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1、熱機(jī)效率【提高】計(jì)算題專項(xiàng)練習(xí)一、計(jì)算題1、太陽能是一種清潔、無污染的理想能源。上蔡縣盛夏的一天,在陽光的照射下,能將內(nèi)盛有100L的水,溫度升高50C,求:(1)這些水吸收了多少的熱量?(2)這些熱量相當(dāng)于完全燃燒多少mf的液化石油氣?(液化石油氣的熱值q=4.2x107(J/m3)(3)晴天平均每平方米的面積上每小時(shí)接收的太陽能約為3.3X106J.若該熱水器接受太陽能的有效面積為2m2,每天日照時(shí)間按8h,則它一天中接收的太陽能(E)約為多少?(4)這臺(tái)太陽能熱水器的效率是多少?2、燃?xì)庠顭畷r(shí),把質(zhì)量為2kg、初溫為20C的水加熱到100C,共燃燒了0.02m3的天然氣(假設(shè)天然氣完全
2、燃燒)。已知水的比熱容為4.2X103J/(kgC),天然氣的熱值為8.4X107J/m3。求:(1)水吸收的熱量。(2)天然氣完全燃燒放出的熱量。(3)燃?xì)庠顭畷r(shí)的效率。3、目前,“節(jié)能減排”已引起全球的關(guān)注.如何減少能耗,提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率越來越受到人們的重視,(1)大多數(shù)家用汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)均為汽油機(jī),它把汽油燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能部分轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,再通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳給車輪使汽車行駛.請(qǐng)你將圖中汽油機(jī)工作時(shí)的能流圖補(bǔ)充完整.(2)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是汽車的經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)之一.廠家提供的某汽車出廠的部分參數(shù)如下;測試數(shù)據(jù):汽車在平直公路上以90km/h的速度勻速行駛時(shí),百公里耗油量為V0(L),發(fā)動(dòng)機(jī)
3、輸出功率為R(kW;使用燃料:93#汽油熱值為q0(J/kg)、密度為p。(kg/m3).請(qǐng)用以上參數(shù)推算出在測試條件下,該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率.4、混合動(dòng)力汽車具有節(jié)能、低排放等優(yōu)點(diǎn),成為汽車研究與開發(fā)領(lǐng)域的重點(diǎn),某新型混合動(dòng)力汽車啟動(dòng)時(shí),內(nèi)燃機(jī)不工作,蓄電池向車輪輸送能量.當(dāng)需要高速行駛或蓄電池的電能過低時(shí),內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng),既可以向車輪輸送能量,又可以給蓄電池充電.車速與所受阻力的關(guān)系如圖所示.在某次測試中,由內(nèi)燃機(jī)提供能量,汽車以50Km/h的速度勻速行駛了0.5h,同時(shí)蓄電池的電能在增加了5.4x107J/kg,求:(1)汽車牽引力做的功(2)若所用燃料的熱值是4.5X107j/kg,測試過程
4、中消耗8kg的燃料(假設(shè)燃料完全燃燒),則放出的總熱量是多少?5、我國自主研制的某新型戰(zhàn)斗機(jī),具備超音速巡航、電磁隱身、超視距攻擊等優(yōu)異性能,該飛機(jī)最大起飛質(zhì)量為37t,最大飛行高度達(dá)20000m,最大航行速度達(dá)2.5倍聲速(合3060km/h),最大載油量為10t,飛機(jī)航行時(shí)所受阻力的大小與速度的關(guān)系如表:速度v(m/s)100200300400500阻力f/N40.3x1041.2X1042.7X1044.8X1047.5X10飛機(jī)使用的航空燃油的熱值為5x107J/kg.求:(1)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒10t燃油獲得的能量是多少焦?(2)當(dāng)飛機(jī)以300m/s的速度巡航時(shí),飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率
