热机和比热容

《热机和比热容》由会员分享，可在线阅读，更多相关《热机和比热容（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1. 汽油机是热机中的一种，如图所示是汽油机的冲程，此过程是将能转化为能。飞轮 转速是1200r / min，该汽油机每秒钟做功次。汽油机效率是25%,在汽油机内完全燃烧 2kg汽油时这些热量通过汽油机的转化，能对外做J的有用功(汽油的热值为5x107j/kg)o2. 汽油机是热机中的一种，如图所示，是汽油机的冲程，一台汽油机运行时各种能量 损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%， 则它的机械效率为。柴油机是另一种热机，它和汽油机的主要区别是其汽缸顶部有喷油 嘴，而没有火花塞；在工作过程中汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸 入气缸里的是。3

2、. 2012廿月28日，中石油与俄罗斯天燃气公司签订合同，俄罗斯将通过东线和西线 向中国供气680亿立方米.天然气燃烧时，将转化为内能；如果完全燃烧1m3的天 然气所放出的热量全部被水吸收，可在一个标准大气压下将kg的水从10C加热到 沸腾；这些热量相当于完全燃 kg精煤放出的热量.【水的比热容：c水=4.2X103j/(kgC)；取热值：q 天然气=3.78X107J/kg、q 煤=3.15X107J/kg】4. 天然气已进入广大家庭，天然气的热值4X107j/m3，完全燃烧0.05m3的天然气可以放出J的热量.若这些热量的42%被水吸收，则可以使常温下5kg的水温度上 升 C. (c 水=

3、4.2X107J/ (kgC)5. 为了比较水和沙子吸热本领的大小，小敏做了如图22所示的实验：在两个相同的烧 杯中，分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数 据记录如下表：质童/ g升温1TC所需时间/s升温2TC所需时间/s升温北V所需时间/s沙子306489124水3096163220(2)分析上表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量（选填大于”或小于”）沙子吸收的热量；（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，（选填水”或沙子”）升高的温度更 高。6. 小洪同学家原来用液化石油气烧水，每天约用60r的热水100kg.她参加

4、“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（1）若这台热水器夏天平均每天可将100kg的水从20r加热到60r,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8.0X107j/kg）（3）请你说出使用太阳能热水器的优点.（至少说出一点）7. 见气体燃料热值如右图所示，小明家每天生活所需热量为3.6X106J，灶具综合效率 为30%，每天需消耗多少煤气？（结果保留一位小数）后来改烧天然气，每立方米天然 气的价格接近煤气的两倍，但小明发现每月的燃料费用并没有增

5、多。请你帮他简要分析其中 原因。燃料麹值q/j- m-计天然气:3. 3X10t4. 5X10无锡地区（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8X106J.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？ 若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气热值q=4.2X107J/kg）来获得，则需 要完全燃烧多少千克煤气？ 9. 电磁炉是一种新型灶具，图所示是电磁炉的原理图：炉子的内部有一个金属线圈， 当电流通过线圈时会产生磁场，这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的

6、铁质锅底内产生 感应电流（即涡流），涡流使锅体铁分子高速无规则热运动，分子互相碰撞、摩擦而产 生热能，从而迅速使锅体及食物的温度升高。所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而液化气:4.9X10tp煤气J1.8X10tp8. 有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如右表所示.将它安装在阳光充足的水平 台面上，并送满水.（5分）型号JL88水容量/L80自身质量/kg来源:Zxxk.Com40不是电磁炉本身发热传导给锅具，它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具。请问：(1) 电磁炉与普通的电炉相比，谁的热效率更高？为什么？(2) 某同学用功率为2000W的电磁炉，将1 kg初温为25C的水加热到

7、100C,需要的时 间为2分55秒，则消耗的电能是多少？电磁炉的热效率是多少？(水的比热容为4.2X 103J/ (kg C)10. 丹东市政府“为民办的15件实事”之一的“双万户”燃气改造工程正迅速推进.(1) 已知燃气的热值为4X10J/m3，燃气的密度为1.2kg/m3，求完全燃烧多少千克燃 气可放出8.4X105J的热量.(2) 如果这些热量全部被水吸收，则可以使质量为2.5kg、初温为15C的水温度升高到多少摄氏度？水的比热容C水=4.2X103j/ (kgC)(3) 将加热后的水(假设质量不变)倒入暖水瓶中放在水平桌面上，若暖水瓶与桌面 的接触面积为70cm2，此时暖水瓶对桌面的压

8、强为5X103Pa.求暖水瓶的质量(g=10N/kg).参考答案1.做功，内，机械，10 , 2.5x107【解析】试题分析：由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程. 四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能，排气和吸气冲程 没有能的转化.热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2 周，根据这个比例关系可以求出答案.如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，可以 判断是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能.飞轮转速是1200r/min=20r/s，表示每秒 飞轮转动20圈，要经过5个冲程，每个冲程做功

