爐子和熱機(jī)的效率難度計(jì)算專題

爐子和熱機(jī)的效率難度計(jì)算專題1、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.其中太陽輻射功率是指1h內(nèi)投射到1m2面積上的太陽能.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/(kg-C)太陽輻射功率J/(m2-h)101002.5504.2x1031.68x106求：(1)水在10h內(nèi)吸收的熱量；如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒多少m3的天然氣(天然氣的熱值為8.4Xl07j/m3,天然氣完全燃燒放出的熱量全部被水吸收)；該太陽能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率.2、某家庭用的燃?xì)鉄崴?，?0kg的水從10°C加熱到60°C，完全燃燒了0.21m3的煤氣。已知水的比熱容為4.2X103J/(kg?C)，煤氣的熱值為4X107j/m3。試求：煤氣完全燃燒放出的熱量是多少？水吸收的熱量是多少？該熱水器燒水的效率是多少？3、如圖是某太陽能熱水器，向其中注入50kg水，陽光照射一段時(shí)間后，水溫從10C展料升高到50C.水的比熱容是4.2X103J/(kg?C).試求：這段時(shí)間該熱水器中的水吸收的熱量是多少？?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？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).4、小華家使用的是天然氣熱水器，該熱水器的銘牌標(biāo)明了它的熱效率，表示該熱水器工作時(shí)，天然氣完全燃燒所消耗的化學(xué)能，有多大比例轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能。小華嘗試估測該熱水器的熱效率，以核對銘牌上的數(shù)值是否準(zhǔn)確。他把家里自動(dòng)洗衣機(jī)的“水量”設(shè)置為40L，用熱水器輸出的熱水注入洗衣機(jī)，當(dāng)注入水的體積達(dá)到40L時(shí)洗衣機(jī)便會(huì)自動(dòng)停止注水。已知當(dāng)時(shí)自來水的溫度為15C，熱水器輸出熱水為40C注水前天然氣表的示數(shù)是2365.89m3，天然氣的熱值為3.5X107J/m3，請回答：洗衣機(jī)注入水的質(zhì)量是多少？注入的水升溫到40C時(shí)吸收的熱量是多少？若銘牌標(biāo)注熱水器的效率為80%，則注入水結(jié)束后，天然氣表的示數(shù)是多少？(標(biāo)注的銘牌是準(zhǔn)確的)5、有一功率為40KW，熱機(jī)效率為20%的汽車正在一平直的公路上行駛，此時(shí)油箱中僅剩下5kg的汽油，如果不考慮熱機(jī)其他的能量損失，汽車以20m/s的速度向前勻速沿直線行駛，問還可前進(jìn)多遠(yuǎn)？(汽油的熱值為4.6X107J/kg)6、“五一”假期，小明一家驅(qū)車外出旅游。當(dāng)汽車以108km/h的速度在高速公路上勻速直線行駛時(shí)，汽車受到的阻力是整車重的0.08倍，效率為40%。已知汽車整車質(zhì)量為1375kg，油箱容積為50L。(汽油熱值q=3.3X107J/L，g=10N/kg)這時(shí)汽車牽引力做功的功率是多少？該車加一滿箱汽油，按照以上速度最多可以勻速直線行駛多遠(yuǎn)的路程？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。若小汽車行駛的距離為100km，汽油的熱值g=4.6X107j/kg，小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為25%。求小汽車在這段路程中：運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功；(3)消耗汽油的質(zhì)量。8、一輛小轎車以某一速度在平直路面上勻速行駛100km，消耗汽油10L.若這些汽油完全燃燒放出的熱量有30%用來驅(qū)動(dòng)汽車做有用功，已知：所用汽油的熱值為4.6X107j/kg，密度為0.7X103kg/m3，求：這些汽油完全燃燒放出的熱量；這輛轎車以該速度勻速行駛時(shí)受到的阻力.9、一輛60kW的載重汽車，保持功率不變在平直的馬路上行駛，受到的阻力是4.5X103N，發(fā)動(dòng)機(jī)每小時(shí)耗油20L，求：(1)汽車的行駛速度；發(fā)動(dòng)機(jī)的效率；如果油箱內(nèi)還有汽油50L，那么還能行駛多遠(yuǎn)？