热机效率的计算 -2023-2024学年人教版物理九年级上学期

专题：热机效率计算 班级： 姓名： 【知识解析】 一、某种燃料完全燃烧放出的热量的计算： Q放=mq Q放=vq 二、炉子的效率： 公式： 。 三、热机的效率： 公式： 。 【精练】 一、热值及热效率相关计算 1．在一个标准大气压下，用炉子将10 kg的水从20 ℃加热至沸腾，燃烧了0.5 kg的焦炭，已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，焦炭的热值为3.0×107 J/kg.求： (1)水吸收的热量； (2)0.5 kg焦炭完全燃烧释放的热量； (3)炉子烧水的效率． 2．为了减少环境污染，部分农村地区改用液化气烧菜做饭．某钢瓶装有液化气10kg，已知液化气的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）求： （1）这瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是多少？ （2）若（1）中放出的热量有40%被初温为20℃的水吸收，在标准大气压下可将多少质量的水烧开？ 3．某市建立的垃圾焚烧电厂年处理垃圾可达2.0×105t，生活垃圾的平均热值约为6.3×106J/kg。则： (1)每燃烧1t生活垃圾可放出的热量是多少？ (2)实际燃烧1t生活垃圾可获得7.56×108J的电能，那么生活垃圾燃烧发电的效率是多少？ 4．用天然气灶给水加热，在1标准大气压下，把体积为10L，温度为15℃的水加热到沸腾，求： (1)水吸收了多少热量？[ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）] (2)将10L温度为15℃的水烧开，至少需要燃烧多少m3的天然气？（q天燃气=4.2×107J/m3） (3)实际测量时发现用掉的天然气要比上面计算的结果多，原因是什么？ 5．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、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=4.2×103J/(kg．℃)] (2)热水器5小时内接收到的太阳能E； (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=4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收） 二、热机效率相关计算 6．一辆重为2×104N汽车在平直的公路上匀速行驶了11.5km，消耗了2kg的汽油。汽车在行驶过程所受阻力为车重的0.1倍，已知汽油的热值为4.6×107J/kg。求： （1）汽车的牵引力所做的功； （2）2kg汽油完全燃烧放出的热量； （3）这辆汽车发动机的热机效率。 7、一款无人驾驶汽车在测试时以72km/h的速度，在平直的公路上匀速行驶了4.5km，消耗汽油1kg，汽油机的效率为30%，废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，那么，在这段行驶过程中，(J/kg )求： (1)在1标准大气压下，假如这些废气带走的能量全部被质量50kg、温度为20的水吸收，水温能升高到多少摄氏度? (2)汽车在上述路段行驶时，发动机的输出功率为多少kW? 8．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如下，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。求： (1)在0~10s内汽车的平均速度。 (2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N，则汽车行驶时的功率为多少瓦？在0~10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳？ (3)若发动机的转化效率为40%，则需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功？（已知汽油的热值大约为5×107J/kg） 9．某辆以汽油为燃料的观光汽车沿盘山公路（盘山公路近似处理为斜面），以36km/h的速度匀速行驶，经过15min从山脚到达山顶。汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2103N。求： (1)汽车上山时行驶的路程是多少m？ (2)汽车上山时牵引力做的功是多少J？ (3)若汽车从山脚到达山顶的过程中，效率为30，则此过程中燃烧了多少kg汽油？（汽油的热值为q=4.6107J/kg） 10.混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时， 内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×108 J。由内燃机提供能量，汽车以50 km/h的速度匀速行驶了0.5 h，同时蓄电池的电能增加了10%，求： (1)汽车牵引力做的