内容正文:
第14章 内能的利用(计算题25道)
1.有蹭吃蹭喝蹭网络的,没想到还有蹭地暖的吧!有小区通知入住且不缴供暖费用的要交30%的蹭暖费。“水地暖”取暖的原理是以温度不高于60℃的热水为热媒,在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动,加热整个地板。某房间一段时间内循环流动的水的质量为100kg,进水温度为55℃,出水温度为40℃。求这段时间里:
(1)水向外界放出的热量。[]
(2)水放出的热量若通过燃气加热获取,且燃气燃烧放出热量的50%被水吸收,需消耗的燃气。(燃气的热值为)
(3)水向外界放出的热量若有十分之一被邻居蹭热,能使邻居家150kg空气升高的温度。[]
2.如图是以固体酒精块为燃料的锅具,在某次加热食材的过程中共消耗0.04kg酒精块,食材吸收的热量为3×105J。已知酒精块的热值为3.0×107J/kg,通过计算回答:
(1)这些酒精块完全燃烧放出的热量是多少?
(2)锅具的加热效率是多少?
3.陕西临潼温泉(如图)享誉天下.若温泉池内有的水,初始水温为,一段时间后水温降至,已知,。求:
(1)水放出的热量是多少?
(2)若放出相同的热量,需要完全燃烧天然气的体积是多少?
4.小明同学的爸爸驾车去往40km的目的地,此过程消耗了汽油2.1kg,已知汽油的热值为4.6×107J/kg。若汽车行驶过程中发动机的牵引力为725N。求:
(1)完全燃烧2.1kg汽油放出的热量;
(2)该汽车的热机效率。
5.某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6kg的无烟煤。无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求:
(1)锅炉内的水吸收的热量是多少?
(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
(3)此锅炉的效率是多少?
(4)试分析使用家用煤炉烧水的主要缺点有哪些?
6.如皋拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从南京自驾前往如皋进行研学旅行。南京到如皋全程约270km,驾车前往大约需要3h。(汽油的热值取,汽油的密度取)
(1)求汽车的平均速度;
(2)汽车全程消耗汽油20L,求汽油完全燃烧放出的热量;
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25kW,求汽车发动机的效率。
7.民谚“五月五、过端午、蒸粽子”,呈现了端午节文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的水蒸气进行加热。用2.5kg的水蒸粽子,当水沸腾时,水温升高了80℃。,。求:
(1)从加热至沸腾,水吸收的热量;
(2)此过程若采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,需要完全燃烧煤的质量。
8.随着环保减排目标的推进,各地政府相继出台“煤改气”、“改电”政策,推进清洁取暖。小明家用天然气做饭时,将一壶质量为1.5kg的水由20℃烧至100℃时,消耗了天然气0.02m3,求
(1)壶中水吸收的热量;(c水=4.2×103J/(kg•℃))
(2)天然气完全燃烧放出的热量;(天然气的热值为3.6×107J/m3)
(3)用天然气烧水时的效率。
9.一台以柴油机为动力的双履带消防车,质量为,静止时履带与地面接触的总面积为。消防车以的速度匀速通过某平直路段用时,克服阻力做了的机械功,共消耗柴油(;),求:
(1)消防车2min通过的路程;
(2)消防车静止时,对水平地面产生的压强;
(3)消防车在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率。
10.完全燃烧0.42kg的酒精,这些酒精可放出 J的热量。酒精放出的热量若完全被水吸收,能将质量为 kg的水在1个标准大气压下升温。[酒精的热值为,水的比热容为]
11.垃圾焚烧发电是最佳的垃圾处理方式之一,能有效实现垃圾的无害化、减量化、资源化。实验表明:平均每焚烧1kg高热值的垃圾相当于燃烧0.5kg无烟煤。[无烟煤的热值为,]
(1)焚烧8.4kg高热值的垃圾可以放出的热量是多少?
(2)若这些热量完全被水吸收,可以使多少千克的水温度升高?