5、是多少千瓦?(3)若在飛機(jī)油箱中加滿燃油,并且以500m/s的速度巡航時(shí),飛機(jī)的最大航程約是2.6x103km,則飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少?6、如圖所示,簡易太陽能熱水器受光面積1.2m:內(nèi)裝80kg水,太陽每分鐘輻射到1吊面積上的熱量是7.56x104J,如果60%勺熱量被水吸收,問:(1)太陽能熱水器內(nèi)壁為什么涂成黑色?(2) 20c的水曬3h后水溫達(dá)多少攝氏度(C)?(3)煤氣的熱值是4.2X107J/kg,若煤氣灶的效率為40%燒熱(達(dá)到(2)中水的末溫)這些水需燃燒多少千克煤氣?7、隨著人們生活水平的日益提高,小汽車越來越多地走進(jìn)了百姓人家.一輛使用汽油為燃料的小汽車,以72km/h的
6、速度在水平路面上勻速行駛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為20kW若小汽車行駛過程中消耗的汽油為20kg,小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為30%汽油白熱值q=4.6x107J/kg.求小汽車在這段路程中:(1)所受的阻力;(2)行駛的路程.8、太陽能熱水器是直接利用太陽能給水加熱的裝置,下表是小明家的太陽能熱水器某天在陽光照射下的相關(guān)信息:太陽照射時(shí)間/h裝水量/kg吸熱板面積/m2水升高的溫度/C水的比熱容/J(kgC)-1太陽輻射功率/J(m2h)-1101002.55034.2X101.68X106其中太陽輻射功率是指1h內(nèi)投射到1m2面積上的太陽能(1)水在10h內(nèi)吸收多少熱量?(2)如果水吸收的熱量用天然氣
7、來提供,需要完全燃燒多少力的天然氣?(天然氣的熱值為8.4x107J/m3,天然氣完全燃燒放出的熱量全部給水吸收)(3)該太陽能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率是多大?9、用爐子燒水時(shí),將10kg的水從20c加熱到100C,燃燒了0.5kg的焦炭,水的比熱容是4.2X103J/(kg),焦炭的熱值是3.0X107J/(kg)試求:(1)水吸收的熱量是多少?(2) 0.5kg焦炭完全燃燒放出的熱量是多少?(3)爐子燒水的效率是多少?10、用煤氣灶燒水時(shí),把2kg的水從25c加熱到75C,燃燒了0.03m3的煤氣.設(shè)煤氣完全燃燒.水的比熱容為4.2X103J/(kg?C),煤氣的熱值約為4.0X107J/m3
8、.試求:(1)水吸收的熱量是多少?(2)煤氣燃燒放出的熱量是多少?(3)煤氣灶燒水時(shí)的效率是多少?11、用燃?xì)庠顭?,燃?.1kg的煤氣,使10kg的水從20c升高到70C.已知水的比熱容為4.2x103J/(kg?C),煤氣的熱值為4.2X107J/kg.求:(1) 0.1kg煤氣完全燃燒放出的熱量.(2)水吸收的熱量.(3)燃?xì)庠顭男?12、 (2015呼和浩特)王大剛同學(xué)和家人郊外野餐,用木炭燒水.鐵鍋內(nèi)裝有5kg水,把水從18C加熱至98C,已知水的比熱容為4.2x103J/(kgC).如果木炭的熱值為3.4x107J/kg,它燃燒放出的熱有10%皮水吸收.求:(1)在這個(gè)過程
9、中水吸收的熱量;(2)在這個(gè)過程中用掉多少木炭.13、隨著中緬天然氣工程的全線貫通,玉溪市民用上了物美價(jià)廉的天然氣.一把茶壺里裝有2.5L的水,水的初溫為20C,小華用燃?xì)庠顏頍?,使用?.014m3天然氣.水的比熱容是4.2x103J/(kgC),天然氣的熱值為8X107J/m3,1L=103m3.求:(1)在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下燒開這壺水,水吸收的熱量是多少?(2)天然氣燃燒釋放出的熱量損耗了多少?(3)小華想,熱量跑哪兒去了?請(qǐng)您幫他分析,簡要說出兩種原因.14、某中學(xué)為學(xué)生供應(yīng)開水,用鍋爐將200kg的水從25c加熱到100C,燃燒了6kg的無煙煤.水的比熱容是4.2X103J/(kg?C
10、),無煙煤的熱值是3.4X107j/kg.求:(1)鍋爐內(nèi)的水吸收的熱量是多少?(2)無煙煤完全燃燒放出的熱量是多少?(3)此鍋爐的效率是多少?15、已知煤氣的熱值為3.6x107J/m3,0.28m3的煤氣完全燃燒放出的熱量是多少?若這些熱量的50眼溫度為20C、質(zhì)量為30kg的水吸收,則水溫升高多少?c水=4.2X103J/(kg?C).16、小明家煮飯、燒水使用的是管道天然氣,已知天然氣的熱值為4.5X107J/m1放出的熱量有50%被有效利用,現(xiàn)要將初溫為25c的水加熱到100C,需要完全燃燒0.03m3的天然氣,則能加熱水的質(zhì)量為多少?c水=4.2x103J/(kg?C).17、西氣
