热机效率计算题

..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4.2×103J/〔kg·℃,天然气的热值为8.4×107J/kg。求：〔110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200kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J／<kg·℃>,无烟煤的热值是3.4×l07J／kg。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0.71×103kg/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2×105Pa,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4.6×107J/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8×107J/m3。［气压为1标准大气压；c水＝4.2×103J／<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=4．2×107J／kg>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1.0×103N,消耗燃油4×10－3m3〔假设燃油完全燃烧。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3,热值q＝4×107J/kg,求：〔1专用车牵引力所做的功。〔2已知热机效率η＝〔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,XX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2.4×107J/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4.6×107J/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2.9×107J/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=4.2×103J/<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2.8×106J,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?〔C水=4.2×103<J／kg・℃>,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／kg4010、20XX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：4.2×103J/<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．[1L＝10－3m3；C水＝4.2×103J/<kg·℃>]求：<1>烧开这壶水吸收的热量

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J；<2>电热水壶消耗的电能

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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

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．12、设计汽车发动机时,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＝4.2×103J/<kg·℃>]<2>柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时,如果每分钟释放1.2×107J的能量,发动机输出的功率是8.5×104W,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=4.2×103J/<kg·℃>,天然气的热值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η．14、某家庭每天需要将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q＝4.2×107J/kg,水的比热容c＝4.2×103J/〔kg·℃．求：〔150kg、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4.2×103J/<kg·℃>,无烟煤的热值是3.4×107J/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,汽油的热值g=4.6×107J／kg,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、4.2×10852、J／<kg·℃>×200kg×〔100℃-25℃=6.3×107J〔2分‚J／kg=1.44×108J〔2分ƒ=×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正常发光,U=U额=6V即电源电压为6V…………〔2分〔2L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=×12…………〔1分I=I1＋I2=0.5A+1A=1.5A即为电流表的示数…………〔2分P总=UI=6V×1.5A=9W

…………〔1分答：略5、<1><3分>Q=cm△t=4．2×103×200×<45-20>=2．1×107J<2><3分1.25kg6、〔1因为专用车匀速行驶,所以牵引力F＝f＝1.0×103N牵引力做的功W＝Fs＝1.0×103N×50×103m＝5×107J〔2消耗燃油的质量：m＝ρV＝0.8×103kg/m3×4×10－3m3＝3.2kg燃油完全燃烧所产生的热量：Q＝mq＝3.2kg×4×107J/kg＝1.28×108J热机效率η＝＝39%7、〔11.26×107J,〔2约1.8kg8、〔12.898X107J〔2掺混二甲醚9、‚一天中接收的太阳能为ƒ所以10、解：〔1由ρ＝m/V得：…………1分m＝ρV水＝1×103kg/m3×0.12m3＝120kg………1分水吸收的热量：Q水吸＝cm<t2－t1>…………………1分＝4.2×103J/<kg·℃>×120kg×<70℃－20℃>＝2.52×104J………………1分〔2这台太阳能热水器获得的辐射功率：P太＝S×1.4kW/m2………1分由：P＝W/t可得：…………………1分太阳照射5h获得的太阳能：W热＝P太t＝S×1.4kW/m2×5h…1分由：η＝W有/W热可得：…………1分Q水吸＝W有＝S×1.4kW/m2×5h×40%………1分热水器集热器面积：S＝Q水吸/〔1.4kW/m2×5h×40%＝2.5m2………………………1分另解：〔1由：ρ＝m/V得：………………………1分m＝ρV水＝1×103kg/m3×0.12m3＝120kg……1分水吸收的热量：Q水吸＝cm<t2－t1>………………1分＝4.2×103J/<kg·℃>×120kg×<70℃－20℃>＝2.52×104J＝7.0kW·h……………………1分〔2太阳辐射的总能量,由：η＝W有/W总可得：………1分W总＝W有/η＝Q水吸/η＝17.5kW·h………………1分太阳辐射的总功率：P总＝W总/t……………