第十四章《内能的利用》单元测试题
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.关于能量的转移和转化，下列判断正确的是（ ）
A． 热量可以从低温物体转移到高温物体
B． 能量转移和转化没有方向性
C． 电取暖器辐射到房间里的热量可以再利用
D． 汽车由于刹车散失的热量可以再自动地用来驱动汽车
2.下列现象中，属于内能转化为机械能的是（ ）
A． 用打气筒打气，气筒壁发热
B． 锯木头时，锯条发热
C． 用电熨斗烫衣服，电熨斗发热
D． 被点燃的冲天炮腾空而起
3.现有一瓶液体燃料，若倒掉一半后完全燃烧，则（ ）
A． 热值减半，放出的热量减半
B． 热值减半，放出的热量不变
C． 热值不变，放出的热量减半
D． 热值不变，放出的热量不变
4.如图所示的四幅图片是生活和生产中的场景，对其能量变化的描述，正确的是（ ）
A．货物被举高后内能增加了
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B．列车进站速度减小后内能增加
C．握力计被握扁后其弹性势能减小
D．飞机升空后高度增加内能变大
5.关于燃料燃烧时放出热量多少，下列说法正确的是（ ）
A． 只与燃料的种类有关
B． 只与燃料的多少有关
C． 只与燃料是否完全燃烧有关
D． 跟以上三种因素都有关
6.关于热值的下列说法中正确的是（ ）
A． 燃料燃烧时，随着不断放热，它的热值越来越小
B． 采取措施使燃料燃烧更充分，就可以提高燃料的热值
C． 任何燃料实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小
D． 煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多
7.下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（ ）
A． ①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能
B． ①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能
C． ①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能
D． ①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能
8.汽油机在压缩冲程中，汽缸中空气的温度、内能和体积的变化情况是（ ）
A． 温度升高，内能增加，体积减小
B． 温度升高，内能增加，体积增大
C． 温度降低，内能减少，体积减小
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D． 温度降低，内能减少，体积增大
9.下列有关能量转化的实例中，说法错误的是（ ）
A． 不计空气阻力和摩擦，滚摆上升的过程中，动能转化为重力势能
B． 汽油机在做功冲程中，机械能转化为内能
C． 干电池、蓄电池对外供电时，化学能转化为电能
D． 植物吸收太阳光进行光合作用时，光能转化为化学能
10.以下四幅图中，关于能量转化说法错误的是（ ）
A． 图甲所示，过山车向下运动时是重力势能转化为动能
B． 图乙所示，水电站将水的机械能转化为电能
C． 图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能
D． 图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将内能转化为动能
11.为了提高热机的效率，你认为下列方法无效的是（ ）
A． 设法有效利用尾气中带走的那部分热量
B． 经常对热机进行保养和润滑以减小各种摩擦
C． 使燃料尽量充分燃烧提高燃料的利用率
D． 更换热值更高的燃料
12.关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：
①在压缩冲程中，是机械能转化为内能
②在做功冲程中，是内能转化为机械能
③只有做功冲程是燃气对外做功
④汽油机和柴油机的点火方式相同
以上说法中正确的是（ ）
A． 只有②③
B． 只有①②③
C． 只有②④
D． 只有①③
13.甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，这表明（ ）
A． 甲的功率比乙的大
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B． 甲做的功比乙的多
C． 甲消耗的柴油比乙的少
D． 甲柴油机内能转化为机械能的百分比大
14.下列叙述中，有的是经过科学证明的事实，有的是各抒己见的观点，其中属于观点的是（ ）
A． 核能是安全、洁净、廉价的能源
B． 太阳每天向地球辐射大量能量
C． 能量在转化或转移过程中总量保持不变
D． “永动机”不可能制成
15.向酒精灯内添加适量酒精后，燃料的热值与灯内原来的部分相比较（ ）
A． 变大
B． 不变
C． 变小
D． 无法确定
二、多选题(每小题至少有两个正确答案)
16.（多选）在四冲程柴油机的做功冲程中，汽缸内气体的（ ）
A． 内能减小
B． 质量增大
C． 压强减小
D． 温度降低
17.（多选）下列关于热值的说法，正确的是（ ）
A． 燃烧燃料越多，放出的热量越多，热值越大
B． 1g石油和10kg相同的石油的热值一样大
C． 煤粉的热值比煤球的热值大
D． 相同质量的燃料，完全燃烧时放出的热量越多，热值越大
18.（多选）如果要提高热机的效率，必须（ ）
A． 用热值大的燃料
B． 减少各种热损失
C． 保证良好的润滑
D． 提高热机的功率
19.（多选）下列关于热值的说法中正确的是（ ）
A． 燃料燃烧时，用的燃料越多，获得的热值越大
B． 燃料燃烧时，放出的热量越多，这种燃料的热值越大
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C． 相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大
D． 不同的燃料完全燃烧，放出相同热量时，所用质量较少的燃料，热值越大
20.（多选）如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图．汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动．在活塞向下运动的过程中，汽缸内气体的（ ）
A． 内能减少
B． 温度降低
C． 密度增大
D． 分子热运动加快
三、填空题
21.如图1，是春节燃放的双响炮．燃放时竖直立于地面，点燃引线，第一响后它会飞向空中，此过程中的能量转化为 ______ ，这与图2中内燃机工作时 ______ 图的冲程相似．（选项“甲、乙、丙、丁”）
22.氢的热值是1.4×108J/m3，5m3的氢完全燃烧一半，剩下一半的热值是 ______ J/m3．火箭常采用氢作燃料是因为氢的 ______ ，在完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量．
23.干木柴的热值比焦炭的热值小，表示的意思是： ______ 的干木柴和焦炭，在 ______ 时，干木柴比焦炭 ______ ．
四、实验题
24.某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见表）．
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（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定_____的位置（选填“A”或“B”）．
（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的______、______
（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是_________．（假设煤油和菜籽油的燃烧速度相同）
（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸=cm（t-t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是___的(选填“可靠”或“不可靠”)，原因是：_________________________________.
