加热的效率计算--吕

加热效率的问题 吕 1 天然气灶烧水 燃烧 0 5m3的天然气 使 100kg 的水从 20 升高到 70 已知水的比热容为 C 4 2 103J kg 天然气的热值为 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 2 小星家的太阳能热水器 水箱容积是 200L 小星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 由燃烧天然气来提供 而燃气灶的效率为 40 求至少需要燃烧多少天然气 天然气的热值为q 3 5 107J kg 3 小明家煮饭 烧水使用的是管道天然气 已知天然气的热值为 4 5 107 J m3 放出的热量有50 被有效 利用 现要将初温为 25 的水加热到100 需要完全燃烧0 03 m3的天然气 则能加热水的质量为多少 c 水 4 2 103 J kg 4 小亮家有一个容积为 2L 的水壶 水壶里装有初温为 25 的水 在 1 标准大气压下小亮用天然气炉具对水 进行加热 已知天然气的热值 q 8 4 107J m3 水的比热容 c水 4 2 103J kg 求 1 烧开 1L 水 水需要吸收多少热量 2 若天然气炉具的效率是 30 则烧开 1L 水需要完全燃烧多少 m3的天然气 5 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 2 103J kg 煤的热值约为 3 107J 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 3 煤炉烧水时的热效率 6 小明学习了热学的有关知识后 知道水的比热容是 4 2 103J kg 他想估算一下自己家每天烧水做 饭需要的热量 于是小明仔细记录了他家每天烧水 煮饭 炒菜需要的时间 并把它折算成烧水时间 相当于 每天将 30kg 20 的水烧开 小明家每天烧水做饭需要多少热量 如果普通煤的热值为 3 107J kg 从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克普通煤 小明家实际平均每天需要烧 4 块蜂窝煤 按每块蜂窝煤含煤 0 5kg 算 他家每天实际用煤 2kg 由此小明计 算出他家煤炉的效率只有 16 5 你认为小明家煤炉效率低的原因是什么 从大的方面讲 家用煤除了热效率低 浪费能源的缺点外 另一个主要缺点是什么 7 太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一 某品牌太阳能热水器每小时平均接收 4 2 106J 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 20 的水温度升高到 40 求 1 热水器中的水吸收的热量 Q 水的比热容 C 4 2 103J kg 2 热水器 5 小时内接收到的太阳能 E 3 热水器的效率 4 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 2 107J kg 假设煤气燃烧放 出的热量全部被水吸收 8 某团队在海拔 3000 多米高山上野营时 使用铁锅烧水 他们发现把体积为 2L 的水从 10 加热到 85 时 共消耗了 5kg 的干木柴 已知水的比热容为 4 2 103J kg 干木柴的热值为 1 2 107J kg 求 1 干木柴完全燃烧放出的热量 2 水吸收的热量 3 铁锅烧水的的效率 4 他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时 尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间 马铃薯还是煮不软 为 什么 参考答案 1 解 1 天然气完全燃烧放出的热量 Q放 Vq 0 5m3 7 0 107J m3 3 5 107J 2 水吸收的热量 Q吸 cm t t0 4 2 103J kg 100kg 70 20 2 1 107J 3 燃气灶的效率 100 100 60 2 解 热水器中水的质量 1 分 水吸收的热量 Q吸 cm水 t t0 4 2 103J kg 200kg 45 20 2 1 107J 2 分 天燃气燃烧放出的热量 1 分 由 2 分 3 解 水吸收的热量为 Q 吸 c 水 m 水 t t0 又因为天然气完全燃烧放出的热量为 Q 放 由题意可知 Q 吸 Q 放 qV 则有 c 水 m 水 t t0 qV 所需水的质量为 m 水 kg 2 14 kg 4 解 1 由题意可知水的体积 V水 1L 1 10 3m3 m水 水V水 1 0 103kg m3 1 10 3m3 1kg 1 分 一标准大气压下水的沸点是 100 水吸收的热量 Q吸 c水 水 t t0 4 2 103J kg 1kg 100 25 3 15 105J 2 分 2 由得 2 分 得 2 分 5 解 1 煤完全燃烧产生的热量 Q放 mq 2kg 3 107J kg 6 107J 2 Q吸 cm t t0 4 2 103J kg 10kg 80 20 2 52 106J 3 煤炉烧水时的热效率 100 100 4 2 6 1 008 107 J 0 336kg 小明家煤炉效率低的原因是 一方面煤不能完全燃烧 另一方面煤燃烧放 出的热量不能被水完全吸收 大部分的热量散失掉了 煤在燃烧过程中产生废渣 废气 造成环境污染 详解 利用Q吸 cm t及Q mq等公式进行计算 熟悉相关计算公式是解题的关键 小明家每天烧水做饭需要的热量即是水升温吸收的热量Q吸 c水m水 t t0 4 2 103J kg 30kg 100 20 1 008 107 J 小明家每天烧水做饭需要的能量需要煤燃烧放出 即Q放 Q吸 1 008 107J 则需要的煤的质量为m Q放 q 1 008 107J 3 107J kg 0 336kg 小明家煤炉效率低的原因是 一方面煤不能完全燃烧 另一方面煤燃烧放出的热量不能被水完全吸收 大部 分的热量散失掉了 煤在燃烧过程中产生废渣 废气 造成环境污染 7 1 8 4 106J 2 2 1 107J 3 40 4 0 2kg 8 解 1 干木柴完全燃烧放出的热量 Q 放 mq 5kg 1 2 107J kg 6 107J 3 分 2 水的质量 m V 2 10 3m3 1 0 103kg m3 2kg 2 分 水吸收的热量 Q 吸 c 水 m t