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1、热效率、热机效率综合题专题一、求各种燃料烧水的问题1、题型一：已知m*, m , t,t,c ,q (单位：J/kg)。水 燃料 0 1 水 燃料(1) 水吸收的热量： Q = c m (tt)吸 水 水 1 0燃料放出的热量：Q放=m燃料q燃料(3)热效率：n=兔Q放针对训练1：(2013 云南)某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图14所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了 2kg的煤，水的比热容为4.2X103j/(kg C),煤的热值约为3X107j/kg。求:(1) 煤完全燃烧产生的热量；(2) 经过6min时间加热，水所吸收的热量
2、;(3) 煤炉烧水时的热效率。针对训练2：用炉子烧水时，将10kg的水从20C加热到100C，燃烧了0.5kg的焦炭.水 的比热容是4.2X103 J/(kg C)，焦炭的热值是3.0X107 J/kg.试求:(1) 10kg的水吸收的热量；(2) 0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量；(3) 炉子烧水的效率。2、题型二：已知V水，m燃料，甘严水,q燃料(单位：J/kg)。(1) 水的质量：m =P V(体积单位换算：V=1L=10-3m3)水 水 水(2) 水吸收的热量： Q =c m (tt)吸 水 水 10(3) 燃料放出的热量：Q 放 = m 燃料q放燃料(4) 热效率：耳=%Q针对训练：
3、爱华中学为学生供应开水，用锅炉将200L的水从25C加热到100C，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2X103J/ (kg C),无烟煤的热值是3.4X107j/kg。求:锅炉烧水的效率。3、题型三：已知m水，V燃料，甘八水,q燃料(单位：J/m3)。水吸收的热量：。吸=7水0)(2) 燃料放出的热量：0放=燃料q燃料(3) 热效率：耳=Q吸针对训练1：某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20 C的自来水加热到50 C, 消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2X103j/(kg C), 天然气的热值为3.2X107j/m3。求：(1) 天然气完全燃
4、烧放出的热量。(2) 水吸收的热量。(3) 该热水器工作时的效率(精确到1%)。针对训练2:(2017 云南279分)可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压 低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台 2017年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，用燃气锅炉烧水时， 把质量为500kg,初温为20C的水加热到100C，共燃烧了 12m3天然气，已知水的比热容c4.2X103/ (kgC),天然气的热值q=4.2X107j/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的 水160倍，求:(1) 水吸收的热量；(2) 燃气锅炉烧水时的效率；(3) 若
5、换用可燃冰，应使用多少m3可燃冰。4、题型四：已知m水，燃料表前后两次示数V2，t0, tCk，q燃料(单位：J/m3)。水1201 水 燃料(1) 水吸收的热量：Q =c m (t t )吸 水 水 10(2) 消耗燃料的体积：V|=V-V燃21该气体燃料放出的热量：Q 燃a=V 燃q 燃料燃料 燃 燃料(4)热机效率：耳=Q吸Q放针对训练：(2018 云南)小明家新买来一台容积为80L的天然气热水器。小明学习了 热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40L,“出水温度”设置为40C后，开始加热。当水温达到40C时，自动停止加热。己知当时自来水的温度是 20C，加热前
6、天然气表的示数为129.96m3，停止加热后变为130.06m3。天然气的热值 q=4.2X 107j/m3，水的比热容 C =4.2X 103j/(kg *C)，P =1.0X103kg/m3, 1L=10-3m3。天然气水水求：(1)水箱中水的质量；(2) 水箱中水吸收的热量；(3) 该热水器的热效率。5、题型五：已知m水，t,t严水，n, q燃料(单位：J/kg或J/m3)。(1) 水吸收的热量：Q =c m (t t )吸 水 水 10(2) 燃料放出的热量：Q =(3) 求燃料的质量(或燃料的体积)：m燃料=q放或v燃料=q放针对训练1：王大刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水.铁锅内
7、装有5 kg水，把水从18C 加热至98 C，已知水的比热容为4.2X103 J/(kg C).如果木炭的热值为3.4X107 J/kg, 它燃烧放出的热有10%被水吸收求：(1) 在这个过程中水吸收的热量；(2) 木炭完全燃烧放出的热量；(3) 在这个过程中用掉多少kg的木炭。针对训练2：小明家新安装了一台容积为0.5亦的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的 照射，水温由原来的20C升高到了 40C。求：(1) 在这4h内水吸收的热量；(2) 若这些热量由效率为20的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭?(焦炭 的热值 3.0X107j/kg)针对训练3：(2013 营口)随着生活条
