第十章专题训练3.与效率相关的计算课件北师大版物理九年级全一册

第十章机械能、内能及其转化专题训练3.与效率相关的计算1．如图所示的是某四冲程汽油机的________冲程，若飞轮的转速是3000r/min，则每秒钟对外做功_______次；某段时间该汽油机消耗汽油0.2kg，汽油完全燃烧放出的热量是__________J。(q汽油＝4.6×107J/kg)做功返回9.2×106252．某家庭用的天然气热水器，将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧0.21m3的天然气。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4×107J/m3，试求：(1)天然气完全燃烧放出的热量是多少？解：0.21m3天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Vq＝0.21m3×4×107J/m3＝8.4×106J。(2)该热水器烧水的效率是多少？解：水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(60℃－10℃)＝4.2×106J。返回(3)如果完全燃烧0.21m3天然气放出的热量的70%用来对小轿车做功，以1000N的动力进行牵引，可使轿车行驶多远？解：小轿车做的机械功W＝ηQ放＝70%×8.4×106J＝5.88×106J。根据W＝Fs可知轿车行驶的距离为3．如图所示的为四冲程汽油机工作时的________冲程，若其效率为30%，消耗100g汽油，对外做功__________J。若水箱中5kg的水由20℃升高到100℃,水吸收__________J的热量。[q汽油＝4.6×107

J/kg,c水＝4.2×103J/(kg·℃)]返回压缩1.38×1061.68×1064．中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。表1推进剂第一代第二代第三代第四代燃料

氧气和汽油混合偏二甲肼煤油液态氢氧化剂四氧化二氮液态氧液态氧表2燃料热值燃料热值汽油4.6×107J/kg煤油4.6×107J/kg柴油4.3×107J/kg氢1.4×108J/kg热值大(1)使用氢作为燃料的主要优点是________和________。无污染(2)某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？[当地大气压为1标准大气压，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]解：氢燃烧后释放的热量Q放＝mq＝3×104kg×1.4×108J/kg＝4.2×1012J。水吸收的热量Q吸＝Q放＝4.2×1012J。由Q吸＝c水m水(t－t0)可知，(3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率？解：2kg氢完全燃烧释放的热量Q1＝m1q＝2kg×1.4×108J/kg＝2.8×108J，汽车发动机做的功W＝Pt＝70×103W×0.5×3600s＝1.26×108J，发动机的效率返回5．图甲是某便携式丁烷燃气炉，若丁烷的热值为9×107J/kg，用该燃气炉烧水时，则每2分钟完全燃烧0.014kg的丁烷放出的热量为________J；甲由图乙可以判断出在烧水过程中，________(填“0～2min”“2～4min”或“4～6min”)时的热效率高，若水的质量为3kg，该时间段的热效率为________。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]【答案】1.26×106；0～2min；30%【点拨】丁烷完全燃烧放出的热量为Q放＝mq＝0.014kg×9×107J/kg＝1.26×106J；图乙中，在0～2min时间内，水的温度升高得多，所以该时间段热效率高；水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×3kg×(50℃－20℃)＝3.78×105J，热效率：返回6．小明在燃烧皿中放入酒精，对300g水加热，待酒精燃尽后水温升高了50℃，则水吸收的热量为________J。若热效率为42%，则燃烧前酒精的质量为________g。水的内能是通过________的方式增加的。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)；酒精的热值为3.0×107J/kg]【点拨】水的质量为m＝300g＝0.3kg，水吸收的热量为Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg×50℃＝6.3×104J。返回【答案】6.3×104；5；热传递改变内能的方式有做功和热传递两种方式，用酒精燃烧给水加热属于用热传递的方式增加水的内能。7．太阳能安全、清洁、无污染，几乎可以说是一种取之不尽、用之不竭的永久性能源，当太阳光垂直照射到采光面时，1m2采光面在1s内接收到的太阳辐射能约为1×103J，下表列出了某种品牌太阳能热水器的有关数据：假设太阳光垂直照射到集热管采光面上，则利用这种太阳能热水器将满箱的水由25℃加热到45℃。求：水箱容积(V)0.1m3集热管采光面积(S)0.8m2效率(η)50%使用年限15年(1)水的质量为多少千克？解：水的质量为m＝ρ水V＝1×103kg/m3×0.1m3＝100kg。(2)水吸收的热量为多少焦耳？

解：水吸收的热量为Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(45℃－25℃)＝8.4×106J。(3)需要多久时间？[ρ水＝1×103k