11、東輸工程讓濱州市民用上了物美價(jià)廉的天然氣.用天然氣灶把2kg、初溫為30c的水燒到80C,消耗了20g天然氣,已知水的比熱容是4.2x103J/(kgC),天然氣的熱值為4.2x107J/kg,則(1)水吸收的熱量為多少J?(2)煤氣完全燃燒放出的熱量為多少J?(3)煤氣灶燒水的效率為多少?18、右表中提供的是某種型號(hào)太陽能熱水器的相關(guān)信息:在太陽照射下10h,裝滿水的太陽能熱水器中水溫升高60Co水的比熱容4.2x103J/(kgC)。試計(jì)算:(1)太陽能熱水器照射10h,熱水器中水吸收的熱量?(2)如熱水器所接收到的太陽能由熱值為3X107J/kg的焦炭提供,需完全燃燒多少焦炭?熱水器的容
12、量/L100太陽能轉(zhuǎn)換為水的內(nèi)能的效率80%19、某學(xué)習(xí)小組同學(xué)想研究酒精燈燒水時(shí)的熱效率.他們用酒精燈給100g的水加熱,經(jīng)過一段時(shí)間測得水溫升高了60C、消耗了4.2g酒精.已知:水的比熱容為4.2x103J/(kg?C),酒精的熱值為3x107J/kg.求:(1)此過程中水吸收的熱量;(2) 4.2g酒精完全燃燒放出的熱量;(3)酒精燈燒水時(shí)的熱效率.20、某中學(xué)為學(xué)生供應(yīng)開水,用鍋爐將200kg的水從25c力口熱至ij100C,燃燒了6kg的無煙煤。水的比熱容是4.2x103J/(kgC),無煙煤的熱值是3.4xl07J/kg。求:(1)鍋爐內(nèi)的水吸收的熱量是多少?(2)無煙煤完全燃燒
13、放出的熱量是多少?(3)此鍋爐的效率是多少?21、如圖所示,是最新一款無人駕駛汽車原型圖。汽車自動(dòng)駕駛時(shí)使用雷達(dá)傳感器,以及激光測距器來了解周圍的交通狀況。該款車以72km/h的速度在一段平直的公路上勻速行駛了8km時(shí),消耗汽油1.5L。假設(shè)燃油完全燃燒,汽油機(jī)的效率為30%那么,在這段運(yùn)動(dòng)過程中,求:(1)該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功是多少?(2)該汽車的輸出功率為多少?(已知:汽油的密度為0.8x103kg/m3,汽油的熱值為4.5x107J/kg)22、如圖是某太陽能熱水器,向其中注入50kg的水,陽光照射一段時(shí)間后,水溫從10c升高到50c.水的比3熱容是4.2X10J/(kg?C).試求:
14、(1)這段時(shí)間該熱水器中的水吸收的熱量是多少?(2)如果這段時(shí)間該太陽能熱水器接收到太陽輻射的熱量是2.8X107J,則這段時(shí)間該熱水器的效率是多少?(3)若用煤燃燒來提供2.8X107J的熱量,需完全燃燒多少千克煤?(煤的熱值約為3.5X107J/kg)23、(本題要求寫出計(jì)算過程)小明學(xué)習(xí)了熱學(xué)的有關(guān)知識(shí)后,他想估算一下自己家每天燒水、做飯需要的熱量,于是小明仔細(xì)記錄了他家每天燒水、煮飯、炒菜需要的時(shí)間,并把它折算成燒水時(shí)間,相當(dāng)于每天將30kg20c的水燒開(一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下).(1)小明家每天燒水做飯需要多少熱量?(2)如果普通煤的燃燒值為3x107J/kg,從理論上講小明家每天燒水做
15、飯至少需要多少kg的煤?(3)小明家實(shí)際平均每天需要燒4塊蜂窩煤,按每塊蜂窩煤含煤0.5kg算,他家每天實(shí)際用煤2kg,請(qǐng)你幫小明計(jì)算出他家煤爐的效率?24、用天然氣灶燒水,燃燒0.5m3的天然氣,使100kg的水從20c升高50C.已知水的比熱容c=4.2x103J/(kg),天然氣的熱值q=7.0x107J/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)庠畹男实?25、隨著生活條件的改善,小明家住上了新樓房,新樓使用的是天然氣。小明想:將一壺水燒開究竟需要多少3天然氣呢?他通過實(shí)踐收集如下數(shù)據(jù):水壺里放入2000cm、20c的水,大火加熱直至沸騰
16、。又在物理書中查到天然氣熱值為8X107J/m3。氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓;c水=4.2x103J/(kgC)(1)燒開這壺水,水需要吸收多少熱量?(2)如果小明家天然氣爐具的效率是40%燒開這壺水,需要燃燒多少m3的天然氣?26、如圖是某一型號(hào)太陽能熱水器的銘牌,根據(jù)銘牌提供的信息求解下列有關(guān)問題:(1)、當(dāng)熱水器中裝滿水時(shí),熱水器的重力多大?(2)、當(dāng)熱水器裝滿水時(shí),夏天在陽光下曬2h可使水從20c升高到50C,水吸收的熱量是多少?(3)、不考慮熱損失,這些熱量相當(dāng)于多少m3的煤氣完全燃燒放出的熱量?(1L=1dn3煤氣的熱值q=1.8X107J/m3)一型號(hào)JH39水容第山100自萌S/kg4
