第十二章 机械能和内能 小专题(三) 与“热值”相关的综合计算--2025-2026学年苏科版物理九年级上学期

姓名_________ 日期______ 等第______ 第十二章 机械能和内能 小专题(三)　与“热值”相关的综合计算 类型一　热值与热效率 1. 某物理兴趣小组的同学,用煤炉给水加热,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线,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。 (1) 求煤完全燃烧产生的热量。 (2) 若该煤炉烧水的热效率为42%,则水吸收了多少热量? (3) 求煤炉中水的质量。 2. 中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳,合成液态燃料,作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验,测量该燃料的热值。 ① 在空酒精灯内加入适量该液态燃料,得到“燃料灯”。 ② 在空烧杯内加入1kg水,测得水的初温为31℃,点燃“燃料灯”开始加热。 ③ 当水恰好沸腾时,立即熄灭“燃料灯”,测得“燃料灯”消耗燃料30g。 已知实验时气压为标准大气压,c水=4.2×103J/(kg·℃),用该装置加热水的效率为42%。求: (1) 此过程中,烧杯内水吸收的热量。 (2) 该液态燃料的热值。 类型二　热值与热机效率 提示:热机的效率是指用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,即η=W有用/Q放×100%。 3. 山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山,进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360km,驾车前往大约需要4h。(汽油的热值q取4.5×107J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3) (1) 求汽车的平均速度。 (2) 汽车全程消耗汽油25L,求汽油完全燃烧放出的热量Q。 (3) 若汽车发动机全程的平均功率为25kW,求汽车发动机的机械效率。 4. 小明家新买了一辆以汽油为燃料的汽车。细心的小明发现行驶的速度不同时,耗油量不同。当汽车以90km/h的速度匀速行驶时最省油,此时发动机的功率为25kW,发动机的效率为30%。若汽车以最省油的速度行驶270km,则在此过程中: (1) 汽车受到的阻力是多少? (2) 汽车牵引力做的功是多少? (3) 消耗汽油的质量是多少?(汽油的热值q汽油取4.6×107J/kg,结果保留整数) 【巩固练习】 5．小良家天然气热水器的热效率是84%，他某次洗澡，耗水40kg，自来水进热水器的温度是24℃，出热水器的温度是40℃[已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)；天然气的热值是3.2×107J/m3]，求： (1)小良这次洗澡消耗天然气多少m3？ (2)在一个标准大气压下，将质量为1.0kg的水，加热到沸腾吸收的热量为3.36×105J，水的初温为多少℃？ 6．某学习小组的同学想研究酒精灯烧水时的热效率，他们用酒精灯给200 g的水加热，经过一段时间测到水温升高了50℃，酒精灯的热效率为20%。水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，酒精的热值为3×107J/kg，求： (1)此过程中水吸收的热量？(2)酒精灯消耗了多少酒精？ 7．用煤气灶把10kg，初温为20℃的水烧到70℃，消耗了0.1 m3的煤气，已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107J/m3，求此过程中： (1)水吸收的热量；(2)煤气完全燃烧放出的热量；(3)煤气灶烧水的效率。 8．已知某八轮运输车以72km/h的速度在一段水平的公路上匀速行驶了0.5h，消耗汽油4kg。假设汽油机的效率为40%，汽油的热值取4.5×107J/kg，则这段运动过程中： （1）该运输车发动机做的有用功为多少? （2）运输车匀速行驶时受到的牵引力为多少? 9．某品牌小汽车的“经济耗油量（90km/h）8L/100km”是指：这辆汽车以90km/h的速度行驶100km，消耗汽油8L。（已知ρ水=1.0×103kg/m3；c水=4.2×103J/（kg·℃）；q汽油=3.2×107J/L）下表为此小汽车的相关数据： 总质量：1500kg 经济耗油量（90 km/h）：8 L/100 km 最大功率：90kW 水箱容量：4L （1）汽车上的散热器用水作为冷却剂，当水箱装满水，水温升高25℃时，需要吸收的热量为多少？ （2）该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶50km，汽车的效率为31.25%．求汽车消耗多少升汽油和此时汽车的实际功率。 10．歼—31是我国自主研制的战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性等优异性能，该飞机最大起飞质量为28t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2100km/h，最大载油量为10t，飞行时所受阻力的大小与速度的关系见下表，已知飞机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg，g取10 N/kg，求： 速度v（m/s） 100 200 300 400 500 阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104 (1)当飞机以400 m/s的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是多少瓦？ (2)飞机发动机完全燃烧7.5 t燃油放出的热量为多少焦耳？ (3)若飞机以500 m/s的速度巡航时，发动机完全燃烧7.5 t燃油，飞机飞行距离为多少？ 参考答案 1、(1) 6×106J (2) 2.52×106J (3) 10kg 2、(1) 2.898×105J (2) 2.3×107J/kg 3、(1) 90km/h (2) 9×108J (3) 40% 4、(1) 1000N (2) 2.7×108J (3) 20kg 5、(1) 0.1m3 (2) 20℃ 6、(1)4.2×104J；(2)7×103J； 7、(1) 2.1×106J (2) 4.2×106J (3) 50%； 8、(1)7.2×107J；(2)2000N； 9、4.2×105J；4L；20kW； 10、(1) 1.92×107J (2) 3.75×1011J (3) 2×106m 1 学科网（北京）股份有限公司 $$