12.某品牌的轿车在某段平直公路上进行测试,轿车以18m/s的速度匀速行驶了300s,消耗燃油0.36kg,轿车发动机的牵引力是1000N,燃油的热值为。求:
(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量;
(2)发动机牵引力的功率;
(3)发动机所做的功;
(4)发动机的能量转化效率(结果保留小数点后两位)。
13.如图所示是一个容积为的太阳能热水器,每平方米面积上得到太阳辐射的能量平均为。某次给太阳能热水器加满水,让其工作一段时间后,水温由20℃上升到50℃。已知热水器上集热管接收太阳能的有效面积为,水吸收太阳能的效率为50%,水的比热容为,水的密度为。求:
(1)水吸收的热量;
(2)集热管工作的时长;
(3)已知某天然气灶的效率为50%,使用太阳能热水器把同样一箱水加热到相同的温度可以节约天然气的体积。(不计能量损耗,已知天然气的热值)
14.为响应国家“低碳环保,节能减排”的号召,某市新上线一批以天然气为燃料的新型公交汽车,其参数如图所示。某次行驶过程中,汽车搭载人员及物品共3000kg,其所受阻力为总重力的0.01倍。汽车40s内在水平路面上匀速直线行驶400m,共消耗天然气0.025kg(天然气完全燃烧,其热值为,g取10N/kg)。针对此次行驶过程,求:
长度:12m 高度:3.2m
汽车质量:13000kg 核载人数:75人
最大功率:180kW 最高速度:70km/h
轮胎与地面总接触面积:
(1)汽车对地面的压强;
(2)汽车牵引力做功的功率;
(3)汽车发动机的效率。
15.某品牌汽车在平直公路上匀速行驶了,消耗汽油的质量为,汽车受到的阻力为。(取,汽油的热值)求:
(1)匀速行驶过程中,汽车牵引力做的功。
(2)汽车发动机的效率。
16.如图所示是某品牌汽车汽油机的能量流程图,某次该汽车行驶过程中消耗了0.1kg汽油。求:【汽油的热值为4.2×107J/kg,水的比热容为】
(1)该汽油机的效率;
(2)此行驶过程中汽油完全燃烧释放的热量;
(3)若释放的热量有25%被冷却水吸收,则质量为5kg的冷却水升高的温度。
17.在道路管网改造工程中,小型挖掘机发挥了重要作用。如图所示是某小型履带式挖掘机,其自身质量为2×103kg,履带与水平地面的总接触面积为2m2。某次在平直场地上作业,挖掘机以20kW的额定功率在1min内向前运动了120m。(g取10N/kg,柴油的热值取4×107J/kg)求:
(1)该次作业过程中,挖掘机的平均速度;
(2)挖掘机静止时对水平地面的压强;
(3)该次作业消耗了60g柴油,该发动机的效率。
18.某物理兴趣小组的同学,用天然气给10kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线,若在内完全燃烧了的天然气每分钟放热相同。水的比热容为,天然气的热值为。
(1)完全燃烧天然气释放的热量为多少?
(2)“”水吸收的热量为多少?
(3)在烧水过程中,“”、“”、“”请判断哪个时间段热效率最高?最高热效率为多少?
19.小聪同学的家住于新农村建设示范村里,他父亲前拉回了一套液化石油气灶具。燃烧液化石油气80g可以将质量为5kg,初温为20℃的水加热到100℃。
(1)水吸热多少热量?
(2)液化石油气灶加热水时的效率?[c水=4.2×103J/(kg·℃),q液化石油气=3.5×107J/kg]
20.某汽车以的速度匀速行驶一百公里,在匀速行驶过程中汽车所受阻力为,消耗汽油。汽车发动机工作时,需要用水为其降温,在这个过程中,水箱内的水温度升高了20℃。(, )求:
(1)汽车牵引力做的功;
(2)汽车发动机效率;
(3)水箱中水吸收的热量。
21.小涛在郊游时用丁烷气炉烧开水,将壶中的水从加热到,完全燃烧了的丁烷气体。已知丁烷气体的热值为,水的比热容是。试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)丁烷气体完全燃烧放出的热量是多少?
