熱機(jī)效率計(jì)算題型

1、熱量和熱機(jī)效率的計(jì)算O一 Q有 n = 有 100%Q總熱機(jī)效率常以常見的家用電器（如熱水器）、交通工具（如汽車、電動(dòng)車）、發(fā)電廠 （垃圾發(fā)電廠等）為背景進(jìn)行考查：?jiǎn)栴}分析能力、信息提取能力和公式規(guī)律應(yīng)用能力 等。解決效率問題，關(guān)鍵是通過分析題目，找出有用能量和總能量，選擇正確的公式計(jì)算出有用能量和總能量，最后利用公式W有n/或 n =100%Q總有用能量：用來對(duì)外做有用功的能量 總能量：燃料燃燒時(shí)所釋放的能量 目前常見的兩種題型：（1）熱水壺?zé)蕟栴}（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)效率問題總體思路：n =Q有=CmL t;動(dòng)機(jī)效率問題：W有=FS或 W&=Pt;般為0總=mq.（1）熱水壺?zé)蕟栴}：

2、Q 有100%Q總（2）汽車發(fā) 總能量：例題講解 例1 （熱水器燒水效率問題）天然氣灶燒水，燃燒0.5m3的天然氣，使100kg的水從20C升高到70C。已知水的比熱容為c=4 .2 x 103J/ （kg?C）,天然氣的熱值為q=7.0 x 107J/m3。求：（1） 0.5m3天然氣完全燃燒放出的熱量 Q放；（2）水吸收的熱量Q吸；（3）燃?xì)庠畹?效率n?？偨Y(jié)：這類題關(guān)鍵是找出有用的能量為水吸收的熱量：Q有=Cmt，總能量為燃料完全燃燒放出的熱量：Q總=mq或太陽(yáng)輻射的能量Q總=PSt 例2 （汽車發(fā)動(dòng)機(jī)效率問題）有一家大型的特種專用汽車生產(chǎn)基地，該廠某型號(hào)專用車在車型測(cè)試中，在一段平 直

3、的公路上勻速行駛5.6km，受到的阻力是3.0 x 103N,消耗燃油1.5 x 10_3m （假 設(shè)燃油完全燃燒）。若燃油的密度p = 0.8 x 103kg/m3,熱值q = 4 x 107J/kg，求：（1） 專用車牽引力所做的功？ （ 2）該專用車的熱機(jī)效率是多少？總結(jié)：這類題關(guān)鍵是找出有用的能量大小為牽引力做的功：W=FS或W=Pt總能量為燃油完全燃燒放出的熱量：Q總=mq.例3 （其他情景問題）每到夏收季節(jié)，農(nóng)村大量農(nóng)作物秸稈在田間被隨意焚燒，這不僅造成資源浪費(fèi)、環(huán)境污染，而且極易引發(fā)火災(zāi)等。為解決這一問題，現(xiàn)已研制出利用秸稈生產(chǎn)的節(jié)能環(huán)保 型燃料一一稈漿煤。若燃燒稈漿煤，使 50

4、kg、20E的水溫度升高到80C。（稈漿煤的熱 值為 2.4 x 107J/kg ）求：（1）水需要吸收的熱量？（2）如果稈漿煤燃燒釋放的熱量有30%被水吸收，需要完全燃燒多少千克稈漿煤？【針對(duì)練習(xí)一】B1 用酒精燈給2kg的水加熱，當(dāng)水的溫度從20C升高到100C時(shí)，共耗去酒精40g求：（1）水吸收的熱量；（2）酒精完全燃燒放出的熱量；（3）爐子的效率。（已知酒精的熱值q=3. 0X 107j/kg ）C2.輛重為5X 104N的汽車，在平直公路上以72km/h的速度行駛時(shí)，遇到的阻力為 車重的0.02倍，每小時(shí)需汽油6kg，汽油的熱值為4.6X 107J/ kg,求這輛汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的 效率。

5、C3設(shè)計(jì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，既要考慮能量的利用率，也要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻問題。為了 防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱，汽車的冷卻系統(tǒng)常用水的循環(huán)來降低發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，5kg水在冷卻系統(tǒng)中升高了 50C，所吸收的熱量是多少？柴油在某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃燒時(shí)，如果每分鐘釋放1.2 X 107J的能量，發(fā)送機(jī)輸出的功率是8.5 X 104W則此汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？B3.完全燃燒140 g焦炭（焦炭的熱值為3. 0X 107J/kg）能放出多少熱量？若這些熱量的 30%被水吸收，貝U能使30kg 20C的水溫升高到多少？B2.某太陽(yáng)能熱水器的裝水量為100kg，集熱管接收太陽(yáng)能的有效面積為 2m2，已知每 小時(shí)每平方米的接收面

