1. 汽油的热值为4.6×107J/Kg。这个数值究竟有多大？有人通过一个具体列子来认识汽油热值的大小：一个60kg的人，从大厦的一楼步行至 11楼，每层楼的层高为3m，他克服重力做了多少焦耳的功？如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等，需要汽油的质量是多少？这大约相当于生活中什么物体的质量？ 2. 如果燃烧干木柴跟燃烧煤油放出的热量相等，干木柴的质量应该等于煤油质量的几倍？请列出相关计算式来说明理由。 3. 全球汽车保有量在迅速增长，截至2011年，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%。如果能把内燃机效率提高1%，全球每年可以节约多少燃油？ 4. 提高热机的效率有哪些积极意义？请列出提纲，不必具体陈述。

1. 考查要点：本题结合热值概念与实际情境，考查重力做功计算、热值公式的应用及质量估算。
2. 解题思路：
   • 第一问：利用公式 $W = mgh$ 计算克服重力做的功。
   • 第二问：根据热值公式 $Q = mq$，反推所需汽油质量，并结合生活常识进行类比。

第（1）题

计算克服重力做功

人质量 $m = 60 \, \text{kg}$，每层楼高 $h = 3 \, \text{m}$，从1楼到11楼共爬 $10$ 层：
$W = mgh = 60 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}^2 \times 3 \, \text{m} \times 10 = 18000 \, \text{J}$

计算所需汽油质量

汽油燃烧释放的热量 $Q = W = 18000 \, \text{J}$，汽油热值 $q = 4.6 \times 10^7 \, \text{J/kg}$：
$m = \frac{Q}{q} = \frac{18000}{4.6 \times 10^7} \approx 0.000391 \, \text{kg} = 0.391 \, \text{g}$

生活类比

$0.391 \, \text{g}$ 相当于一颗小药丸的质量。

第（2）题

热值关系分析

干木柴热值 $q_{\text{柴}} \approx 3.83 \times 10^6 \, \text{J/kg}$，煤油热值 $q_{\text{油}} = 4.6 \times 10^7 \, \text{J/kg}$。
若燃烧释放的热量相等，则：
$m_{\text{柴}} q_{\text{柴}} = m_{\text{油}} q_{\text{油}}$
解得：
$\frac{m_{\text{柴}}}{m_{\text{油}}} = \frac{q_{\text{油}}}{q_{\text{柴}}} = \frac{4.6 \times 10^7}{3.83 \times 10^6} \approx 12$
即干木柴质量约为煤油质量的 12倍。

第（3）题

原燃油消耗计算

每辆汽车年消耗燃油 $1.8 \, \text{t}$，内燃机效率 $\eta = 30\%$，有效利用的燃油为：
$1.8 \, \text{t} \times 30\% = 0.54 \, \text{t}$

效率提升后燃油需求

效率提高至 $31\%$，所需燃油量：
$\frac{0.54 \, \text{t}}{31\%} \approx 1.74 \, \text{t}$

全球节约燃油总量

每辆车节约：
$1.8 \, \text{t} - 1.74 \, \text{t} = 0.06 \, \text{t}$
全球节约：
$10^9 \, \text{辆} \times 0.06 \, \text{t} = 6 \times 10^7 \, \text{t}$

第（4）题

提高热机效率的意义

1. 节约能源：减少燃料消耗，缓解能源危机。
2. 减少污染：降低温室气体排放，保护环境。
3. 经济效益：降低运行成本，提升工业竞争力。