(3)丁烷气炉烧水的效率是多少?
22.山西省大同市云冈区煤峪口煤矿每天需将煤炭运往南郊区的国电大同第二发电厂。有一辆某型号的柴油卡车每天参与运输,小华查阅资料获取了该车的一些主要参数如下表。
空车质量
6t
最大载重
14t
车轮数量
12个
满载时,轮胎与地面接触总面积
0.3m2
在某次运输中,卡车以60km/h的速度沿可以看作平直的公路行驶12km,消耗柴油共7kg,已知卡车受到的阻力为车总重的0.05倍,柴油热值为4.3×107J/kg。求:(g取10N/kg)
(1)卡车满载时对地面的压强;
(2)卡车在该过程中牵引力做的功;
(3)卡车的机械效率。(结果保留到小数点后一位)
23.某款国产轿车如图所示,该轿车在水平公路上以的速度匀速直线行驶,消耗汽油。已知轿车的效率为,汽油的热值为。求:
(1)该轿车匀速直线行驶,消耗的汽油完全燃烧产生的热量;
(2)该轿车匀速直线行驶时牵引力的功率。
24.一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了108km,所用时间为1h,消耗汽油10kg,汽车在行驶过程中所受阻力恒为1380N(汽油的热值)。求:
(1)汽车行驶的速度;
(2)牵引力的功率;
(3)汽车发动机的效率。
25.小林同学想购买一款户外分体式燃气炉去户外野炊,图甲是某品牌的宣传图,其中“火力3000 W”的字样是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出 3000 J的热量。通过商家了解,在标准大气压下,用该燃气炉将1.25kg水从40℃加热到沸腾用时250s。[水的比热容为4.2×103J(kg·℃)]
烹饪项目
每次耗时/ min
次数/次
炒菜
8
3
煮汤
10
2
烧水
8
2
(1)燃气炉烧水时的效率是多少?
(2)查阅说明书得知“燃气炉火力[单位:瓦(W)]与耗气量[消耗燃气质量与时间的比,单位:千克/时(kg/h)]之比为10000 W·h/ kg,则该燃气炉所使用燃料的热值是多少?
(3)上表是小林在这次户外野炊时的烹饪规划,按照规划他至少应携带几个如图乙所示的新储气罐?
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
十五第十四章 内能的利第十四章 内能的利用(计算题25道)
1.有蹭吃蹭喝蹭网络的,没想到还有蹭地暖的吧!有小区通知入住且不缴供暖费用的要交30%的蹭暖费。“水地暖”取暖的原理是以温度不高于60℃的热水为热媒,在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动,加热整个地板。某房间一段时间内循环流动的水的质量为100kg,进水温度为55℃,出水温度为40℃。求这段时间里:
(1)水向外界放出的热量。[]
(2)水放出的热量若通过燃气加热获取,且燃气燃烧放出热量的50%被水吸收,需消耗的燃气。(燃气的热值为)
(3)水向外界放出的热量若有十分之一被邻居蹭热,能使邻居家150kg空气升高的温度。[]
【答案】(1)
(2)0.3kg
(3)4.2℃
【详解】(1)水的温度变化量
由可得,水放出的热量
(2)燃气需提供的总热量为
燃气的质量
(3)邻居家空气所吸收的热量
空气升高的温度
2.如图是以固体酒精块为燃料的锅具,在某次加热食材的过程中共消耗0.04kg酒精块,食材吸收的热量为3×105J。已知酒精块的热值为3.0×107J/kg,通过计算回答:
(1)这些酒精块完全燃烧放出的热量是多少?
(2)锅具的加热效率是多少?
【答案】(1)1.2×106J
(2)25%
【详解】(1)由题意可知,0.04kg酒精块完全燃烧放出的热量为Q放=q酒精m酒精=3.0×107J/kg×0.04kg=1.2×106J
(2)锅具的加热效率为
3.陕西临潼温泉(如图)享誉天下.若温泉池内有的水,初始水温为,一段时间后水温降至,已知,。求:
(1)水放出的热量是多少?