17、0具簾光面枳0八1,5使用年即(t)/年1527、每到夏收季節(jié),鹽城農(nóng)村大量農(nóng)作物秸稈在田間被隨意焚燒,如圖,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(熱值為2.4X107J/kg),使50kg、20C的水溫度升高到80Co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碰水吸收,需要完全燃燒多少千克稈漿煤。28、某中學(xué)為學(xué)生供應(yīng)開水,kg的無煙煤。水的比熱容是用鍋爐將200kg的水從25c加熱到100C,燃燒了4.2X103J/(kgC),無煙煤的熱值是3.4X107J/kg。求:(1)鍋
18、爐內(nèi)的水吸收的熱量是多少?(2)無煙煤完全燃燒放出的熱量是多少?(3)此鍋爐的效率是多少29、某電熱水壺的銘牌如圖所示,小明用這個(gè)電熱水壺將1kg、溫度為23c的水燒開,所用時(shí)間是7min.已知c水=4.2x103J/(kgC),假設(shè)燒水的環(huán)境在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,電熱水,壺正常工作.求:(1)電熱水壺正常工作時(shí)的電流;(2)水被燒開所吸收的熱量;(3)電熱水壺的熱效率為多大?最大容依:I.OL5定電壓:220V“定功率:I100W藏走城率:501k30、小洪同學(xué)家原來用液化石油氣燒水,每天約用60c的熱水100kg.她參加“探究性學(xué)習(xí)”活動(dòng)后,在老師指導(dǎo)和同學(xué)幫助下,制作了一臺(tái)簡易的太陽能熱水器
19、。(1)若這臺(tái)熱水器夏天平均每天可將100kg的水從20c加熱到60C,這些水吸收的熱量為多少?(3分)(2)若液化石油氣燃燒放出的熱量有70%被水吸收,她家改用太陽能熱水器后,平均每天可節(jié)約液化石油氣多少千克?(液化石油氣的熱值為8.0x107J/kg)(3分)31、東風(fēng)悅達(dá)汽車是我市最大的汽車生產(chǎn)企業(yè)。該廠某型號(hào)車在車型測試中,在一段平直的公路上勻速行駛50km,受到的阻力是1.0x103N,消耗燃油4X103m3假設(shè)燃油完全燃燒)。若燃油的密度p=0.8x103kg/m3,熱值q=4X107J/kg,求:(1)專用車牽引力所做的功。(2)已知熱機(jī)效率刀=W/Q(式中W為熱機(jī)在某段時(shí)間內(nèi)對(duì)
20、外所做的功,Q為它在這段時(shí)間內(nèi)所消耗的燃油完全燃燒所產(chǎn)生的熱量),則該專用車的熱機(jī)效率是多少?32、某物理興趣小組的同學(xué),用煤爐給10kg的水加熱,同時(shí)他們繪制了如圖14所示的加熱過程中水溫隨時(shí)間變化的圖線。若在6min內(nèi)完全燃燒了2kg的煤,水的比熱容為4.2x103J/(kgC),煤的熱值約為3X107J/kg。求:(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量:(2)經(jīng)過6min時(shí)間加熱,水所吸收的熱量;(3)煤爐燒水時(shí)的熱效率。33、某電熱淋浴器銘牌中的主要參數(shù)如表所示,在正常工作時(shí),將滿一桶水從20c加熱到70c需要50minc水=4.2X103J/(kg?C)1L=1dm3.求:(1)滿一桶水的質(zhì)量是
21、多少?(2)水吸收的熱量是多少?(3)我們把水吸收的熱量與消耗的電能之比叫熱效率,求該淋浴器的熱效率是多少?額定電壓220V額定功率3000W額定頻率50Hz額定容積36L參考答案一、計(jì)算題1、(1)先根據(jù)密度公式求出水的質(zhì)量,再根據(jù)吸熱公式求出這些水吸收了的熱量;(2)由題意知,液化石油氣完全燃燒放出的熱量Q放=Q吸,再利用Q=Vq求出液化石油氣的體積;(3)首先計(jì)算2m2每小時(shí)接收的太陽能,然后乘以每天日照時(shí)間按8h,就可計(jì)算出一天中接收的太陽能;(4)根據(jù)刀=EX100%求出這臺(tái)太陽能熱水器的效率?!窘獯稹拷猓?1)水的體積V水=100L=100dm3=0.1m3,由=丫得,水的質(zhì)量:m
