里把水烧成水蒸气,水蒸气在气缸里推动活塞做功。原始的蒸汽机不便于使用…
交通运输的发展迫切需要轻便的热机。于是,内燃机应运而生。内燃机分为汽油机、柴油机两大类。汽油机是1876年发明的,柴油机是1892年发明的。内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤,不但轻便,效率也提高了…
早期的飞机是由内燃机提供动力的。从上世纪40年代开始,飞机上越来越多的使用喷气发动机,它向后高速喷出气体,从而获得前进的动力。在功率相同时,喷气发动机比内燃机更轻便…
喷气式发动机中自带燃料和氧化剂的,叫火箭喷气发动机,它工作时不需要空气中的氧气,可以在大气层外工作,能够用来发射人造卫星和宇宙飞船。
根据材料内容,请在回答下列问题:
(1)在功率相同时,蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次________(选填“增大”或“减小”)。
(2)在挑选汽车时,发动机汽油机效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有经验的司机可以通过闻尾气的气味而作出初步的判断。输出功率相同时,汽油味儿越淡,汽车发动机效率越高,原因是________。
(3)2016年11月3日我国最大推力新一代运载火箭长征五号,在中国文昌航天发射场点火升空,如图。火箭起飞时,10台发动机同时点火,氧气对火箭的推力超过1×107N,这个力至少可举起质量为________t的物体(g取10N/kg)。
(4)如何提高热机效率,请你提建议。
21. 目前,“节能减排”已引起全球的关注。如何减少能耗,提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视。
某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km消耗了2.5L汽油。
(1)请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整。
(2)请计算这段路程消耗汽油的质量。(汽油密度ρ=0.8×103kg/m3)
(3)汽油完全燃烧,放出的热量。(q汽油=4.6×107J/kg)
(4)已知牵引力为600N,则牵引力做多少功?
(5)此汽油机的效率为多少?
(6)汽油机的效率较低,请你就如何提高它的效率提一条合理化建议。
22. 如图是某太阳能热水器,向其中注入100L水,阳光照射一段时间后,水温从10∘C升高到60∘C.水的比热容是4.2×103J/(kg⋅∘C).试求:
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少?
(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是5.6×107J,则这段时间该热水器的效率是多少?
(3)若水吸收的热量用天然气燃烧来提供,且用天然气加热的效率为50%,则需完全燃烧多少m3的天然气?(天然气的热值为3.5×107J/m3)
参考答案与试题解析
2021年人教版九年级全一册物理第14章 内能的利用单元复习卷
一、 选择题 (本题共计 13 小题 ,每题 3 分 ,共计39分 )
1.
【答案】
B
【考点】
内燃机的四个冲程
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:“点燃木星”将地球推开是内能转化为机械能,属于做功冲程.
故选B.
2.
【答案】
A
【考点】
内燃机的四个冲程
【解析】
热机的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.压缩冲程中机械能转化为内能;做功冲程中内能转化为机械能.
【解答】
解:热机的四个冲程,吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.
甲图:气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程,将机械能转化为了内能,故A正确;
乙图:排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程,没有能量转化的过程,故B错误;
丙图:气门都关闭,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程,将内能转化为了机械能,故C错误;
丁图:进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程,没有能量转化的过程,故D错误.
故选A.
3.
【答案】
D
【考点】
改变内能的两种方式
水的比热容的特点及应用
燃料的热值
分子热运动
【解析】
(1)改变物体内能有两种方法,做功和热传递;
(2)水蒸发时会吸收热量;
(3)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值,煤的热值比木柴的热值大,说明相同质量的煤和木柴完全燃烧,煤放出的热量多。
(4)分子在做永不停息的无规则运动。
【解答】
A、冬天用热水袋暖手,该过程是用热传递的方式改变内能的,改变的不是热量,故A错误;
B、炎热的夏天,往室内地面上洒水,水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,不是利用水的比热容大的特点,故B错误;
C、煤的热值比木柴的热值大,说明完全燃烧相同质量的煤和木柴,煤放出的热量多,故C错误;
D、端午粽子飘香,说明粽子的香味分子在做永不停息的无规则运动,故D正确。
4.