(2)若放出相同的热量,需要完全燃烧天然气的体积是多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)这段时间水放出的热量为
(2)由得,放出这些热量需要完全燃烧天然气的体积为
4.小明同学的爸爸驾车去往40km的目的地,此过程消耗了汽油2.1kg,已知汽油的热值为4.6×107J/kg。若汽车行驶过程中发动机的牵引力为725N。求:
(1)完全燃烧2.1kg汽油放出的热量;
(2)该汽车的热机效率。
【答案】(1)9.66×107J
(2)30%
【详解】(1)完全燃烧2.1kg汽油放出的热量为
(2)牵引力做的功
该汽车的热机效率
5.某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6kg的无烟煤。无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求:
(1)锅炉内的水吸收的热量是多少?
(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
(3)此锅炉的效率是多少?
(4)试分析使用家用煤炉烧水的主要缺点有哪些?
【答案】(1)6.3×107J
(2)2.04×108J
(3)30.9%
(4)见详解
【解析】【小题1】水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(100℃﹣25℃)=6.3×107J
【小题2】无烟煤完全燃烧放出的热量
Q放=qm′=3.4×107J/kg×6kg=2.04×108J
【小题3】锅炉的效率
【小题4】家用煤炉烧水的主要缺点是会产生空气污染,而且效率不高。
6.如皋拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从南京自驾前往如皋进行研学旅行。南京到如皋全程约270km,驾车前往大约需要3h。(汽油的热值取,汽油的密度取)
(1)求汽车的平均速度;
(2)汽车全程消耗汽油20L,求汽油完全燃烧放出的热量;
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25kW,求汽车发动机的效率。
【答案】(1)90 km/h
(2)
(3)37.5%
【详解】(1)根据速度公式,代入路程和时间,得速度
(2)汽油体积
质量
完全燃烧放出的热量为
(3)发动机做的有用功
效率
7.民谚“五月五、过端午、蒸粽子”,呈现了端午节文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的水蒸气进行加热。用2.5kg的水蒸粽子,当水沸腾时,水温升高了80℃。,。求:
(1)从加热至沸腾,水吸收的热量;
(2)此过程若采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,需要完全燃烧煤的质量。
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)由题意可知,水吸收的热量为
(2)由得,煤炉放出的热量为
由得,需要完全燃烧煤的质量为
答:(1)从加热至沸腾,水吸收的热量为;
(2)此过程若采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,需要完全燃烧煤的质量为0.28kg。
8.随着环保减排目标的推进,各地政府相继出台“煤改气”、“改电”政策,推进清洁取暖。小明家用天然气做饭时,将一壶质量为1.5kg的水由20℃烧至100℃时,消耗了天然气0.02m3,求
(1)壶中水吸收的热量;(c水=4.2×103J/(kg•℃))
(2)天然气完全燃烧放出的热量;(天然气的热值为3.6×107J/m3)
(3)用天然气烧水时的效率。
【答案】(1)5.04×105J
(2)7.2×105J
(3)70%
【详解】(1)水吸收的热量为
(2)天然气完全燃烧放出的热量为
(3)用天然气烧水时的效率为
9.一台以柴油机为动力的双履带消防车,质量为,静止时履带与地面接触的总面积为。消防车以的速度匀速通过某平直路段用时,克服阻力做了的机械功,共消耗柴油(;),求:
(1)消防车2min通过的路程;
(2)消防车静止时,对水平地面产生的压强;
(3)消防车在这段路程中消耗柴油用于牵引力做功的效率。
【答案】(1)600m
(2)
(3)40%
【详解】(1)消防车2min通过的路程
(2)消防车静止时,对水平地面产生的压力
对水平地面产生的压强
(3)柴油完全燃烧放出的热量
消耗柴油用于牵引力做功的效率
10.完全燃烧0.42kg的酒精,这些酒精可放出 J的热量。酒精放出的热量若完全被水吸收,能将质量为 kg的水在1个标准大气压下升温。[酒精的热值为,水的比热容为]
【答案】 100
【详解】[1]酒精完全燃烧放出的热量
[2]酒精放出的热量若完全被水吸收
根据公式 变形得水的质量
11.垃圾焚烧发电是最佳的垃圾处理方式之一,能有效实现垃圾的无害化、减量化、资源化。实验表明:平均每焚烧1kg高热值的垃圾相当于燃烧0.5kg无烟煤。[无烟煤的热值为,]
(1)焚烧8.4kg高热值的垃圾可以放出的热量是多少?
