内容正文:
优等生进阶训练·物理
进阶点7 热效率的相关计算
类型 1 热机效率类
1.(2021鞍山)最近几年我国大力发展新能源
汽车,一辆质量为1.68t的氢燃料新能源汽
车行驶在一段斜坡路上,从坡底以18km/h
的速度匀速行驶2min到达高为100m的坡
顶,行驶过程中汽车的输出功率保持56kW不
变.(g取 10N/kg,氢的热值为 1.4×108J/
kg)求:
(1)汽车的牵引力是多大?
(2)斜坡的机械效率是多大?
(3)汽车发动机的热机效率为50%,则全程
共消耗多少克氢燃料?
类型 2 燃料加热效率类
2.(2022达州)达州是全国三大气田之一和川
气东送工程的起点,天然气资源总量3.8万
亿立方米,探明储量7000亿立方米,年外输
天然气100亿立方米以上,天然气净化附产
硫磺400万吨,是亚洲最大的硫磺生产基地.
天然气属于 (选填“一次”或“二
次”)能源.周末,玲玲在家用燃气灶煮煎蛋
面时,她闻到煎鸡蛋的香味,这是
现象;若天然气完全燃烧放出的热量50%被
水吸收,在一标准大气压下,烧开质量为4kg
初温为20℃的水需要 m3天然气.
[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然
气的热值为4.2×107J/m3]
3.(2022陕西)今年“五一”假期,广大市民按照
疫情防控要求,积极响应“非必要不离市”号
召,在郊区、公园指定区域进行户外活动.小
刚同学家购买了一款如图-1所示户外分体
式燃气炉,准备去户外野炊.该燃气炉的铭牌
如图-2所示,其中功率4500W是指气体燃
料完全燃烧时燃气炉每秒放出 4500J的
热量.
图-1
图-3
图-2
第3题图
(1)气体燃料在常温下是通过 的
方式液化存储在储气罐内,使用过程中,罐体
温度变低是因为燃料发生汽化时要
(选填“吸收”或“放出”)热量;
(2)在标准大气压下,用该燃气炉将1L水从
25℃加热到沸腾用时140s,燃气炉烧水时的效
率是多少?已知水的密度为1.0×103kg/m3,水
的比热容为4.2×103J/(kg·℃);
(3)小刚注意到炉头上标有参数:15字样,他
查阅说明书得知,该参数表示的是:燃气炉功
率[单位:瓦(W)]与耗气量[单位:克/时
(g/h)]之比的数值为15,计算该燃气炉所使
用燃料的热值是多少?
(4)小刚同学打算展示在劳动课上学习的烹
饪技能,为家人做顿可口饭菜,
下表是他出发
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前做的规划,则小刚至少应携带几个如图-3
所示的新储气罐?
内容 每次耗时/min 次数/次
炒菜 8 3
煮汤 10 1
烧水 3 2
类型 3 太阳能转化效率类
4.(2022枣庄)太阳能是21世纪重点开发利用
的能源之一,如今太阳能热水器已走进千家
万户.如图所示,某家庭太阳能热水器阳光照
射时,平均每小时吸收7.0×106J的太阳能,
若热水器吸收8h的太阳能,可以使质量为
100kg的水温度升高50℃.已知水的比热容
c水 =4.2×10
3J/(kg·℃),天然气的热值q=
3.5×107J/m3.求:
第4题图
(1)水吸收的热量;
(2)该太阳能热水器的
效率;
(3)若这些水吸收的热量
由天然气来提供,假设天
然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则
需要多少m3的天然气.
类型 4 电加热效率类
5.(2022绥化)某饮水机额定加热功率为
500W,水箱容积为1L,在额定电压下将满
箱水从75℃加热到95℃,用时210s,则水
箱中的水吸收的热量是 J,该饮水
机的效率是 .
6.如图1所示,A、B是两个底部装有完全相同的
加热器的容器,加热器产生的热量90%可以
被容器中的液体吸收,已知加热器每秒钟放出
热量为1000J.现将甲、乙(蓖麻油)两种液体
分别倒入A、B容器中,其中甲液体的质量为
200g,加热过程中甲、乙两种液体温度随加热
时间的变化曲线如图2所示.分析回答下列
问题:
图1
图2
第6题图
(1)加热60s时,乙吸收的热量;
(2)甲液体的比热容;
(3)蓖麻油的质量.[c蓖麻油 =1.8×10
3J/
(kg·℃