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1、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4.2103J/（kg），天然气的热值为8.4107J/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200 kg的水从25加热到100，燃烧了6 kg的无烟煤。水的比热容是4.2 10 3 J(kg)，无烟煤的热值是3.4l 0
2、 7 Jkg。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0.71103kg/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2105Pa，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4.6107J/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
3、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8107J/m3。气压为1标准大气压；c水4.2103J(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
4、吸收的热量【c水=42103J(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=42107Jkg)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1.0103N，消耗燃油4103m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度0.8103kg/m3，热值q4107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功。（2）已知热机效率（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
5、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2.4107J/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4.6107J/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2.9107J/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
6、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=4.2103J/(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2.8106J，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
7、，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=4.2103 (Jkg)，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kg40 10、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
8、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：4.2103J/(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）1L103m3；C水4.2103J/(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
9、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4.2103J/(kg)(2)柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2107J的能量，发动机输出的功率是8.5104W，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=4.2103J/(kg)，天然气的热值q=7.0107J/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14、某家庭每
10、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q4.2107J/ kg，水的比热容c4.2103J/（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4.2103J/(kg),无烟煤的热值是3.4107J/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
11、了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72kmh的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20 kW。若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值g=4.6107Jkg，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、4.2108 52、J(kg)200kg（100-25）=6.3107J （2分） Jkg=1.44108J （2分） =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
12、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 = 12W = 6W （1分） I = I1I2 = 0.5A+1A = 1.5A 即为电流表的示数（2分） P总=UI=6V1.5A=9W （1分） 答：略5、(1) (3分) Q=cmt=42103200(45-20)=21107J(2)(3分 1.25kg6、（1）因为专用车匀速行驶，所以牵引力Ff1.0103N 牵引力做的功WFs1.0103N50
13、103m 5107J （2）消耗燃油的质量：mV0.8103kg/m34103m33.2kg 燃油完全燃烧所产生的热量：Qmq3.2kg4107J/kg1.28108J 热机效率39% 7、（1）1.26107 J，（2）约1.8kg 8、（1）2.898 X 107 J （2）掺混二甲醚9、 一天中接收的太阳能为 所以 10、解：（1）由m/V得：1分mV水1103kg/m30.12m3120 kg1分水吸收的热量：Q水吸cm(t2t1) 1分4.2103J/( kg)120 kg(7020)2 .52104 J1分（2）这台太阳能热水器获得的辐射功率：P太S1.4kW/m21分由： PW/t 可得：1分太阳照射5h获得的太阳能：W热P太tS1.4kW/m25h