(2)若这些热量完全被水吸收,可以使多少千克的水温度升高?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)焚烧8.4kg高热值的垃圾放出的热量
(2)
由得,水的质量
12.某品牌的轿车在某段平直公路上进行测试,轿车以18m/s的速度匀速行驶了300s,消耗燃油0.36kg,轿车发动机的牵引力是1000N,燃油的热值为。求:
(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量;
(2)发动机牵引力的功率;
(3)发动机所做的功;
(4)发动机的能量转化效率(结果保留小数点后两位)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)0.36kg燃油完全燃烧放出的热量
(2)发动机牵引力的功率
(3)由得,轿车行驶的距离
发动机所做的功
(4)发动机的能量转化效率
13.如图所示是一个容积为的太阳能热水器,每平方米面积上得到太阳辐射的能量平均为。某次给太阳能热水器加满水,让其工作一段时间后,水温由20℃上升到50℃。已知热水器上集热管接收太阳能的有效面积为,水吸收太阳能的效率为50%,水的比热容为,水的密度为。求:
(1)水吸收的热量;
(2)集热管工作的时长;
(3)已知某天然气灶的效率为50%,使用太阳能热水器把同样一箱水加热到相同的温度可以节约天然气的体积。(不计能量损耗,已知天然气的热值)
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)水的质量为
则水吸收的热量
(2)得到太阳辐射的能量为
每平方米面积上得到太阳辐射的能量平均为,则集热管工作的时长
(3)天然气完全燃烧放出的热量为
则可以节约天然气的体积
14.为响应国家“低碳环保,节能减排”的号召,某市新上线一批以天然气为燃料的新型公交汽车,其参数如图所示。某次行驶过程中,汽车搭载人员及物品共3000kg,其所受阻力为总重力的0.01倍。汽车40s内在水平路面上匀速直线行驶400m,共消耗天然气0.025kg(天然气完全燃烧,其热值为,g取10N/kg)。针对此次行驶过程,求:
长度:12m 高度:3.2m
汽车质量:13000kg 核载人数:75人
最大功率:180kW 最高速度:70km/h
轮胎与地面总接触面积:
(1)汽车对地面的压强;
(2)汽车牵引力做功的功率;
(3)汽车发动机的效率。
【答案】(1)
(2)
(3)40%
【详解】(1)汽车对地面的压力
汽车对地面的压强
(2)因为汽车做匀速直线运动,所以汽车的牵引力
汽车牵引力做的功
汽车牵引力做功的功率
(3)天然气完全燃烧放出的热量
汽车发动机的效率
15.某品牌汽车在平直公路上匀速行驶了,消耗汽油的质量为,汽车受到的阻力为。(取,汽油的热值)求:
(1)匀速行驶过程中,汽车牵引力做的功。
(2)汽车发动机的效率。
【答案】(1)
(2)25%
【详解】(1)汽车匀速行驶时,牵引力等于阻力
牵引力做的功为
(2)汽油完全燃烧释放的热量
发动机效率为有用功与总热量的比值
16.如图所示是某品牌汽车汽油机的能量流程图,某次该汽车行驶过程中消耗了0.1kg汽油。求:【汽油的热值为4.2×107J/kg,水的比热容为】
(1)该汽油机的效率;
(2)此行驶过程中汽油完全燃烧释放的热量;
(3)若释放的热量有25%被冷却水吸收,则质量为5kg的冷却水升高的温度。
【答案】(1)35%
(2)
(3)50℃
【详解】(1)该汽油机的效率为
(2)此行驶过程中汽油完全燃烧释放的热量
(3)若释放的热量有25%被冷却水吸收,则水吸收的热量为
由可知,质量为5kg的冷却水升高的温度为