22、水=p水丫水=1.0x103kg/m3X0.1m3=100kg,則水吸收的熱量:Qf=czKm水t=4.2X103J/(kg?C)x100kgx50c=2.1x107J;(2)由題意知,液化石油氣完全燃燒放出的熱量:Q放=Q吸=2.1X107J,由Q=Vq得,需要液化石油氣的體積:V=Q=4.2X10TJ/m3=0,5m3;(3)熱水器一天中接收的太陽能:E=3.3X106J/(m2?h)X2m2X8h=5.28X107J;(4)則這臺(tái)太陽能熱水器的效率:Q吸MY=Ex100%=氏28X10Jxi00%39.8%。答:(1)這些水吸收了2.1x107J的熱量;(2)這些熱量相當(dāng)于完全燃燒0.5
23、m3的液化石油氣;(3)它一天中接收的太陽能(E)約為5.28X107J;(4)這臺(tái)太陽能熱水器的效率是39.8%。2、 (1)水吸收的熱量:<3吸=cm(t10)=4.2X103J/(kgC)X2kgX(100C-20C)=6.72X105J。(6分)(2)天然氣完全燃燒放出的熱量:Q放=qV=8.4X107J/m3X0.02m3=1.68X106J。(3分)(3)燃?xì)庠畹男剩篞672105Jri=Q=1.68106J=40%(3分)3、【考點(diǎn)】熱機(jī)的效率;密度公式的應(yīng)用.【分析】(1)要解決此題,需要掌握熱機(jī)的各種能量損失:克服機(jī)械摩擦消耗的能量、機(jī)械散熱損失、廢氣帶走的熱量.其中
24、首Q=mq(2)要解決此題需要掌握熱機(jī)效率的概念:熱機(jī)用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比.先根據(jù)公式W=Pt計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)做的功,即有用功;根據(jù)公式m=pV計(jì)算出汽油的質(zhì)量,然后根據(jù)公式£算出燃料完全燃燒放出的能量,最后根據(jù)公式刀二Q計(jì)算熱機(jī)的效率.【解答】解:(1)燃料燃燒放出的熱量,一部分要克服機(jī)械摩擦,一部分由氣缸直接向外散熱,大部分由廢氣帶走,剩余的是用來做有用功的能量.故答案為:克服摩擦耗能;廢氣帶走熱量.(2)v=90km/h=25m/s在一百公里內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為:s一100X10006w二P1二px一二PX1000X-4X10vu25"P口邛口所用汽
25、油的質(zhì)量為:m=pV=p0XV0X10-3=I。ppy口p口與aqQ=mq="J.2LW4X106P04X109P0QR叫口q。R0V口q0woo_PaPVqvP0X103X100xIQ3PoVoXlOJXqoX9OxM4XIQ9PoQ。¥°q。4X10gP0答:該熱機(jī)的效率為a/Ng.4、【考點(diǎn)】功的計(jì)算;能量利用效率;燃料的熱值.50km/h時(shí),所受W=F/牽引【分析】(1)知道汽車速度和行駛時(shí)間,利用s=vt求行駛的路程,由圖象可知,汽車速度為的阻力,由于汽車勻速行駛,汽車的牽引力和阻力為一對(duì)平衡力,大小相等,可求牽引力,再利用力做功;(2)知道燃料質(zhì)量,利
26、用Q放=mq求燃料完全燃燒放出的熱量;(3)知道增加的電能,利用效率公式求內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)化成電能的效率.【解答】解:(1)由v=t得汽車行駛的路程:s=vt=50km/hx0.5h=25km=2.5x104mx由圖象可知,汽車速度為50km/h時(shí),所受阻力為4000N,由于汽車勻速行駛,汽車的牽引力:F=f=4000N,牽引力做功:W=Fs=4000N<2.5X104m=1X108J;(2)燃料完全燃燒放出的熱量:Q放=mq=8kgx4.5x107J/kg=3.6x108J;(3)由題知,蓄電池增加的電能W電=5.4X107J,內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)化成電能的效率:W電5.4X刀=Q放=3.6X
27、lQ8jX100%=15%答:(1)汽車牽引力做的功為1X108J;(2)放出的總熱量是3.6X108J;(3)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)化成電能的效率為15%5、【考點(diǎn)】熱量的計(jì)算;功率的計(jì)算;熱機(jī)的效率.【分析】(1)知道燃油的質(zhì)量,根據(jù)Q=mqjt出燃油完全燃燒放出的熱量,即飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒10t燃油獲得的能量;(2)由表中數(shù)據(jù)可知,飛機(jī)以300m/s的速度巡航時(shí),所受阻力,而牽引力等于阻力,再根據(jù)P=Fv求出飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率;(3)根據(jù)W=FsJt出克服阻力做的有用功,利用效率公式求出飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率.【解答】解:(1)燃油完全燃燒放出的熱量:Q放=mq=1x1