25.小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知．（注：燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示）．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
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（1）为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的 ______ 相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要 ______ （选填“相等”或“不相等”）．
（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 ______
（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是： ______ ．利用此实验方法计算出的热值将比真实值 ______ （偏大或偏小）．
五、简答题
26.宇航员操纵着月球车在月球上行驶时，月球车的动力是由蓄电池提供的，月球车为什么不用内燃机来驱动呢?
27.能量守恒定律告诉我们：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转移或转化过程中其总量保持不变．生活中也一定有这样的例子，请试举两例．
六、计算题
28.下表是某品牌小轿车的一些技术参数．其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大．空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比．汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量．该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功2600次．请你计算发动机在最大功率工作时，
（1）1min内做的有用功
（2）做一次功消耗汽油的质量
（3）发动机的效率
29.小洪同学家原来用液化石油气烧水，每天约用60℃的热水100kg．她参加“探究性学习”活动后，在老师指导和同学帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器．
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（1）若这台热水器夏天平均每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量为多少？
（2）若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后，平均每天可节约液化石油气多少千克？（液化石油气的热值为8.0×107J/kg）
（3）请你说出使用太阳能热水器的优点．（至少说出一点）
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答案解析
1.【答案】A
【解析】A、热量不可以自发的从低温物体转移到高温物体，在外界的影响下，热量可以从低温物体转移到高温物体，例如电冰箱在压缩机消耗电能的情况下，热量可以从低温物体转移到高温物体，故A正确．
B、能量转移和转化有方向性，故B错误；
C、电取暖器辐射到房间里的热量被人和房间吸收，不可以再利用，故C错误；
D、汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的内能，这些能量会散发到周围的环境中，无法再回收利用，因此不能驱动汽车，故D错误．
2.【答案】D
【解析】A、筒壁发热，就是内能增加的具体表现．内能的增加表示其他形式的能转化成了内能，而打气时克服筒壁之间的摩擦做功，所以是机械能转化为内能．
B、锯木头时克服木头与锯条之间的摩擦做功，使锯条的内能增加，温度升高，机械能转化为内能．
C、用电熨斗烫衣服要消耗电能，电熨斗发热说明电熨斗的内能增加，所以是电能转化为内能．
D、被点燃的冲天炮燃烧火药产生大量的热，腾空而起是燃烧火药产生的推动力，所以是火药的内能转化成了冲天炮的机械能．
3.【答案】C
【解析】AB、热值是燃料本身的一种属性，热值与燃料的种类有关，与燃料的多少等无关，倒掉一半后热值不变，故AB错误；
CD、从公式Q放=mq可知，若将一瓶液体燃料倒掉一半，则留下的一半液体燃料完全燃烧放出的热量变为原来的一半，故C正确，D错误．
4.【答案】B
【解析】A、货物被举高后，重力势能增加了，但内能不会改变，故A说法错误；
B、列车速度减小，质量不变，所以列车的动能减小，在刹车减速过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，故B说法正确；
C、握力计发生形变后弹性势能增加，故C说法错误；
D、飞机升空后，高度增大，所以其重力势能增加，但内能不会改变，故D说法错误．
5.【答案】D
【解析】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关．
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A、B、C燃料燃烧放出的热量，与燃料的种类、燃料的多少以及是否完全燃烧有关，故不符合题意；D、跟以上三种因素都有关，符合题意．
6.【答案】C
【解析】1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关．
AB、燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度无关，故AB都错；