17.在道路管网改造工程中,小型挖掘机发挥了重要作用。如图所示是某小型履带式挖掘机,其自身质量为2×103kg,履带与水平地面的总接触面积为2m2。某次在平直场地上作业,挖掘机以20kW的额定功率在1min内向前运动了120m。(g取10N/kg,柴油的热值取4×107J/kg)求:
(1)该次作业过程中,挖掘机的平均速度;
(2)挖掘机静止时对水平地面的压强;
(3)该次作业消耗了60g柴油,该发动机的效率。
【答案】(1)2m/s
(2)10000Pa
(3)50%
【详解】(1)该次作业过程中,挖掘机的平均速度
(2)挖掘机静止时对水平地面的压力为F=G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N
挖掘机静止时对水平地面的压强为
(3)柴油完全燃烧放出的热量Q放=m′q=0.06kg×4×107J/kg=2.4×106J
牵引力所做的功W=Pt=20×1000W×60s=1.2×106J
该发动机的效率
18.某物理兴趣小组的同学,用天然气给10kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线,若在内完全燃烧了的天然气每分钟放热相同。水的比热容为,天然气的热值为。
(1)完全燃烧天然气释放的热量为多少?
(2)“”水吸收的热量为多少?
(3)在烧水过程中,“”、“”、“”请判断哪个时间段热效率最高?最高热效率为多少?
【答案】(1),
(2)
(3)
【详解】(1)因为天然气的质量为,天然气的热值为,所以
天然气完全燃烧释放的热量为
(2)由题意得,内水的温度变化度数为,所以水吸收的热量为
(3)由题意可知,每分钟放热相同,所以在相等的时间段内,天然气放出的热量相等,而随着水温的不断升高,温度变化越来越慢,故可判断时间内,在吸收热量相同的情况下,水升高的温度最大,热效率最高;
内,水吸收的热量为,天然气完全燃烧释放的热量为
故最高的热效率为
19.小聪同学的家住于新农村建设示范村里,他父亲前拉回了一套液化石油气灶具。燃烧液化石油气80g可以将质量为5kg,初温为20℃的水加热到100℃。
(1)水吸热多少热量?
(2)液化石油气灶加热水时的效率?[c水=4.2×103J/(kg·℃),q液化石油气=3.5×107J/kg]
【答案】(1)1.68×106J
(2)60%
【详解】(1)水吸收的热量为Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J
(2)液化石油气完全燃烧放出的热量为Q放=mq液化石油气=80×10-3kg×3.5×107J/kg=2.8×106J
液化石油气灶加热水时的效率为
20.某汽车以的速度匀速行驶一百公里,在匀速行驶过程中汽车所受阻力为,消耗汽油。汽车发动机工作时,需要用水为其降温,在这个过程中,水箱内的水温度升高了20℃。(, )求:
(1)汽车牵引力做的功;
(2)汽车发动机效率;
(3)水箱中水吸收的热量。
【答案】(1)5.75×107J
(2)25%
(3)4.2×105J
【详解】(1)因为汽车匀速行驶,所以汽车受到的牵引力为F牵=f=575N
汽车牵引力做的功为W=F牵s=575N×100×103m =5.75×107J
(2)汽油完全燃烧释放的热量为Q放=mq=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J
汽车发动机的效率为
(3)水箱中水吸收的热量为Q吸=c水m水∆t=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×20℃=4.2×105J
21.小涛在郊游时用丁烷气炉烧开水,将壶中的水从加热到,完全燃烧了的丁烷气体。已知丁烷气体的热值为,水的比热容是。试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)丁烷气体完全燃烧放出的热量是多少?