28、04kgX5X107J/kg=5x1011J;(2)由表中數(shù)據(jù)可知,飛機(jī)以300m/s的速度巡航時(shí),所受阻力f=2.7X104N,牽引力F=f=2.7X104N,則飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為:P=Fv=2.7X104NX300m/s=8.1X106W=8100kW(3)由(1)可知Q放=5X1011J,根據(jù)表格查出500m/s時(shí)的阻力f'=7.5X104N,牽引力F'=f'=2.7X104N,則有用功為:W<=F's=7.5X104NX2.6X106m=1.95X1011J,所以飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率:取尊用1.95X1y=X100%=39%答:(1)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全
29、燃燒10t燃油獲得的能量是5X1011J;(2)當(dāng)飛機(jī)以300m/s的速度巡航時(shí),飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是8100kW(3)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是39%【點(diǎn)評(píng)】此題主要考查了完全燃燒放熱公式、功率公式、二力平衡條件、效率公式的應(yīng)用,綜合性較強(qiáng),有一定難度.6、【考點(diǎn)】太陽能熱水器中的熱量計(jì)算.【分析】(1)管外壁涂成黑色,是因?yàn)楹谏砻娓孜仗柕臒?(2)已知太陽每分鐘輻射到1m2面積上的熱量是7.56X104J,便可以計(jì)算出太陽能熱水器3h得到太陽的輻射熱量Q已知60%勺熱量被水吸收,從而可利用公式Q吸=QY求出水吸收的熱量,已知水的質(zhì)量和比熱容,可利Q-用公式t=cm計(jì)算出溫度變化,已知水的
30、初溫,可利用公式t=t+t0計(jì)算出末溫.Q股(3)已知水吸收的熱量和煤氣灶的效率,可利用公式Q放=計(jì)算出煤氣燃燒放出的熱量,已知煤氣的熱值,可利用公式mr=q計(jì)算質(zhì)量.【解答】解:(1)管外壁涂成黑色,是因?yàn)楹谏砻鎸?duì)太陽輻射的吸收本領(lǐng)強(qiáng),更易吸收太陽的熱.(1)由題知,太陽每分鐘輻射到1m2面積上的熱量是7.56X104J,所以太陽能熱水器3h得到太陽的輻射熱量為:Q=1.2m2X3X60minX7.56x104J/(m2min)=16329600J,而Q吸=QY=16329600JX60%=9797760J,由Q=cmt可得:Q吸9797760Jt=4.2Xio3j/(kg-r)X80kg
31、=29.2c,從而可知水的溫度:t=t+t0=29.2C+20C=49.2C.(2)由Q吸=刀熱Q放,Q.9797760J所以煤氣燃燒放出的熱量為:Q放=n=40%=24494400J,由Q放=mq,可得需燃燒煤氣的質(zhì)量:m氣=0.5832kg.答:(1)黑色表面對(duì)太陽輻射的吸收本領(lǐng)強(qiáng);(2)20c的水曬3h后水溫是49.2C;(3)燒熱這些水需燃燒0.5832kg煤氣.【點(diǎn)評(píng)】本題通過對(duì)太陽能輻射熱的吸收率的理解,及水吸熱的計(jì)算,知道利用太陽能的優(yōu)點(diǎn),解決燃料利用率的問題,計(jì)算中要細(xì)心.7、【考點(diǎn)】功率計(jì)算公式的應(yīng)用;熱機(jī)的效率.W.FsE【分析】(1)知道發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率和小汽車的速度,根
32、據(jù)P=t=t=Fv的變形公式F=V求出小汽車受到的牽引力,再根據(jù)二力平衡條件求出汽車所受的阻力;W(2)知道汽油的質(zhì)量和熱值,根據(jù)Q放=mq求出汽油完全燃燒放出的熱量,然后根據(jù)刀=0觸X100%勺變形公式W中Q放求出小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做的功,更最后根據(jù)W=Fs的變形公式s=F求出小汽車行駛的路程.【解答】解:(1)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率P=20kW=2<104W小汽車的速度v=72km/h=20m/s,由P=Fv得,小汽車受到的牽引力:F=與虹/勺=1000N,小汽車在水平路面上勻速行駛,根據(jù)二力平衡條件可知,汽車所受的阻力f=F=1000N.(2)汽油完全燃燒放出的熱量:Q放=mq=20kg