【答案】
D
【考点】
燃料的热值
【解析】
某种质量物质完全燃烧放出的热量和质量的比值叫热值,燃料的热值越高,在质量相同时,完全燃烧时放出的热量越大。
【解答】
为了推动火箭升空,则火箭的燃料燃烧时必须释放出很大的能量;根据这个需要,选择液氢来做燃料,原因就是氢有较高的热值。
5.
【答案】
D
【考点】
热机的效率
【解析】
能够根据内燃机在工作过程中的能量流向图求解出内燃机的热机效率.
【解答】
解:
热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比.即做有用功的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的百分比,所以内燃机的热机效率η=1−25%−40%=35%.
故选D.
6.
【答案】
D
【考点】
能量守恒定律
【解析】
机械能守恒的条件:只有动能和势能的相互转化或者只有重力做功,机械能才守恒.
能量不会凭空消灭,也不会凭空产生,只能是从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一物体,但是能量在转化和
转移过程中总量保持不变.
【解答】
A.在单摆实验中,每次荡起的高度在逐渐变小,是因为在摆动过程中,克服空气阻力消耗掉一部分机械能,转化为内能了,故
A错误;
B.在摆动过程中存在着动能和势能的转化,还存在机械能与内能的转化,故B错误;
C.因为摆动过程中不只是动能和势能之间的转化,故机械能是不守恒的,故C错误;
D.整个过程中虽然机械能不守恒,但是各种能量的总量守恒,故D正确.
故选D.
7.
【答案】
D
【考点】
能量转化与守恒观点的应用
【解析】
(1)从机械能转化的角度可做出判断;
(2)小电扇是由电动机驱动的,将电能转化为机械能;
(3)泡沫塑料切割机利用了电流的热效应,据此判断;
(4)太阳灶可会聚太阳光,将光能转化为内能。
【解答】
A、橡皮筋动力车能前进是通过把弹性势能转化为动能而获得动力,而不是利用二力平衡原理,故A错误;
B、小电扇是利用了通电线圈在磁场中受力转动的原理,转动时把电能转化为机械能,故B错误;
C、泡沫塑料切割机是利用电流的热效应工作的,工作时把电能转化为内能,故C错误;
D、太阳灶是利用光的反射来会聚太阳光(会聚能量),将光能转化为内能,故D正确。
8.
【答案】
D
【考点】
功
能量及其存在的不同形式
【解析】
①一个物体能够对另一个物体做功,这个物体就具有能量,能量反映了物体做功的本领,不同的物体做功的本领也不同,一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大;
②机械能包括动能和势能.
【解答】
解:
A、一个物体没有做功,可能具有能量.例如:静止在高处的苹果具有重力势能.此选项错误;
B、物体能够做功,表示这个物体具有能量,能够做功越多,说明该物体具有的能量就越大,并不一定是动能越大,也有可能是重力势能,或其他形式的能.此选项错误;
C、一个物体具有能量,说明它具有做功本领,但物体不一定做功.此选项错误;
D、一个物体能够做功,具有做功的本领,说明它一定具有能.此选项正确.
故选D.
9.
【答案】
A
【考点】
能量转化和转移
【解析】
解决此题要知道功改变物体内能的过程是机械能与内能相互转化的过程.
【解答】
解:A.下压活塞时,活塞对封闭气体做功,机械能转化为内能,故A符合题意;
B.由图可知,这是内燃机的做功冲程,在该冲程中,燃气的内能转化为活塞的机械能,故B不符合题意;
C.电暖器工作时,电能转化为内能,故C不符合题意;
D.水蒸气对活塞做功,水蒸气的内能转化为活塞的机械能,故D不符合题意.
故选:A.
10.
【答案】
A
【考点】
功的计算
机械效率
功率的计算
质量的估测
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
11.
【答案】
A
【考点】
燃料的热值
热机的效率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
12.
【答案】
A
【考点】
热机的效率
【解析】
①柴油机的压缩冲程的压缩程度更大,热量燃烧更充分,效率比汽油机高;
②在热机中,用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫热机的效率;
③功率是描述热机做功快慢的物理量;
④热机的工作过程中,燃料燃烧放出的能量,废气的温度很高,带走的热量最多。
【解答】
解:A.柴油机的效率一般要高于汽油机,多用在重型机器上,故A正确;
B.热机效率越高,做有用功与燃料完全燃烧放出的内能的比值越大,即在做功相同的情况下,消耗的燃料较少,或消耗相同的燃料,做功较多,故B错误;
C.热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值,功率是热机做功的快慢,两者没有必然联系,故C错误;
D.在热机的各种能量损失中,废气带走的热量最多,故D错误.