(3)丁烷气炉烧水的效率是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)水吸收的热量
(2)丁烷气体完全燃烧放出的热量
(3)丁烷气炉烧水的效率
22.山西省大同市云冈区煤峪口煤矿每天需将煤炭运往南郊区的国电大同第二发电厂。有一辆某型号的柴油卡车每天参与运输,小华查阅资料获取了该车的一些主要参数如下表。
空车质量
6t
最大载重
14t
车轮数量
12个
满载时,轮胎与地面接触总面积
0.3m2
在某次运输中,卡车以60km/h的速度沿可以看作平直的公路行驶12km,消耗柴油共7kg,已知卡车受到的阻力为车总重的0.05倍,柴油热值为4.3×107J/kg。求:(g取10N/kg)
(1)卡车满载时对地面的压强;
(2)卡车在该过程中牵引力做的功;
(3)卡车的机械效率。(结果保留到小数点后一位)
【答案】(1)6.7×105Pa
(2)1.2×108J
(3)39.9%
【详解】(1)卡车满载时对地面的压力
卡车满载时对地面的压强
(2)因为卡车做匀速直线运动,所以
卡车牵引力做的功
(3)柴油燃烧放出的热量
卡车的机械效率
23.某款国产轿车如图所示,该轿车在水平公路上以的速度匀速直线行驶,消耗汽油。已知轿车的效率为,汽油的热值为。求:
(1)该轿车匀速直线行驶,消耗的汽油完全燃烧产生的热量;
(2)该轿车匀速直线行驶时牵引力的功率。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题知轿车匀速直线行驶消耗的汽油为,汽油完全燃烧产生的热量
(2)轿车工作时主要将内能转化为机械能,轿车的效率为。轿车获得的机械能
轿车匀速直线行驶所用的时间
牵引力的功率
24.一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了108km,所用时间为1h,消耗汽油10kg,汽车在行驶过程中所受阻力恒为1380N(汽油的热值)。求:
(1)汽车行驶的速度;
(2)牵引力的功率;
(3)汽车发动机的效率。
【答案】(1)108km/h;(2)4.14×104W;(3)32.4%
【详解】解:(1)汽车行驶的速度
(2)汽车沿平直公路匀速行驶,牵引力和阻力是平衡力,牵引力
F=f=1380N
牵引力的功率
(3)牵引力做的功
W=Pt=4.14×104W×3600s=1.4904×108J
汽油完全燃烧放出的热量
Q=mq汽油=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J
汽车发动机的效率
答:(1)汽车行驶的速度是108km/h;
(2)牵引力的功率是4.14×104W;
(3)汽车发动机的效率是32.4%。
25.小林同学想购买一款户外分体式燃气炉去户外野炊,图甲是某品牌的宣传图,其中“火力3000 W”的字样是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出 3000 J的热量。通过商家了解,在标准大气压下,用该燃气炉将1.25kg水从40℃加热到沸腾用时250s。[水的比热容为4.2×103J(kg·℃)]
烹饪项目
每次耗时/ min
次数/次
炒菜
8
3
煮汤
10
2
烧水
8
2
(1)燃气炉烧水时的效率是多少?
(2)查阅说明书得知“燃气炉火力[单位:瓦(W)]与耗气量[消耗燃气质量与时间的比,单位:千克/时(kg/h)]之比为10000 W·h/ kg,则该燃气炉所使用燃料的热值是多少?
(3)上表是小林在这次户外野炊时的烹饪规划,按照规划他至少应携带几个如图乙所示的新储气罐?
【答案】(1)42%
(2)3.6×107J/kg
(3)3
【详解】(1)燃气炉烧水时的效率是
(2)该燃气炉所使用燃料的热值是
(3)由表格中数据得,小林在这次户外野炊需要的热量为
由得,需要的燃料的质量为
则按照规划他至少应携带的新储气罐个数为
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$