33、x4.6X107J/kg=9.2X108J,由刀=0故X100%導(dǎo),小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做的功:W=rQ放=30%<9.2X108J=2.76X108J,由W=FS導(dǎo),小汽車行駛的路程:W2J6X1s=1Q00M=2.76x105m答:(1)所受的阻力為1000N;(2)行駛的路程為2.76X105m.8、(1)0=fln4f=4JxlO3xlOOx5OJ=2.1x10V(2)二2.1x107=8.4xW7xvv=0,25選(3)二,一”.2.04.2xl07料;(i)c-口分)*A/=100r-20T=0lCQ*i=c&=42乂101/OshVIXl0kgX80lC3«
34、Xl(fj,(i分:q=O/n*(1分)BL.q-tl.5k!?x3.0X10Jk|;-l.SX1(Ij口分3答;I-吸收的熱量。工MX1。nI公0.5kg全然斑放出的熱是L5X10ho爐子慚水的效率是熱江910、解:(1)水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2X103J/(kg?C)X2kgX(75C-25C)=4.2X105J(2)完全燃燒0.03m3的煤氣放出的熱量Q放=qV=4.0X107J/m3X0.03m3=1.2X106J(3)煤氣灶燒水時(shí)的效率Q.4.2*10叮Y=QX100%=,2X106JX100%=35%答:(1)水吸收的熱量是4.2X105J;(2)完全燃燒0.03
35、m3的煤氣放出的熱量是1.2X106J;(3)煤氣灶燒水時(shí)的效率是35%11、解:(1)0.1kg煤氣完全燃燒放出的熱量:Q放=mq=0.1kgX4.2x107J/kg=4.2x106J;(2)水吸收的熱量:Q吸=cmAt=4.2x103J/(kg?C)x10kgx(70C20C)=2.1X106J;(3)燃?xì)庠顭男剩篞.2.1X1力刀=Q/*100%42><10叮x100%=50%答:(1)0.1kg煤氣完全燃燒放出的熱量為4.2X106J;(2)水吸收的熱量為2.1X106J;(3)燃?xì)庠顭男蕿?0%12、 (1)水吸收的熱量:Q吸=cm(t211)=4.2X103
36、J/(kgC)X5kgx(98C-18C)=1.68x106J;Q01.68106J(2)由于有10%水吸收:由刀=Q變形得Q放=_=10%=1.68X107J,QL68107J在這個(gè)過程中用掉木炭:Q放=mq得m=0=34To7Jikg=0.49kg.13、 (1)水的質(zhì)量m=pV=1X103kg/m3X2.5x103m3=2.5kg,水吸收的熱量:Q吸=c水m(t10)=4.2X103J/(kgC)X2.5kgX(100C-20C)=8.4X105J;(2)天然氣完全燃燒放出的熱量Q放=Vq=0.014m3X8X107J/m3=1.12X106J,Q散=Q放Q吸=1.12X106J-8.4
37、X105J=2.8X105J;(3)主要是周圍的物體會(huì)吸熱,所以,熱量散失的原因有:茶壺吸熱,熱量釋放到空氣中等.(4)14、已知:水的質(zhì)量m1=200kg,初溫t0=25C,末溫t=100C,c=4.2X103J/(kg?C),無煙煤的質(zhì)量m2=6kg,無煙煤的熱值是q=3.4x|07J/kg求:(1)鍋爐內(nèi)的水吸收的熱量Q吸=?;(2)無煙煤完全燃燒放出的熱量Q放=?;(3)鍋爐的效率刀=?解:(1)鍋爐內(nèi)的水吸收的熱量:Q吸=cm1(tt0)=4.2x103J/(kg?C)x200kgx(100C25C)=6.3X107J;(2)無煙煤完全燃燒放出的熱量:Q放=m2q=6kgx3.4xl
38、07J/kg=2.04x|08J;Q.6.3X1(3)鍋爐的效率引=X100%=X100%30.9%.答:(1)鍋爐內(nèi)的水吸收的熱量為6.3X107J;(2)無煙煤完全燃燒放出的熱量為2.04X108J;(3)此鍋爐的效率是30.9%.15、已知:煤氣的熱值為q=3.6107JZm3,煤氣的體積V=0.28m3,水的質(zhì)量m=30kg,水的比熱c=4.2x103J/(kg?C)求:煤氣完全燃燒放出的熱量Q放=?;水升高的溫度t=?解:煤氣完全燃燒放出的熱量:Q放=Vq=0.28m3X3.6X107J/m3=1.008X107J;水吸收的熱量:Q吸=刀Q放=50%<1.008X107J=5.