(P汽油=0.8X103kg/m3，q汽油=4.6X107j/kg)10、某型號小轎車油箱的容積是60升，所用的燃料是密度為0.71X103kg/m3的汽油(g取10N/kg).該車油箱最多能裝多少kg的汽油？如果該車的總質(zhì)量是1500kg，4個(gè)車輪與地面接觸的總面積是750cm2,求車的總重量是多少？輪胎對地面的壓強(qiáng)多少？該車以20m/s的速度勻速行駛100km時(shí)消耗的燃料是5kg，如果汽油的熱值是4.6X107J/kg，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是12kW，求發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率是多少？11、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/N0.3x1041.2x1042.7x1044.8x1047.5x104飛機(jī)使用的航空燃油的熱值為5X107J/kg.求：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？當(dāng)飛機(jī)以300m/s的速度巡航時(shí)，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是多少千瓦？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？12、某快艇使用的汽油熱值為4.6X107J/kg，密度為0.7X103kg/m3，油箱容積50L，在水面勻速航行時(shí)所受的阻力為1400N。如果把油箱裝滿，則汽油的質(zhì)量是多少？若快艇勻速行駛46km，則牽引力所做的功是多少？若發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為25%，則勻速行駛46km消耗汽油多少千克？妒子和熱機(jī)的效率難度計(jì)算專題-參考答案1、(1)2.1X107J；(2)0.25m3；(3)50%2、(1)8.6X104J(2)4.2X106J(3)50%3、(1)8.4X106J(2)30%；(3)0.8kg4、(1)40kg(2)4.2X106J(3)2366.04m35、P=40kW=40000W,Q=mq=4.6X107J/kgX5kg=2.3X108J,W=Qn=2.3X108JX20%=4.6X107J,t=W/P=1150s,s=vt=20m/sX1150s=23000m=23km.6、(1)33000W(2)600km7、(1)、1.4h；(2)、1X108J；(3)、8.7kg8、(1)m=PV=0.7X103kg/m3X10X10-3m3=7kg,Q『mq=7kgX4.6X107J/kg=3.22X108J；(2)Ww=Q放X30%=3.22X108JX30%=9.66X107J?，W有M,F=W有/sFN,又?..轎車勻速行駛，...轎車受到的阻力：f=F=966N.9、(1)由題知，汽車功率不變，阻力f=4.5X103N,則牽引力F=f=4.5X103N,?.?p=Fv,.??汽車的速度：v=P/F=13.3m/s；每小時(shí)汽車做功：W=Pt=60000WX3600s=2.16X108J,每小時(shí)燃燒汽油的質(zhì)量：m=P汽油V=0.8X103kg/m3X20X10-3m3=16kg每小時(shí)燃燒汽油產(chǎn)生的熱量：Q『mq=16kgX4.6X107J/kg=7.36X108J,發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：n^29.3%；耗油20L汽車行駛的距離：s=vt=13.3m/sX3600s=47880m,耗油50L汽車行駛的距離：s'=47880mX5/2=119700m=119.7km.10、(1)該車油箱最多能裝汽油：m=PV=0.71X103kg/m3X60X10-3m3=42.6kg；車的總重量：G=mg=1500kgX10N/kg=15000N；車對地面的壓力：F=G=15000N,輪胎對地面的壓強(qiáng)：p=2X105Pa；行駛時(shí)間：t=5000s；汽車的有用功：W有用=Pt=12X103WX5000s=6X107J；釋放的能量：Q=qm]=4.6X107J/kgX5kg=2.3X108J；發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：n=26%.11、(1)燃油完全燃燒放出的熱量：QB=mq=1X104kgX5X107J/kg=5X1011J；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；由(1)可知Q