6、積上有效接收太陽(yáng)能約為2.1 X 106J,則該熱水器每小時(shí)水溫升高多少？C4某單缸四沖程汽油機(jī)的氣缸活塞面積為30cmi，一個(gè)沖程活塞在氣缸中移動(dòng)的距離是50mm滿負(fù)荷工作時(shí)做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為 9.0 X lO5Pa,飛輪lmin轉(zhuǎn)動(dòng)1800周，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作 時(shí)（不計(jì)摩擦），求：（1）做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力；（2）一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功；（3）汽油機(jī)的功率.【針對(duì)練習(xí)二】1已知干木柴的熱值是1.2X 107 J/kg，完全燃燒0.7 kg干木柴能放出多少熱量？假設(shè)這 些熱量全部被水吸收，能使多少千克水的溫度由 20 C升高到70 C?已知水的比熱容 為 4.2 X

7、 103 J/(kgC ).2、我國(guó)的地?zé)豳Y源相當(dāng)豐富，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的天然溫泉就有2000處以上，溫泉水的溫度大多在60 C以上，個(gè)別地方達(dá)到 100 140Co 100kg的溫泉水從60C降低到20C時(shí)所放出的熱量是多少 J? 這相當(dāng)于多少m3煤氣完全燃燒放出的熱量？(煤氣的熱值為4.2 X 107J/ m3)3“低碳生活”是當(dāng)今社會(huì)所倡導(dǎo)的綠色生活方式。利用太陽(yáng)能將2000 kg的水從15C加熱到50C，可以少燃燒多少煙煤？設(shè)煙煤完全燃燒煙煤的熱值為2.94 X 107 J / kgC水=4.2 X 103J/(kg?C )3、灑精是實(shí)驗(yàn)室里常用的燃料，現(xiàn)用酒精燈來加熱水，若灑精完全燃燒產(chǎn)生的

8、熱量有50%被水吸收，現(xiàn)在把0.5kg、20OC的水加熱到100。需要燃燒多少克酒精？ q酒精=3X 10勺/ (kg OC，c 水=4.2 X 103J/ ( kg C)4、小洋家煮飯、燒水使用的是管道天然氣，已知天然氣的熱值為 8.4 X07J/m3,放出的熱量有50%被有效利用，現(xiàn)要將質(zhì)量為 4kg，初溫為25C的水加熱到100C，需要完全燃燒多少立方米的天 然氣？5. 隨著人們生活水平的提高.轎車已逐步進(jìn)入我國(guó)普通百姓家中.已知某國(guó)產(chǎn)驕車每行駛100km消耗8L汽油(1L = 10-擊)，汽油的密度為 0.71 X 103kg/m3、熱值為4.6 X 10 7J/kg .貝U(1) 1

9、0kg汽油完全燃燒時(shí)所產(chǎn)生的熱量是J .(2) 該汽車行駛100km消耗的汽油的質(zhì)量是kg (3) 當(dāng)該汽車以50kW的功率在平直公路上以72km/h的速度勻速行駛時(shí)，它所受到的阻力等于匚 .6. 一輛汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率為 66150瓦,每小時(shí)耗柴油14千克,計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)的效率.(柴油的燃燒 值為4.3 X 107焦/千克)7、小星家的太陽(yáng)能熱水器，水箱容積是200L .小星進(jìn)行了一次觀察活動(dòng)：某天早上，他用溫度計(jì)測(cè)得自來水的溫度為20C，然后給熱水器水箱送滿水，中午時(shí)溫度傳感器”顯示水箱中的水溫為45 C .請(qǐng)你求解下列問題：(1) 水箱中水的質(zhì)量；水吸收的熱量【c水=4.2 X 103J/(kg C )(2) 如果水吸收的這些熱量，由燃燒煤氣來提供，而煤氣灶的效率為40%，求至少需要燃燒多少 kg的煤氣(煤氣的熱值為 q=4.2 X 107J/ kg)8、某飾品加工廠有酒精噴燈加工飾品，張