热-机-效-率-计-算-题

..热机效率计算题1、为了利用太阳能资源，节约经营成本，崇左市某大型宾馆在楼顶安装了10台相同的太阳能热水器，每台热水器的水箱容积为200L。在夏季光照条件下，一满箱15℃的水经白天太阳能加热，温度可达到65℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107J/kg。求：（1）10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量？（3分）（2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？（2分）2、某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J／(kg·℃)，无烟煤的热值是3.4×l07J／kg。求：(1)锅炉内的水吸收的热量是多少?(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?(3)此锅炉的效率是多少3、某型号小轿车油箱的容积是60升，所用的燃料是密度为0.71×103kg/m3的汽油。（1）该车油箱最多能装多少kg的汽油？（2）如果该车的总质量是1500kg，4个车轮的轮胎对地面的压强都是2×105Pa，求车的总重量是多少？车与地面接触的总面积是多少(g取10N/kg)？（3）该车以20m/s的速度匀速行驶100km时消耗的燃料是5kg，如果汽油的热值是4.6×107J/kg，汽车发动机的输出功率是12kW，求有用功和发动机的热机效率分别是多少（保留两位有效数字）？4、随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气。小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000cm3、20℃的水，大火加热直至沸腾。又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3。［气压为1标准大气压；c水＝4.2×103J／(kg·℃)］（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？（2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少m3的天然气？5、小明家的太阳能热水器，水箱容积是200L。小明进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃。请你求解下列问题：(1)水吸收的热量【c水=4．2×103J／(kg·℃)】(2)如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40％，求至少需要燃烧多少千克煤气(煤气的热值为q=4．2×107J／kg)..6、东风悦达汽车是我市最大的汽车生产企业。该厂某型号车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶50km，受到的阻力是1.0×103N，消耗燃油4×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功。（2）已知热机效率η＝（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？7、每到夏收季节，盐城农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图，这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤（热值为2.4×107J/kg），使50kg、20℃的水温度升高到80℃。求：（1）水需要吸收的热量。（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤。8、液化石油气的热值高达4.6×107J/kg，一些不法商贩为谋取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9×107J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户．质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测：将质量为100kg、初始温度为31℃的水装入容器内，用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100℃恰好沸腾，瓶内燃气消耗了0.84kg．通过高效炉灶，水能吸收燃气完全燃烧释放热量的75%．已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃），问：(1）瓶内燃气的热值是。(2）该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？9、有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如下表所示，将它安装在阳光充足的水平台面，并注满水。(1)若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m2，求它对台面的压力和压强(取g=10N/kg)．(2)某城市(晴天)平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×106J，若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能(E)约为多少?若这些太阳能有60％被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少?（C水=4.2×103(J／kg・℃)，在标准大气压下，该城市水的原来温度不超过32℃）型号JL一88水容量／L80自身质量／kg4010、2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让生活更美好”的主题。..如图21所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W。如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么：（1）一箱水需要吸收的热量是多少？（2）热水器上集热器的面积至少要多大？［水的比热容是：4.2×103J/(kg·℃)］11、小明家新买了一个家用电热水壶，其有关的技术参数如图所示．他根据自己所学的相关物理知识想对新水壶进行一下验证，于是在家里做起了实验．