故选A.
13.
【答案】
D
【考点】
有关热机的计算
内燃机的四个冲程
【解析】
(1)四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程,根据两个气门的开关、活塞的运动方向以及火花塞是否点火可以确定每个冲程,从而排列出正确的顺序;
(2)在内燃机的做功冲程中,把燃料的内能转化为机械能;
(3)汽油机和柴油机的构造相似,但点燃方式不同:汽油机是点燃式,柴油机是压缩式;
(4)内燃机的一个工作循环包括四个冲程,飞轮转两周,对外做功一次。
【解答】
解:A.甲图中两个气门都关闭,火花塞没有点火,此时活塞向上运动,是压缩冲程,
乙图是进气门打开,排气门关闭,此时活塞向下运动,是吸气冲程,
丙图中进气门关闭,排气门打开,此时活塞向上运动,是排气冲程,
丁图中两个气门都关闭,火花塞点火,此时活塞向下运动,是做功冲程,
所以,该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是乙、甲、丁、丙,故A错误;
B.如图丁是做功冲程,是把内能转化为机械能,故B错误;
C.汽油机和柴油机的构造相似,柴油机顶部有喷油嘴,汽油机顶部有火花塞,故C错误;
D.由题知,飞轮每秒转数为n=2400r60s=40r/s,则该内燃机每秒活塞往复运动40次,故D正确.
故选:D.
二、 填空题 (本题共计 5 小题 ,每题 2 分 ,共计10分 )
14.
【答案】
功率,做功
【考点】
内燃机的四个冲程
【解析】
(1)根据物理学家瓦特的贡献进行填写;
(2)改变物体内能的方式有两种:做功和热传递;做功改变物体内能的实质是能量的转化,热传递改变物体内能的实质是能量的转移;汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,压缩冲程是将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】
(1)为了纪念物理学家瓦特在蒸汽机改良中的杰出贡献,人们把他的名字命名为物理量功率的国际单位;
(2)如图所示是演示点火爆炸的实验装置,按动电火花发生器的按钮,点燃盒内酒精,盒盖被打出去,这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功,消耗燃气的内能,变成盒盖的机械能,故是将内能转化为机械能的过程;四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程,将内能转化为机械能。
故答案为:功率;做功。
15.
【答案】
1kg液态氢完全燃烧可释放的热量是1.4×108J
【考点】
燃料的热值
【解析】
热值在数值上等于单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量.
【解答】
解:热值在数值上等于单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量,故1.4×108J/kg表示的物理意义是:1kg的液氢完全燃烧放出的热量是1.4×108J.
16.
【答案】
1(或100%),20%
【考点】
热机的效率
【解析】
内燃机的有用功与总功的比值,即有用功占总功的百分比是内燃机的热机效率.
【解答】
解:热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比,由于内能并没有完全做有用功,因此,热机的效率总会小于1(或100%);
由题意知,内燃机的热机效率η=W有W总×100%=20%.
17.
【答案】
空气,25%
【考点】
热机的效率
【解析】
(1)在使用内燃机时,内燃机会发出声音,产生噪声污染,排出的废气会造成大气污染;
(2)内燃机的有用功与总功的比值,即有用功占总功的百分比是内燃机的热机效率.
【解答】
解:(1)内燃机在工作时,要产生声音并排出废气,所以会产生空气污染和噪声污染;
(2)热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比,
由题意知,内燃机的热机效率η=1−35%−30%−10%=25%.
故答案为:空气(或噪声);25%.
18.
【答案】
【考点】
热机的效率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
三、 解答题 (本题共计 4 小题 ,每题 12 分 ,共计48分 )
19.
【答案】
(1)运输机航行的速度为720km/h;
(2)运输机的功率为3×107W;
(3)运输机发动机的热机效率为60%.
【考点】
速度公式及其应用
功的计算
功率的计算
热机的效率
燃料的热值
【解析】
【解答】
解:(1)运输机航行的速度v=st=360km0.5h=720km/h.