C、因为燃料实际燃烧时，总是不能完全燃烧，所以实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小，故C正确；
D、煤油的热值比酒精大，就是说相同质量的煤油完全燃烧放出的热量比酒精多，故D错．
7.【答案】D
【解析】内燃机的一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，这四个冲程的顺序是固定的．
根据内燃机的工作过程可知，第二个冲程是压缩冲程，在此过程中活塞压缩气缸内的气体，将机械能转化为内能，气缸内的气体温度升高．
第三个冲程是做功冲程，此时燃料燃烧生成的高温高压的燃气推动活塞对外做功，将内能转化为机械能．
8.【答案】A
【解析】在压缩冲程中，活塞由下向上运动，压缩汽缸内的混合气体，使其体积减小，活塞对汽缸中的混合气体做功，使混合气体的内能增大，温度升高．
9.【答案】B
【解析】A、滚摆在上升的过程中，不计空气阻力和摩擦，机械能守恒，动能转化为重力势能，叙述正确，不符合题意；
B、汽油机在做功冲程中，内能转化为机械能，叙述错误，符合题意；
C、干电池、蓄电池对外供电时，将化学能转化为电能，叙述正确，不符合题意；
D、植物吸收太阳光进行光合作用时，将光能转化为化学能贮存在体内，叙述正确，不符合题意．
10.【答案】D
【解析】A、图甲所示，过山车向下运动时高度减小，速度增大，是重力势能转化为动能，故A正确；
B、图乙所示，水力发电，将机械能转化为电能，故B正确；
C、图丙所示，自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能，故C正确；
D、图丁所示，汽车在刹车过程中，刹车片会发热，将动能转化为内能，故D错误．
11.【答案】D
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【解析】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．提高热机的效率要从减少热量的损失及让燃料充分燃烧等方法．使燃料充分燃烧、减少带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率，所以A、B、C都可行.而采用使用热值大的燃料，并不能提高热机的效率，所以D不可行.
12.【答案】B
【解析】（1）汽油机四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能，在压缩冲程中将机械能转化为内能，故①②③正确；
（2）汽油机中有火花塞，采用的是点燃式点火；而柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火，故④错误．
13.【答案】D
【解析】热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．比值越大，热机的效率越高．
甲柴油机的效率比乙柴油机的效率高，说明甲柴油机用来做有用功的能量占总能量的百分比大，所以D正确；
功率是表示物体做功快慢的物理量，与热机的效率是两个完全不同的概念，所以A错误；
B、选项中，甲做功多，比值不一定大，所以B错误；
C选项犯了同样的错误，消耗柴油少，用来做有用功的能量与消耗的总能量之比不一定大，所以C错误．
14.【答案】A
【解析】“太阳每天向地球辐射大量能量”是明显存在的事实，“能量在转化或转移过程中总量保持不变”和““永动机”不可能制成”经过科学证明的事实，而核能存在安全问题和污染问题，这种说法只能是一种观点.
15.【答案】B
【解析】向酒精灯内添加适量酒精后，酒精的质量增加，但是燃料的热值与质量无关，热值不变．
16.【答案】ACD
【解析】内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故气体的内能减少、温度降低，
做功冲程中活塞向下运动，气缸内气体质量不变，体积变大，故气体的密度减小，压强减小．
17.【答案】BD
【解析】A、1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值，燃烧燃料越多，放出的热量越多，热值不会改变，故A错误；
B、燃料的热值与质量无关，因此1g石油和10kg石油的热值一样大，故B正确；
C、热值只与燃料的种类有关，煤粉和煤球是同种燃料，热值相同，故C错误；
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D、相同质量的燃料，完全燃烧时放出的热量越多，热值越大，故D正确．
18.【答案】BC
【解析】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能量之比，要提高热机的效率，就要提高燃料的利用率，减少热损失，让燃料充分燃烧．
A、采取热值高的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高热机的效率；
BC、保证良好的润滑，减小摩擦，可以减少因摩擦损失的能量，所以可以提高热机的效率．
D、提高热机的功率，增大热机在单位时间内做的功，其效率不一定提高．不合题意．
19.【答案】CD
【解析】A、B燃料的热值只与燃料的种类有关，与放出热量的多少、燃料的质量和燃料的燃烧程度无关，故A、B错误
C、相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越大的燃料，燃料热值越大，故C正确；
D、不同的燃料完全燃烧，放出相同热量，所用燃料的质量越少，热值越大，故D正确．
20.【答案】AB
【解析】在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动.