8、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、20C的水，大火加热直至沸腾。又在物理书中查到天然气热值为8X107j/m3o气压为1标准大气压；c 水 = 4.2X103j/(kg C)水求：(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？6、题型六：已知m水，m燃料(或V燃料)，c水,q燃料(单位：J/kg或血)。燃料放出的热量：Q放=皿燃料口燃料(或Qa= V燃料q燃料)(2) 水吸收的热量：Q B = nQ诂吸放(3) 水
9、的升高温度：At = Q吸-mc水水针对训练1： (2013 兰州)已知煤气的热值为3.6X107j/m3, 0.28m3的煤气完全燃烧放出 的热量是多少？若这些热量的50%被温度为20C、质量为30kg的水吸收，则水温升高多少？ c =4.2X103J/(kg C)水针对训练2：已知天然气的热值为3.8X107j/m3水的比热容为4.2X103J/ (kg C)。求:(1) 完全燃烧1.4X10-2m3天然气放出多少热量？(2) 若某天然气灶的效率为60%,则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25C的水加热 到多少C?(当地的大气压强为1标准大气压)7、题型七(太阳能热水器)：已知m水,
10、 c水，t,t,单位光照热量E,有效光照面积S,水 水 011光照时间to(1) 水吸收的热量：Q =c m (t t )吸 水 水 10(2) 接收太阳能的总热量：E太阳=ESt太阳1(3) 求太阳能热水器的效率：n = E吸太阳针对训练1： (2013 苏州)太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之能热水器每小时 平均接收4.2X106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初 温为20C的水温度升高到40C。求：(1) 热水器中的水吸收的热量Q :水的比热容c=4.2X103j/(kg C)吸(2) 热水器5小时内接收到的太阳能E；(3) 热水器的效率n；(4)
11、 若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？(煤气的热值q=4.2X107j/kg, 假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收)。针对训练2： (2019年23题8分)太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太 阳能热水器已走进了千家万户。如图16所示，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积 为2m2， 1m2面积上lh接收到的太阳能平均为2.52X 106.若阳光照射该热水器5h，可以使 质量为 80kg 的水温度升高 30C. C =4.2X103J/ (kg C), q =1.2X107kg求：水干木柴(1) 水吸收的热量。(2) 若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供，需要完全
12、燃烧多少千克干木柴(假设干木 柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收)。(3) 该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点。二、汽车发动机效率(热机效率)问题1、题型一：已知F,s, %, q燃油(单位：J/kg)。(1)汽车牵引力做功：W=Fs(3)热机效率：耳=弘针对训练：(2017,2放县)一辆汽车在平直公路上匀速行驶5.6km,受到的阻力是3X103N, 消耗燃油1.2kg (假设燃油完全燃烧)，燃油的热值是4X 107j/kg。求：(1) 汽车牵引力做的功；(2) 燃油完全燃烧放出的热量；(3) 该汽车的热机效率。2、题型二：已知F,v, t,m燃油，q燃油(单位：J/kg)。(1) 汽车
13、行驶的路程：s=vt汽车牵引力做功：W=Fs(2) 燃油放出的热量：燃油q燃油放 燃油 燃油(3) 热机效率：廿WQ针对训练：我国自主研制的“红旗HQ3”无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试,汽车以 18m/s的速度匀速行驶了 5min,消耗燃油0.3kg,汽车发动机的牵引力是1000N.已知燃油的热 值为 4.5X107j/kg。试求：(1) 消耗的燃油完全燃烧产生的热量是多少?(2) 汽车牵引力所做的功是多少?(3) 发动机的效率是多少?3、题型三：已知f,s, V燃油，p燃油，q燃油(单位：J/kg)。(1) 汽车牵引力：F=f (匀速直线运动，二力平衡)汽车牵引力做功：W=Fs(2)燃
14、油的质量：m燃油=V燃油P燃油燃油 燃油 燃油燃油放出的热量：Q w=m燃油q燃油放 燃油 燃油热机效率：；针对训练1： 一辆汽车在平直公路上匀速行驶5.6km,受到的阻力是3X103N,消耗燃油1.5L(假设燃油完全燃烧)。若燃油的密度是0.8X103kg/m3，热值是4X107j/kg。求:1) 汽车牵引力做的功；2) 燃油完全燃烧放出的热量；3) 该汽车的热机效率针对训练2：已知某型号的载重汽车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km,所用时间是 8min,消耗燃油3L (假设燃油完全燃烧)，汽车发动机在这段时间内的功率是63kW,若燃油 的密度是 0.8x103kg/m3,热值是
15、3.15x107j/kg,求：(1) 汽车的行驶速度是多少m/s?(2) 汽车行驶过程的牵引力是多大？(3) 汽车发动机的效率是多少？4、题型四：已知P,t m燃油q燃油。1)汽车牵引力做功： W=Pt。(2) 求燃油放出的热量：。放=皿燃油q燃油。(3) 热机效率：耳=W针对训练1：人们生活放水平的日益提高使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，消耗汽油的质量为9kg，汽油的热值q=4.6X107j/kg。求：(1) 小汽车在这段路程运动的时间；(2) 小汽车发动机所做的功；(3) 小汽车发动机的效率。针对训练2:(2014年24题8分)如图是根据某小汽车在一段平直的路面上行驶的时 间和通过的路程绘制的示意图(1) 判断图
