能量专题二 热量和效率.doc

能量专题二 热量和效率一、 学习目标1. 会用Qcmt 计算吸、放热，会利用 Qmq计算燃料完全燃烧放出热量。2. 会利用热传递的效率、热机的效率进行相关计算。二、四基训练1下列关于温度、内能和热量的说法，正确的是（）A0的冰没有内能 B冬天搓手取暖是利用做功来改变内能C物体温度越高，所含热量越多 D物体的机械能越多，其内能就越多2有一杯0.25 kg的水，温度从90降低到40，放出了多少热量?3太阳能集热箱中盛有200L的水，在阳光照射下，15的水温度升高了30，在这个过程中，水的内能增加了多少？4已知酒精的热值为3.0107J（kg），完全燃烧140 g酒精可放出多少热量？若这些热量全部被水吸收，可使质量为10kg温度为25的水温度升高多少？5要把质量为10kg的水从20加热到90，需要吸收多少热量？若这些热量由燃烧沼气提供，则需要完全燃烧多少0.3m3的沼气，求使用沼气烧水时的效率。C水=4.2103J/（kg），q沼气=2107J/m3三、重点剖析例1小明家原来使用干木材作燃料，现开始使用天然气了，学习了有关热学的知识后，他仔细记录了他家每天烧水煮饭等需要的热量，并进行了折算，相当于每天将30kg20的水烧开（在标准大气压下）。（已知q木=1.2107J/kg）（1）小明家每天烧水做饭需要多少热量？（2）如果仍用干木材烧水，假设能完全燃烧，需要多少kg的干木材？（3）实际使用的燃料要比计算值多，为什么？（4）若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少体积的天然气？（天然气的热值q=4107J/m3 水的比热容为4.2103J/（kg）例2某辆小汽车油箱内装满35kg汽油，司机小王驾车到某城市执行任务，路程为300km。在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920N。（汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能；汽油的热值为4.6107Jkg）求：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功。（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。（你能用两种方法求解吗？）例3小明家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器。平常使用太阳能，在阳光不足时，用电热丝辅助加热。热水器名牌如下。型号HM-20 集热管数28支 额定频率50Hz 水箱容积200L 集热管管长180cm 额定电压220V 防水等级A 系统承压3.0MPa额定功率4400W (1）太阳能热水器贮满水，水温从20加热到50时吸收了多少热量？ (2）若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从20 升高到50 时，不考虑热量的损失，需要多少立方米天然气？（天然气的热值为4.0107Jm3）(3）由于寒冷阴雨，太阳能热水器只将水加热到35，现要通过电热丝将水加热到50使用，需电加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为内能）例4.为节约能源，某型号汽车在关闭发动机后，通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中表中所示是该型号汽车的部分技术参数，其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率耗油量是指汽车正常行驶100km消耗燃油的体积测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，分别测出开启和关闭发电机两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，作出Eks图象，如图所示（1）汽车正常行驶100km，消耗燃油的质量为 kg，完全燃烧这些燃油产生的热量为 J（燃油的密度=0.7103kg/m3，热值q=4.6107J/kg）（2）由图象可知，表示开启发电机进行测试的图线是 （选填“”或 “”），判断的依据是 （3）若汽车正常行驶时的动能Ek0=3.75105J，某时刻关闭发动机，同时发电机开始工作，最终有 J的动能转化为内能四、自主复习（一）选择题1关于温度、内能、热量之间的关系，下列说法中正确的是（ ） A.物体的温度升高，一定吸收了热量 B.物体吸收了热量，温度一定升高C.物体的内能增加，一定吸收了热量 D.物体的温度升高，内能一定增加2.四口之家分别单独使用不同种类的燃料时平均月消耗量分别为：木柴约200kg，烟煤 约80kg，液化石油气约30kg，煤气约60kg。这四种燃料中热值最高的是（ ）A.液化石油气 B.煤气 C.烟煤 D.木柴 3.下列关于内能、温度和热量的说法中，正确的是（ ） A.高温物体具有的内能一定比低温物体的多 B.物体的温度越高，含有的热量越多 C.在内能转移的过程中，一定有热传递发生 D.物体内能增加一定是对物体做了功4.为节约能源，需提高热机效率，下列措施中不能提高效率的是（ ）A.尽量使燃料充分燃烧 B.尽量增加热机的工作时间C.尽量减少废气带走的热量 D.尽量减少热机部件间的摩擦5两个物体, 它们吸收相同热量后, 升高温度相同，则 （ ）A.两个物体质量一定相同 B.两个物体比热一定相同C.两个物体中质量大的比热小 D.两个物体中质量大的比热大6在一标准大气压下，完全燃烧10kg热值为1.26107J/kg的干木材，如果没有热损失，能将500kg初温为50的水升高( )A.100 B.60 C.50 D.1107已知空气=1.29kg/m3，c空气=103J/（kg.一间普通教室内空气温度升高1，需要吸收的热量大约为（ ） A.2100焦 B.2.1104J C.2.1105J D.2.1106J （二）填空题8.质量为2 kg的水在太阳的照射下，温度升高5，水吸收的热量为 J；这是通过 的方法改变了水的内能。若使相同质量的煤油和水升高相同的温度，则煤油吸收的热量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）水吸收的热量。c煤油2.1103J/（kg）9某家庭需要将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q4.210J/kg，水的比热容c4.210J/（kg）。则50 Kg、20的水加热到60需吸收的热量 J；完全燃烧0.8 Kg煤气放出的热量 J；煤气灶烧水的效率为 。10.一台内燃机运行时各种能量损失大致为：气缸散热损失占25，废气带走的能量占30，摩擦等机械损失占10，则它的机械效率为 。11.太阳能热水器、电热水器、燃气热水器是常见的三种热水器现需将10kg、20的水加热到40，不考虑能力转换过程中能量的损失，若用太阳能热水器加热，则水吸收了 J太阳能；若用额定功率为1000W的电热水器正常加热，则需要 分钟；若用燃气热水器加热，则需要完全燃烧 m3的燃气（水的比热容为4.2103J/（kg）燃气的热值为4.2107J/m3）12.如图是一种电热暖手宝及其主要参数，暖手宝内有水及加热元件等，选用水作为吸热或放热物质是因为水的 较大（选填“密度”、“比热容”或“质量”）。使用前要先给暖手宝通电加热，假设所消耗的电能有70%转化为水的内能，则在额定电压下，水由15加热至自动断电，此过程中消耗的电能是 J，所需要的加热时间为 s。（三）解答题13氢能被视为未来的理想清洁能源。如果汽车发动机使用氢能源来工作，效率可以达到60%。若一辆氢能源小轿车在从泰州行驶到上海大约260km的路程上获得的平均牵引力为840N，(q氢=1.4l08J/kg)，.试求（1）它从泰州行驶到上海，牵引力做的功是多少？（2）汽车需要的总能量是多少？（3）需要消耗的氢的质量是多少?14.我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表： 速度v/(m/s)100200300400500阻力f/N0.31041.21042.71044.81047.5104已知：飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为 5107J/kg求：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的机械能是多少焦耳？（2）当飞机以400 m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？（3）在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少km?15飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，高空中某飞机获得1.6105N的水平推力，以600km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要完全燃烧热值为4107J/kg的航空煤油4000kg求1h内：（1）飞机的航程；（2）发动机所做的功；（3）航空煤油完全燃烧放出的热量；（4）发动机的热机效率参考答案：基础知识：（1）B （2 5.25104J （3）2.52107J （4） 4.2106 J 75； （5）2.94106 J； 49%自主练习：1.D 2.A 3.C 4.B 5.C 6.C 7.C （8） 4.