(2)热量、热效率计算2025-2026学年九年级物理上册高分专题训练

九物上高分专题第②遍 2热量、热效率计算 1.为加快农村绿色发展，很多农村已用上了天然气烧水煮饭。用某天然气灶将2L初温为20℃ 的水加热到100℃，共消耗天然气0.03m3，则水吸收的热量是 J；此天然气灶的 热效率为 。[已知c水=4.2×103J/(kg·C),9天然气=7.0×107J/m3] 2李华家新装的燃气热水器如图所示，铭牌标注能效等级为2级。国家规定能效等级为2级的 燃气热水器，其热效率值不低于88%。李华想通过洗澡来估测一下这款燃气热水器的能效等 级是否达标，于是他将燃气热水器的温度设定在40℃（即水从热水器流出的温度），某次洗澡 用水90kg,洗澡一次使用燃气0.2m3。已知进入热水器的冷水温度为5℃。[水的比热容c= 4.2×103J/(kg·℃)，燃气的热值q=7.0×107J/m3] (1)求消耗的燃气完全燃烧放出的热量。 (2)求水吸收的热量。 (3)通过计算判定该款燃气热水器能效等级是否达标。 室外日室内烟管 热水器 409℃ 热水阀中 热水管 个管 6/51 九物上高分专题第②遍 3.我国已经从餐饮废油（俗称“地沟油）中成功提炼出供飞机使用的生物航空煤油（以下简称 生物航煤)，其热值与传统的航空煤油热值相当，是一种绿色环保的能源。兴趣小组想知道生 物航煤热值的大小，于是完全燃烧了0.7kg的生物航煤给水加热，将40kg的水从20℃加热 到70℃，该加热装置的热效率为30%。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。求： (1)此过程中水吸收的热量。 (2)此过程中生物航煤完全燃烧放出的热量。 (3)生物航煤的热值。 4如图是我国自主研发的大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，这款飞机设计用于执行应急救援、 森林灭火和水上救援等多样化的特种任务。某次执行任务时，该飞机发动机以恒定的牵引力飞 行600m,消耗了50kg的航空燃油，工作效率为40%，燃油的热值9燃油=4.2×107J/kg。 请你计算： (1)50kg航空燃油完全燃烧放出的热量。 (2)飞机发动机的牵引力。 7/51 九物上高分专题第②遍 5,发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质。某辆以92号汽油为燃 料的汽车，其发动机的相关数据如表所示。表中空燃比指的是气缸内空气和汽油的质量比。求： 转速/(r/min) n 气缸内汽油和空气混合物的密度 气缸的工作容积 汽油的热值 q 发动机最大输出功率 空燃比 a1:a2 (1)汽车以速度v匀速运动时发动机的输出功率最大，此时汽车在时间内做的有用功。 (2)汽车完成一个工作循环时，气缸内吸入的汽油和空气混合物的质量是多少？汽油完全燃 烧放出的热量。 (3)当汽车以的速度匀速行驶时，发动机的效率。 8/51 九物上高分专题第②遍 6为达成中国对世界承诺的节能减排目标，加强政策扶持新能源经济战略，国家相关部门推出 太阳能屋顶计划（如图所示）。太阳能电池板的参数如下表所示，其中光电转换效率是指太阳 能电池板将光能转化为电能的效率。[煤的热值g=3×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/ (kg.℃)] 平均输出功率 200W 太阳能 块电池板面积 1.6m2 电池板 光电转换效率 10% (1)若中午时分， 太阳能电池板单位面积上单位时间接收到的光能为2500】，侧此时一块 太阳能电池板输出电能的实际功率是多少？ (2)小明家的屋顶面积达到2002，太阳能电池板依次相连平铺在屋顶，理论上他家屋顶 日输出电能的平均功率为多大？ (3)用太阳能发电代替发电效率为40%的火力发电站，按照第2问中的条件，小明家一天 (一天太阳能发电时间按8h计算)理论上可节约多少吨的煤？假设这些煤完全燃烧，可使 8400kg的水温度升高多少摄氏度？（结果保留整数） 9/51九物上高分专题第②遍 2热量、热效率计算 1.为加快农村绿色发展，很多农村已用上了天然气烧水煮饭。用某天然气灶将2L初温为20℃ 的水加热到100℃，共消耗天然气0.03m3，则水吸收的热量是 J；此天然气灶的 热效率为。 [已知c水=4.2×103J/(kg·C),9天然气=7.0×107J/m3] 答案：6.72×105 32% 解析：水的质量为m水=P水V水=1.0×103kg/m3×2×103m3=2kg,水吸收的热量为 Q吸=c水m水(t-to)=4.2×103J/kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J;天然气完 全燃烧放出的热量为Q放=9天然气V=7.0×10?J/m3×0.03m3=2.1×106J,该天然气灶 0吸=672×101=0.32=32%。 的热效率为】=0数21x10阿可 2李华家新装的燃气热水器如图所示，铭牌标注能效等级为2级。国家规定能效等级为2级的 燃气热水器，其热效率值不低于88%。李华想通过洗澡来估测一下这款燃气热水器的能效等 级是否达标，于是他将燃气热水器的温度设定在40℃（即水从热水器流出的温度），某次洗澡 用水90kg,洗澡一次使用燃气0.2m3。已知进入热水器的冷水温度为5℃。[水的比热容c= 4.2×103J/(kg·℃)，燃气的热值q=7.0×107J/m3] 室外品室内烟管 热水器 409℃ 指 热水阀 燃出冷水阀 Q入 热水管 气冷水管 个管 (1)求消耗的燃气完全燃烧放出的热量。 