内容正文:
1.已知沼气热值为4.2×107 J/m3,则完全燃烧2 m3沼气可产生热量多少J,若不计热量损失,这些热量可以使多少kg的水温度升高50 ℃.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
解:Q=qV=4.2×107 J/m3×2 m3=8.4×107 J
不计热量损失时,Q吸=Q=8.4×107 J
由Q吸=cmΔt得:
m= = = 400 kg
Q吸
cΔt
8.4×107 J
4.2×103 J/(kg·℃)×50 ℃
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2.某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10 kg的水加热,同时他们绘制了如右下图所示的加热过程中水温随时间变化的图线.若在6 min内完全燃烧了0.2 kg的煤,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),煤的热值约为3×107 J/kg.求:
(1)煤完全燃烧产生的热量:
(2)经过6 min时间加热,水所吸收的热量;
(3)煤炉烧水时的热效率.
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解:
(1)Q=qm=3×107 J/kg×0.2 kg=6×106 J
(3)η= ×100%= ×100%=42%
(2)由图可知,6 min时间内水升高的温度为:
Δt=80 ℃-20 ℃=60 ℃
Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×60 ℃
=2.52×106 J
Q吸
Q
2.52×106 J
6×106 J
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3.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备,太阳能热水器每小时平均接收4.2×106 J的太阳能,在5小时的有效照射时间内,将热水器中质量为100 kg、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=4.2×103 J/(kg.℃)]
(2)热水器5小时内接收到的太阳能;
(3)热水器的效率η;
(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=4.2×107 J/kg,假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收)
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(2)E=4.2×106 J/h×5 h=2.1×107 J
(1)Q=cmΔt
=4.2×103