(2)运输机的推力所做的功为:
W=Fs=1.5×105N×360×103m=5.4×1010J,
运输机的功率为P=Wt=5.4×1010J0.5×3600s=3×107W.
(3)2250kg航空煤油完全燃烧放出的热量为:
Q=mq=2250kg×4.0×107J/kg=9×1010J,
运输发动机的效率为:
η=WQ×100%=5.4×1010J9×1010J×100%=60%.
20.
【答案】
减小
汽油味越淡,说明燃烧得越充分,燃烧放出的热量越多,转化成的有用功越多,使得发动机的效率越高
1000
让燃料充分燃烧,减少热量的损失。
【考点】
重力的计算
功率的计算
热机的效率
【解析】
(1)在功率相同时,蒸汽机最重,内燃机次之,喷气发动机最轻。
(2)热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比。汽油味越淡,说明燃烧的越充分,同样多的汽油(总能量相同),燃烧放出的热量越多,转化成的有用功越多,根据效率公式分析判断;
(3)知道氧气对火箭的推力,利用F=G=mg求至少可举起物体的质量;
(4)热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。要提高效率,就要减少热的损失。
【解答】
根据阅读材料可知,在功率相同时,蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次减小;
输出功率相同的汽车,汽油味越淡,说明燃烧得越充分,燃烧放出的热量越多,转化成的有用功越多,使得发动机的效率越高;
由题可知,氧气对火箭的推力F=G=mg,则至少可举起物体的质量:
m=Gg=1×107N10N/kg=1×106kg=1000t;
要提高热机的效率就要让燃料充分燃烧,减少热量的损失,即减少机械摩擦损失、减少机械散热和废气带走热量。
21.
【答案】
①废气带走热量;②克服摩擦耗能;
这段路程消耗汽油的质量为2kg;
汽油完全燃烧,放出的热量为9.2×107J;
牵引力做功为1.8×107J;
此汽油机的效率为19.6%;
减少散热损失(合理即可)。
【考点】
有关热机的计算
【解析】
(1)要解决此题,需要掌握热机的各种能量损失:克服机械摩擦消耗的能量、机械散热损失、废气带走的热量。
(2)根据公式m=ρV计算出汽油的质量;
(3)根据公式Q=mq计算出汽油完全燃烧放出的能量;
(4)根据公式W=Fs计算牵引力所做的功;
(5)根据公式η=WQ计算热机的效率;
(6)提高热机效率的方法可以通过减少散热损失、机械损失等方法,主要途径还是要减少废气带走的能量。
【解答】
燃料燃烧放出的热量,一部分要克服机械摩擦,一部分由气缸直接向外散热,大部分由废气带走,剩余的是用来做有用功的能量。
根据ρ=mV可知,2.5L汽油的质量为:m=ρV=0.8×103kg/m3×2.5×10−3m3=2kg;
汽油完全燃烧,放出的热量:Q=mq=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J;
牵引力做功为:W=Fs=600N×3×104m=1.8×107J;
汽油机的效率为:η=WQ=1.8×107J9.2×107J×100%≈19.6%;
从内燃机的能流图可知,热量损失主要有燃料没有完全燃烧、废气带走的热量、克服摩擦损耗的能量、散失的热量,因此提高热机效率的主要途径有:使燃料尽可能完全燃烧、减少废气带走的热量、减小摩擦、减小热散失等。
22.
【答案】
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是1.68×107J;
(2)这段时间该热水器的效率是30%;
(3)则需完全燃烧0.96m3的天然气.
【考点】
太阳能的相关计算
热量的计算
能量利用效率
燃料的热值
【解析】
(1)知道水的比热容、水的质量、初温和末温,根据Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量;
(2)知道水吸收的热量和热水器接收到太阳辐射的热量,利用效率公式η=Q吸Q×100%求出该热水器的效率;
(3)知道煤燃烧放出的热量和煤的热值,根据Q放=mq的变形公式m=Q放q求出需完全燃烧煤的质量.
【解答】
解:(1)水的质量m=ρV=100kg,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t−t0)=1.68×107J.
(2)热水器的效率:
η=Q吸Q总×100%=30%.
(3)由题意得,天然气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸η1=3.36×107J,
所需天然气的体积V=Q放q=0.96m3.
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