2023年浙江省中考科学二轮冲刺练习：热量及热效率计算

物态变化与内能练习 一、计算题 1．（2023·广东佛山一模）在第一次工业革命中，蒸汽机的出现开创了以机器代替手工劳动的时代，极大的推动了人类社会的发展。蒸汽机的工作原理是利用燃料加热蒸汽锅炉中的水，蒸汽锅炉中的水沸腾为水蒸气，蒸汽推动活塞运动。如图所示，有一辆质量为100t的蒸汽机车在一段平直的轨道上匀速运动，它所受的阻力为车重的0.2倍，当它运行2400m时，需要完全燃烧200kg煤。（已知：q煤=3×107J/kg）求： （1）在加热水的过程中，把质量为2t，初温为25℃的水加热至沸腾，水需要吸收多少热量？（在一个标准大气压下） （2）完全燃烧200kg煤可以放出多少热量？ （3）蒸汽机车在平直轨道上运行时的效率？ 2．（2023·福建南平一模）如图是新型“油电混合动力”汽车工作时的能量走向图，汽车在启动时，可以给车提供动力，同时也给动力蓄电池组充电。汽车在某次测试中，内燃机共消耗汽油5 kg（汽油的热值q=4.6×10 7J/kg），内燃机的效率是40 %，转化为对外做功的能量是6.8×107 J。求，该汽车此次测试中： （1）汽油完全燃烧放出的能量； （2）对蓄电池充电的能量； （3）对蓄电池充电的能量可以供一盏额定功率24 W的车前灯正常工作的时间。 3．（2022·河南二模）为落实中国对世界承诺的节能减排目标，加强政策扶持新能源经济战略，国家相关部委推出太阳能屋顶计划如图所示。太阳能电池板的参数如下表所示，其中光电转换效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率。 太阳能电池板 平均输出功率 200W 电池板面积 1.6m2 光电转换效率 10% （1）太阳能属于___________（选填“可再生”或“不可再生”）能源； （2）若中午时分，太阳能电池板单位面积上单位时间接收到的光能为2500J，则此时一块太阳能电池板输出电能的实际功率是多少？( ) （3）小明家的屋顶面积达到200m2，太阳能电池板依次相连平铺在屋顶，理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为多大？( ) （4）用太阳能发电替代发电效率为40%的火力发电站，按照第3问中的条件，小明家一天（一天太阳能发电时间按8h计算）理论上可节约多少吨的煤？（煤的热值）( ) 4.（2022·云南曲靖模拟）小明家新买来一台燃气热水器，如图所示，该燃气热水器主要是利用天然气燃烧来加热水的，假设该燃气热水器每秒能放出100mL、末温为50℃的热水，水的初温为15℃，某次洗漱时小明放了10s的水，该过程消耗了0.014m3的天然气（只有有水流出时，该热水器才会工作）[q天然气=4.2×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃）]。求： （1）10s内放出的水吸收的热量； （2）该过程中热水器加热水的效率；（假设该过程中天然气完全燃烧） （3）若天然气完全燃烧产生的热量全部由干木柴来提供，需要完全燃烧0.049kg干木柴，则干木柴的热值。 5．（2023·湖南邵阳一模）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的温度随时间变化的图象。假设在6min内完全燃烧了0.2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤的热值约为3×107J/kg。求： （1）经过6min加热，水所吸收的热量； （2）煤炉烧水时的效率。 6．（2023·山东一模）如图所示是电辅热式太阳能热水器的主机，它外接太阳能真空管，既可以通过太阳能加热水，也可以通过电加热水。其主机容量是100L，装满水，晴天时太阳照射8h可以将水温从20℃升高到60℃。日照8h太阳能真空管吸收的太阳能是4.2×107J；阴天时，只使用电加热，电功率是4000W。[水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)]求： （1）水从20℃升高到60℃吸收的热量； （2）太阳能转化内能的效率； （3）不考虑热量损失，单独使用电加热让水从20℃升高到60℃，所需要的时间。 7．（2023·宁夏银川模拟）用炉子烧水时，将10千克的水从20℃加热到100℃，烧了0.5千克的焦炭，水的比热容是4.2×103J/（kg ·℃），焦炭的热值是3.0×107J/kg。 （1）水吸收的热量是多少？ （2）0.5千克焦炭完全燃烧放的热量是多少？ （3） 炉子烧水的热效率是多少？ 8．（2023·江西南昌一模）如图所示，是某型号太阳能热水器。水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。 （1）若热水器装满100L、20℃的水，在阳光的照射下，水温升高到60℃，那么这些水吸收了多少热量？ （2）若改用效率为60%的天然气灶给这些水加热，温度升高30℃时，则需要完全燃烧多少热值为4.2×1