第十四章内能的利用 专题训练(二)　热量的综合计算 2023-2024学年人教版九年级全一册物理

第十四章　内能的利用 专题训练(二) 热量的综合计算 1. 某品牌无人驾驶汽车在一段平直的公路上匀速行驶了6.9 km，用时345 s，消耗燃油1.5 kg。已知汽车的牵引力是2 000 N，燃油 的热值为4.6×107 J/kg，假设燃油完全燃烧，求： (1)消耗的燃油完全燃烧放出的热量。 解：(1)消耗的燃油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝1.5 kg×4.6×107 J/kg ＝6.9×107 J。 1 2 3 4 5 6 7 8 专题训练(二) 热量的综合计算 (2)汽车牵引力做功的功率。 解：(2)汽车牵引力做的功W＝Fs＝2 000 N×6.9×103 m＝1.38×107 J， 汽车牵引力做功的功率P＝＝＝4×104 W。 (3)汽车发动机的效率。 解：(3)汽车发动机的效率η＝＝＝20％。 1 2 3 4 5 6 7 8 专题训练(二) 热量的综合计算 2. “运－20”是我国自主研制的大型运输机，它的发动机是一种热机，利用在汽缸中燃烧航空煤油，同时从喷口向后高速喷出燃气，使发动机获得向前的推力。如果“运－20”在高空中飞行时所受的恒定水平推力为F，在推力F的作用下，以720 km/h的速度沿水平方向匀速航行 1 h，需要燃烧航空煤油4.8 t。已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107 W，航空煤油的热值为4×107 J/kg。求： 1 2 3 4 5 6 7 8 专题训练(二) 热量的综合计算 (1)在上述1 h内，完全燃烧的航空煤油释放的热量。 解：(1)航空煤油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝4.8×103 kg×4×107 J/kg＝1.92×1011 J。 (2)在上述航行过程中，发动机所获得水平推力F大小。 解：(2)飞机发动机提供的机械功率为3.2×107 W，v＝720 km/h＝200 m/s，根据P＝＝＝Fv可知，水平推力F＝＝＝1.6×105 N。 1 2 3 4 5 6 7 8 专题训练(二) 热量的综合计算 (3)在上述航行过程中，该飞机发动机的效率。 解：(3)飞机发动机做的有用功W有＝Pt＝3.2×107 W×3 600 s＝1.152×1011 J，该飞机发动机的效率η＝＝＝60％。 1 2 3 4 5 6 7 8 专题训练(二) 热量的综合计算 3. 某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8 kg的水加热，同时他们绘制了如 图所示的加热过程中水温随时间变化的图象。若在4 min内完全燃烧了 0.14 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 2 3 4 5 6 7 8 专题训练(二) 热量的综合计算 (1)经过4 min的加热，水所吸收的热量。 解：(1)由题图可知，加热4 min，水所吸收的热量 Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×8 kg×(70 ℃－20 ℃)＝1.68×106 J。 1 2 3 4 5 6 7 8 专题训练(二) 热量的综合计算 (2)在4 min内煤炉烧水时的热效率。 解：(2)在4 min内煤完全燃烧放出的热量Q放＝m煤q ＝0.14 kg×3×107 J/kg＝4.2×106 J，煤炉烧水时的 热效率η＝＝＝40％。 1 2 3 4 5 6 7 8 专题训练(二) 热量的综合计算 4. 某家庭用的燃气热水器，将20 kg的水从10 ℃加热到60 ℃，完全燃烧 了0.21 m3的天然气。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg· ℃)，天然气的 热值为4×107 J/m3。 (1)天然气完全燃烧放出的热量是多少？ 解：(1)天然气完全燃烧放出的热量Q放＝V天然气q天然气＝0.21 m3×4×107 J/m3＝8.4×106 J。 1 2 3 4 5 6 7 8 专题训练(二) 热量的综合计算 (2)水吸收的热量是多少？该热水器烧水的效率是多少？ 解：(2)水吸收的热量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(60 ℃ －10 ℃)＝4.2×106 J，该热水器烧水的效率η＝＝＝50％。 (3)如果将完全燃烧0.21 m3煤气放出的热量的70％用来对轿车做功，以 1 000 N的动力进行牵引，可使轿车行驶多远？(煤气的热值为3.2×107 J/m3。) 1 2 3 4 5 6 7 8 专题训练(二) 热量的综合计算 解：(3)完全燃烧0.21 m3煤气放出的热量Q放'＝V煤气q煤气＝0.21 m3×3.2× 107 J/m3＝6.72×106 J，根据η＝可得，对轿车做的功W＝ηQ放'＝70％×6.72×106 J＝4.704×106 J，根据W＝Fs可知，轿车行驶的距离s＝＝＝4 70