如图所示，两个气阀关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故气体的内能减少、温度降低，分子热运动减慢；气体质量不变，体积变大，故气体分子的密度减少.
21.【答案】内能转化为机械能；乙．
【解析】（1）双响炮燃放时，内部的火药燃烧产生的高温高压气体将鞭炮推向空中，此过程中内能转化成机械能．
（2）图甲中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，属于吸气冲程；
乙图中，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，属于做功冲程，内能转化成机械能；
丙图中，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，属于排气冲程；
丁图中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程，机械能转化成内能．
因此双响炮的能量转化与乙图相似．
22.【答案】1.4×108；热值大．
【解析】氢的热值是1.4×108J/m3，5m3的氢完全燃烧一半，剩下一半的热值不变，仍为1.4×108J/m3；
运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量.
23.【答案】等质量；完全燃烧；放出热量少．
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【解析】燃料的热值只与燃料的种类有关，干木柴的热值比焦炭的热值小，说明等质量的干木柴完全燃烧放出的热量比等质量的焦炭完全燃烧放出的热量少．
24.【答案】（1）B；（2）初温；质量；（3）煤油；（4）不可靠；燃料完全燃烧的热不能全部被水吸收
【解析】（1）实验前，首先调整好实验装置，根据酒精灯外焰的高度调整铁架台的高度，根据烧杯和烧杯中水的高度调整温度计的高度，所以应先调整、固定B的位置；
（2）实验时应控制两套装置中相同的量有：加热时间、水的质量、水的初温.
（3）甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由Q=cm△t知，末温高的吸收的热量较多；
在相同的加热设备下，相同时间内，消耗的燃料相同，由Q=qm知，水温上升高的，对应的燃料的热值较大，所以是煤油的热值大；
（4）要考虑实验的严密性，实验时有可能燃料并没有完全燃烧，或燃烧后所产生的热量并没有全部传递给水，有热量损失，所以实验结果是不可靠的.
25.【答案】（1）质量；相等；（2）煤油；（3）天平；偏小
【解析】（1）因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，
由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等．
（2）由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大．
（3）实验中，要控制质量相等，所以需要用天平来测量物质的质量；由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸收，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些．
26.【答案】内燃机工作时需要将燃料在汽缸内燃烧，把燃料的内能转化为月球车的机械能，因为月球上没有空气，在月球上内燃机无法正常工作，所以月球车不用内燃机来驱动.
【解析】物质的燃烧需要空气中的氧气，在月球上没有空气，月球车不能用内燃机来驱动.内燃机工作时需要将燃料在汽缸内燃烧，把燃料的内能转化为月球车的机械能，因为月球上没有空气，在月球上内燃机无法正常工作.
27.【答案】答：利用热水袋放热使人取暖，属于能量的转移；
太阳能热水器在阳光的照射下转化为热能储存在水中，属于能量的转化．
【解析】利用热水袋放热使人取暖，属于能量的转移；
太阳能热水器在阳光的照射下转化为热能储存在水中，属于能量的转化等.
28.【答案】解：（1）1min内做的有用功：W=Pt=7.5×104W×60s=4.5×106J．
（2）燃气的质量：m=ρv=1.35kg/m3×1.8×10-3m3=2.43×10-3kg，
因为空燃比是14：1，所以燃油的质量是整个质量的，
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做一次功消耗的汽油质量：2.43×10-3kg×=1.62×10-4kg．
（3）1min内汽油燃烧释放的热量：Q=mq=1.62×10-4kg×4.6×107J/kg×2600=1.94×107J，
发动机的效率：
．
答：（1）1min内做的有用功为4.5×106J．
（2）做功一次消耗汽油的质量是1.62×10-4kg．
（3）发动机的效率是23.2%．
【解析】（1）根据公式W=Pt进行计算，要注意把功率单位换算成W，把时间单位换算成s．
（2）根据m=ρv算出燃气的质量，然后根据空燃比算出汽油的质量．
（3）发动机的效率是有用功跟汽油燃烧释放热量的比值．
29.【答案】解：（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（60℃-20℃）=1.68×107J；
（2）∵Q吸=Q放×70%，
∴，
又∵Q放=m气q气，
∴．
（3）太阳能热水器是将太阳能转化为内能，被水吸收，温度升高，供人使用，对环境无污染．
答：（1）水吸收的热量为1.68×107J；（2）平均每天可节约液化石油气0.3千克；（3）对环境无污染．
【解析】（1）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；
（2）由题知，液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，即Q吸=Q放×70%，再利用Q放=mq求需要完全燃烧的液化石油气的质量，即每天节约的液化石油气质量；
（3）从环保、节约能源（省钱）、取之不尽等方面列举太阳能热水器的优点．
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