9、2次，共计10次.由公式Q=mq=5x107J/kgx2kg=1.0x108j ；W=Q=1.0X1町x25%=2.5x107j；考点：本题考查内燃机的四个冲程、热量的计算、热机的效率点评：根据进气门和排气门的闭合和打开情况、活塞的上下行情况来判断是哪个冲程，能的 转化，根据工作循环、冲程、做功、活塞、飞轮任何一者能判断另外几者.2. 做功；35%；空气【解析】如图所示，火花塞冒火花，说明是汽油机的做功2中程；各种能量损耗的总和是： 25%+30%+10%=65%，所以它的机械效率为：n =100%-65%=35%；柴油机是另一种热机，它和汽 油机的主要区别是其汽缸顶部有喷油嘴，而没有火花塞；

10、在工作过程中汽油机吸入汽缸的是 汽油和空气的混合物，柴油机吸入气缸里的是空气。3. 化学；100； 1.2【解析】解：水吸收的热量：Q=q天然气V=3 . 78X 107j/m3X1m3=3.78X 107j；因为 Q 吸=cmAtz所以水的质量为m=-M史3专：顼-=100kg；cAt 4. 2X1O3J/ （kglC） x （loot：-10） 1C由题知，Q吸=。放；.Q 疽山，.需要煤的质量：m煤=*=*：；：* =1.2kg.因天然气是燃料，燃料燃烧就是把化学能转化成内能的过程4. ：2X106； 40.【解析】（1）完全燃烧0.05m3天然气放出的热量：Q . =Vq=0.05m3

11、X4X1O7j/m3=2X1O6j；（2）由题知，水吸收的热量：Q 吸=。放 X42%=2X1O6JX42%=8.4X1O5J， .Q 吸=cmAt，8. 4X 1Q5J.罚=兰=4 1 应（k云）*0试题分析：相同的酒精灯，加热时间越长，水和沙子吸收的热量就越多；根据比热容的概念 和吸收热量的计算公式Q=CmAt，实验中采用了控制变量法，控制质量相等，升高的温度 相同，比热容大的吸收的热量就多；如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，利用吸收 热量的计算公式Q=CmAt，即可判断.(1)实验采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越 长，沙子和水吸收的热量就多，因此实验中用酒精灯加热时间表示水和沙

12、子吸热的多少.(2) 因为质量相同的水和沙子，升高相同温度，水的比热容大于沙子的比热容，根据吸收热量的 计算公式Q=CmAt知，水吸收的热量大于沙子吸收的热量；(3)如果加热相同的时间，质 量相同的水和沙子，根据吸收热量的计算公式Q=CmAt，又因为水的比热容大于沙子的比 热容，故沙子升高的温度更高.考点：本题考查比热容的概念、热传递改变物体内能点评：学会吸收热量的计算公式Q=CmAt，控制变量法是物理实验经常采用的方法.6解：Q 吸= c 水m 水(t-t0)=4.2X103j/(kgC)X100kgX(60C-20C)=1.68X 107jQ 吸=70%* * Q 吸=70%q 气m 气m

13、 气=。吸/ (70%q 气)=1.68X 107J/ (0.7X8.0X 107j/kg) =0.3kg 【解析】略7.18.解：煤气燃烧放热Q： 3t6XlQV30%=1.2X10 J:二忑分V=Q/ q=l,2X107/ 1. 8X10:0.7mJ2 分天然气的燧值约为煤气的2倍，因此当Q 定时，所需气体体积仅约为煤气的一半，所以费 用井没有增加分【解析】略8. ( 1 ) 3.36X107J 60C(2) 0.8 kg【解析】略9. (1)电磁炉的热效率更高(1分)。因为电磁炉是利用锅体本身发热来加热食物，没有炉 具向锅体传热的过程(1分)，热散失少(1分)，所以电磁炉的热效率更高。(

14、2)消耗的电能W = Pt = 2000W X 175s=3.5X105j(1 分)水吸收的热量 Q =cm 水(t-t0)= 4.2X103J/ (kg. C)X1kgX(100C-25C)=3.15X105J (1 分)电磁炉的热效率 n=Q 吸 W=3.15X105J/3.5X105J=90% (2 分)【解析】略10. (1)完全燃烧0.0252kg燃气可放出8.4X105J的热量；(2)可以使质量为2.5kg、初温为15C的水温度升高到95C； (3)暖水瓶的质量是1kg.【解析】解：(1)燃气体积：v Q 8.4X105J _V=0.021m3，Q 4X10 f J/mJ燃气质量：m= p V=1.2kg/m3X0.021m3=0.0252kg；(2)由 Q 吸=cm (t - t0)得： 水的末温度：L+扃=15 C.WXl 0 叮/（kgC） X2.5k95(3) 暖水瓶对桌面的压力：F=PS=5X103PaX70X10- 4m3=35N,暖水瓶与水的总重力：G=F=35N,暖水瓶与水的总质量：_G_ 35N _Q n、?w3.5kg,暖水瓶的质量：m 瓶=口 总-m=3.5kg - 2.5kg=1kg