解：这些燃气完全燃烧放出的热量Q放=qV=7.0×10/m3×0.2m3=1.4×107】。 (2)求水吸收的热量。 7/81 九物上高分专题第②遍 答案：水吸收的量0吸=cm水At=4.2×103J/(kg℃)×90kg×(40℃-5℃)=1.323×107J。 (③)通过计算判定该款燃气热水器能效等级是否达标。 答案：该燃气热水器的热效率)8-0,945=945%>8%， 因此该款燃气热水器能效等级达标。 3我国已经从餐饮废油（俗称“地沟油中成功提炼出供飞机使用的生物航空煤油（以下简称 生物航煤)，其热值与传统的航空煤油热值相当，是一种绿色环保的能源。兴趣小组想知道生 物航煤热值的大小，于是完全燃烧了0.7kg的生物航煤给水加热，将40kg的水从20℃加热 到70℃，该加热装置的热效率为30%。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。求： (1)此过程中水吸收的热量。 解：水吸收的热量Q吸=c水m(t-to)=4.2×103J/kg·℃)×40kg×(70℃-20℃)=8.4×10J。 (2)此过程中生物航煤完全燃烧放出的热量。 解：根据=Q 知。生物航煤完全燃烧放出的热量Q收= 9吸=84x101】=2.8×107J。 30% (3)生物航煤的热值。 解：生物航煤的热值q=整-2=4×1071/kg。 m' 0.7kg 4如图是我国自主研发的大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600，这款飞机设计用于执行应急救援、 森林灭火和水上救援等多样化的特种任务。某次执行任务时，该飞机发动机以恒定的牵引力飞 行600m,消耗了50kg的航空燃油，工作效率为40%，燃油的热值9燃油=4.2×107J/kg。 请你计算： 8/81 九物上高分专题第②遍 (1)50kg航空燃油完全燃烧放出的热量。 解：燃油完全燃烧放出的热量 Q放=m燃油=50kg×4.2×107J/kg=2.1×109」。 (2)飞机发动机的牵引力。 解：南1一号得。牵引力做功为w=0数=0%×21×101=84×101 由W=Fs得，牵引力大小为F=”=841吗=1.4×10N。 600m 5发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质。某辆以92号汽油为燃 料的汽车，其发动机的相关数据如表所示。表中空燃比指的是气缸内空气和汽油的质量比。求： 转速/(r/min) 气缸内汽油和空气混合物的密度 p 气缸的工作容积 汽油的热值 发动机最大输出功率 空燃比 a1:a2 (1)汽车以速度v匀速运动时发动机的输出功率最大，此时汽车在时间t内做的有用功。 (2)汽车完成一个工作循环时，气缸内吸入的汽油和空气混合物的质量是多少？汽油完全燃 烧放出的热量。 (3)当汽车以的速度匀速行驶时，发动机的效率。 解：(1)由P=得，汽车在时间t内做的有用功为W有用=Pt。(2气缸内汽油和空气混合物的体积 等于气缸的工作容积为V,由p=得，汽油和空气混合物的质量m=pV,已知空燃比是 9/81 九物上高分专题第②遍 a:a2,则吸入汽油的质量m汽油=a1+a,” 2m=pV,完成一个工作循环时，汽油完全燃烧 a1十a2 放出的热量Q数=m失潘9=，pVq。(③)飞轮的转速是nr/mm,则1mn内完成的工作循环 数是号，则1mi内汽油完全燃烧释放的热量Q做=Q数=品 nazpVq ，发 动机的效率1= W有用三 Pt=2Pt(ata。 Q放 na2PVq nazpVq 2(a1+a2) 6为达成中国对世界承诺的节能减排目标，加强政策扶持新能源经济战略，国家相关部门推出 太阳能屋顶计划（如图所示）。太阳能电池板的参数如下表所示，其中光电转换效率是指太阳 能电池板将光能转化为电能的效率。[煤的热值q=3×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/ (kg·C)] 平均输出功率 200W 太阳能 块电池板面积 1.6m2 电池板 光电转换效率 10% (1)若中午时分，太阳能电池板单位面积上单位时间接收到的光能为2500】，则此时一块 太阳能电池板输出电能的实际功率是多少？ 解：太阳每秒钟照射到电池板每平方米上的光能约为2500，电池板面积1.62，光电转换 效率10%，所以太阳能电池板输出电能的实际功率：P输出=2500J/(s·m)×1.6m2× 10%=400W。 (2)小明家的屋顶面积达到2002，太阳能电池板依次相连平铺在屋顶，理论上他家屋顶 日输出电能的平均功率为多大？ 解：理论上他家屋顶日输出电能的平均功率为P输出-0×200m2=25×104W。 (3)用太阳能发电代替发电效率为40%的火力发电站，按照第2问中的条件，小明家一天 (一天太阳能发电时间按8计算)理论上可节约多少吨的煤？假设这些煤完全燃烧，可使 8400kg的水温度升高多少摄氏度？（结果保留整数） 10/81 九物上高分专题第②遍 解：由P-”可知，小明家-天输出的电能：W=P输出t=2.5×104W×8×3600s=7.2×10J; 由)号可知，煤完全燃烧需要放出的热量Q数=号7-18×101：由0数=m4可知，保 n 40% 的质量：m= -整=1x10L=60kg=0.06t;由题意知，Q吸=Q放=1.8×1091，由0吸=cm△t知. q 3×10]/kg Q吸 水温度升高的度数△t=。m=42x101g0×8400 1.8×109J -≈51℃。 11/81