中国首次火星探索任务"天问一号"探测器的成功发射,是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景,目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示,表2是一些燃料的热值。
表1
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第1代 |
第2代 |
第3代 |
第4代 |
燃料 |
氧气和汽油混合 |
偏二甲肼 |
煤油 |
液态氢 |
氧化剂 |
四氧化二氮 |
液态氧 |
液态氧 |
表2
燃料 |
热值 |
燃料 |
热值 |
汽油 |
4.6×107J/kg |
煤油 |
4.6×107J/kg |
柴油 |
4.3×107J/kg |
氢 |
1.4×108J/kg |
(1)使用氢作为燃料的主要优点是: 和 。
(2)某火箭发射时携带了
3×104kg 液态氢燃料,这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为
20°C 的水加热至沸腾?
[c水=4.2×103J/(kg⋅∘C) ,当地大气压为1标准大气压
]
(3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中,一辆氢能源车以
70kW 的功率匀速行驶
0.5h ,消耗了
2kg 燃料,求该发动机的效率。