39、04X106J,1 .-Q=cmt,水升高的溫度:t=4,2黑1Ci,"(kg'C)=40c.答:煤氣完全燃燒放出的熱量是1.008X107J;水升高的溫度為40C.16、解:完全燃燒0.03m3的天然氣放出的熱量:Q放=Vq=0.03m3X4.5X107J/m3=1.35X106J.放出的熱量有50世有效利用,則Q有效=50%1.35X106J=6.75X105J,Q吸=cm(t-t0)=Q有效,有效6J5X1。打則m=9=4.2X1Q3J/(kgOX(100TC-25D2.14kg.答:能加熱水的質(zhì)量為2.14kg.17、Q吸=cmAt=4.2X103J/(kgC)X2k
40、gX50C=4.2X105JQ放=mq=0.02kgx4.2x107J/kg=8.4x105J?=Q吸/Q放=4.2X105J/8.4X105J=50%18、解:(1)m水=0V=1X103kg/m3x100x10-3m3=100kg1分Q吸=cmAt=4.2X103J/(kgC)X100kgX60C=2.52X107J1分(2)焦炭完全燃燒放出的熱量為Q放=Q吸/刀=2.52X107J/80%=3.15X107J1分m碳=Q放/q=3.15x107J/3x107J/kg=1.05kg2分19、解:(1)100g=0.1kg,水吸收的熱量:Q吸=cmAt=4.2X103J/(kg?C)X0.1
41、kgX60c=2.52X104J;(2)酒精完全燃燒產(chǎn)生的熱量:Q放=mq=0.0042kgx3X107J/kg=1.26x105J;(3)酒精燈燒水時(shí)的熱效率:Q啜2.52X1JYx100%=26X105Jx100%=20%答:(1)水吸收的熱量是2.52X104J;(2)4.2g酒精完全燃燒放出的熱量是1.26X105J;(3)酒精燈燒水時(shí)的熱效率是20%(3)(2分)30.9%20、(1)(2分)6.3X107J(2)(2分)2.04X108J21、解:(1)消耗汽油的質(zhì)量為L一二kg汽油完全燃燒放出的熱量Q=q辨=54xioTj汽油機(jī)的有用功-SI-(2)汽車運(yùn)動(dòng)的時(shí)間V=400s即產(chǎn)
42、二*二4.05x10汽車的輸出功率;22、 解:(1) Q吸=c水m(tt0)=4.2X103J/(kg?C)x50kgx(50C-10C)=8.4X106J.Q吸一4乂1(2) Y=L=E=、'.二J=30%(3) Q放=mqQ放2.8X10。.lm煤=Q=3.5父10JAg=0.8kg.答:(1)這段時(shí)間該熱水器中的水吸收的熱量為8.4x106J;(2)如果這段時(shí)間內(nèi)熱水器接收到太陽輻射的熱量是2.8X107J,則該熱水器的效率是30%(3)若用煤燃燒來提供2.8X107J的熱量,需完全燃燒0.8千克煤.23、 解:(1)水吸收的熱量:Q吸=cmAt=4.2x103J/(kg?C)x30kgx(100C20C)=1.008X107J;(2)由題知,Q吸=Q放,Q放=m'q,Q放l.OOgM1。/m'=q=3X10J/kg=0.336kg;(3)Q總=qxm總=3x107J/kgx2kg=6x107J,Q吸LOOgX107Jn=:=1'I=16.8%.答(1)小明家每天燒水做飯需要1.008X107J的熱量;(2)從理論上講小明家每
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