第三章 能量的转化与守恒 - 热能效率、电热效率练习---2023-2024学年浙教版科学九年级上册

第三章 能量的转化与守恒 - 热能效率、电热效率练习 （1）热能与机械能效率问题 1.一辆汽车为某高速公路做通车测试。汽车以120km/h的速度匀速通过60km的水平路段，消耗汽油3kg，发动机的效率是30%．求：(g取10N/kg，汽油的热值q＝4.6×107J/kg) (1)汽车行驶时间； (2)汽油完全燃烧释放的热量； (3)汽车牵引力做功的功率。 2.某型号汽车整车与驾驶员的总质量是2 060 kg，驾驶员驾驶该汽车在平直公路上匀速行驶进行车型测试，测试过程中消耗汽油的体积为1.5×10－3 m3.(g＝10 N/kg，ρ汽油＝0.7×103 kg/m3，q汽油＝4.5×107 J/kg) 求： (1)汽车与驾驶员的总重力； (2)测试过程中消耗汽油的质量； (3)假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为40%，汽车在测试过程中做的有用功是多少． 3.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？ 4.某新型四轮沙滩卡丁车如图所示，其满载时的质量为500kg。该卡丁车满载时在水平沙滩上做匀速直线运动，行驶了10min，共消耗了1.2kg的汽油，其发动机将汽油完全燃烧释放的热量转化为机械能的效率是25%。行驶过程中卡丁车所受阻力为其总重力的0.2倍。（q汽油＝4.6×107J/kg，g＝10N/kg）求： （1）卡丁车匀速行驶时受到的阻力是多大？ （2）这段时间内卡丁车发动机的机械功率是多少？ （3）卡丁车匀速行驶的速度是多少？ 5.一辆氢动力试验汽车10min内在平直路面上匀速直线行驶了12km，消耗了0.15kg的氢气。此过程中，汽车发动机的牵引力为1×103N。求：（氢气的热值取1.4×108J/kg）。 （1）汽车的牵引力做的功。 （2）氢气完全燃烧放出的热量。 （3）汽车发动机的效率（保留一位小数）。 （2）内能之间的转化效率问题 1.在“探究水和沙子吸热能力”的实验中，选用两个完全相同的酒精灯给200g水和沙子加热，并画出水和沙子的温度随时间变化的图像，已知酒精的热值是3.0×10J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，酒精灯每分钟消耗1g酒精； （1）2min时水吸收的热量； （2）2min时酒精完全燃烧放出的热量； （3）若用酒精灯加热水和沙子时热量的利用效率相同，求沙子的比热容。 2.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。 3.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。 4.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？ 5.天然气灶使用方便、经济环保，在一个标准大气压下，用天然气灶将一壶质量为5kg、温度为20℃的水加热至沸腾，大约需要10min。q天然气=4.2×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃）求： （1）水吸收的热量； （2）若天然气完全燃烧放出的热量的40%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气？ （3）若天然气灶产生的这些热量全部用于加热酒精，则可使初温为10℃、质量为50kg的酒精的温度升高到多