他先把水倒入水壶标定容量处，用温度计测出水的初温是20℃，然后接通电源，同时开始记录时间，他发现电热水壶正常工作5min水便烧开了（设当时的气压为一标准大气压）．[1L＝10－3m3；C水＝4.2×103J/(kg·℃)]求：(1)烧开这壶水吸收的热量▲J；(2)电热水壶消耗的电能▲J；(3)比较(1)、(2)两问所得的数据，请你做出合理解释（写出一种即可）▲．12、设计汽车发动机时，既要考虑能量的利用效率，也要考虑发动机的冷却问题．(1)为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度.5kg水在冷却系统中升高50℃，所吸收的热量是多少？[C水＝4.2×103J/(kg·℃)](2)柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2×107J的能量，发动机输出的功率是8.5×104W，则此汽车发动机的效率是多少？13、用天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高50℃．已知，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值q=7.0×107J/m3求：(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放．(2)水吸收的热量Q吸．(3)燃气灶的效率η．..14、某家庭每天需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8kg煤气．已知煤气的热值q＝4.2×107J/kg，水的比热容c＝4.2×103J/（kg·℃）．求：（1）50kg、20℃的水加热到60℃，需吸收的热量；（2）完全燃烧0.8kg煤气放出的热量；（3）煤气灶烧水的热效率．15、某锅炉将水从25℃加热到100℃消耗了6kg无烟煤，已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),无烟煤的热值是3.4×107J/kg,求：（1）锅炉内200kg水吸收的热量是多少？（2）完全燃烧6kg无烟煤放出的热量是多少？（3）烧水过程中，锅炉的效率是多少？16、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km／h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW。若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值g=4.6×107J／kg，小汽车发动机的效率为25％。求小汽车在这段路程中：(1)运动的时间；(2)发动机所做的功；(3)消耗汽油的质量。..参考答案一、计算题1、4.2×10852、J／(kg·℃)×200kg×（100℃-25℃）=6.3×107J（2分）‚J／kg=1.44×108J（2分）ƒ=×100%=44%（2分）3、（1）（2）（3）..发动机的效率4、解：（1）当开关S1闭合、S2、S3断开，且滑片滑到a时,电路中只有灯L连入电路，L正常发光，U=U额=6V即电源电压为6V…………（2分）（2）L正常发光时I实=I额=0.5A……………（1分）根据欧姆定律I=得：…（1分）(3)当开关S1、S2、S3都闭合且滑片滑到中点时,电阻R1、R2并联。依题意：R2′=R2=×12…………………………（1分）I=I1＋I2=0.5A+1A=1.5A即为电流表的示数…………（2分）P总=UI=6V×1.5A=9W…………………………（1分）答：略5、(1)(3分)Q=cm△t=4．2×103×200×(45-20)=2．1×107J(2)(3分1.25kg6、（1）因为专用车匀速行驶，所以牵引力F＝f＝1.0×103N牵引力做的功W＝Fs＝1.0×103N×50×103m＝5×107J..（2）消耗燃油的质量：m＝ρV＝0.8×103kg/m3×4×10－3m3＝3.2kg燃油完全燃烧所产生的热量：Q＝mq＝3.2kg×4×107J/kg＝1.28×108J热机效率η＝＝39%7、（1）1.26×107J，（2）约1.8kg8、（1）2.898X107J（2）掺混二甲醚9、‚一天中接收的太阳能为ƒ所以10、解：（1）由ρ＝m/V得：…………………………………………………………………………1分..m＝ρV水＝1×103kg/m3×0.12m3＝120kg………………………………………1分水吸收的热量：Q水吸＝cm(t2－t1)…………………………………………………………………1分＝4.2×103J/(kg·℃)×120kg×(70℃－20℃)＝2.52×104J………………………………………………………………1分（2）这台太阳能热水器获得的辐射功率：P太＝S×1.4kW/m2………………………1分由：P＝W/t可得：…………………………………………………………………1分太阳照射5h获得的太阳能：W热＝P太t＝S×1.4kW/m2×5h…………………1分由：η＝W有/W热可得：…………………………………………………………1分Q水吸＝W有＝S×1.4kW/m2×5h×40%………………………………………1分热水器集热器面积：S＝Q水吸/（1.4kW/m2×5h×40%）＝2.5m2………………………………………………………………………1分另解：（1）由：ρ＝m/V得：………………………………………………………………………1分m＝ρV水＝1×103kg/m3×0.12m3＝120kg……………………………………1分水吸收的热量：Q水吸＝cm(t2－t1)………………………………………………………………1分＝4.2×103J/(kg·℃)×120kg×(70℃－20℃)＝2.52×104J＝7.0kW·h……………………………………………………1分（2）太阳辐射的总能量，由：η＝W有/W总可得：………………………………………1分W总＝W有/η＝Q水吸/η＝17.5kW·h………………………………………………1分太阳辐射的总功率：P总＝W总/t…………………………………………………………………………1分＝3.5kW………………………………………………………………………1分热水器集热器面积：..S＝P总/P0＝3.5kW/1.4kW………………………………………………………1分＝2.5m2…………………………………………………………………1分11、12、13、(1)3.5×107J；(2)2.1×107J；(3)60%．14、（1）8.4×106（2）3.36×107（3）25%15、6.3×107J2.04×108J30.9%16、（1）、（）；（2）；（3）、单纯的课本内容，并不能满足学生的需要，通过补充，达到内容的完善教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一