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期末提优(八)计算题:热量与热机效率
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题型1 热源的加热效率计算
1.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3 000 J 的热量.通过商家了解,在标准大气压下,用该燃气炉将 1.25 kg水从40℃加热到沸腾用时250 s.[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10 000 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?
题型2 热机的效率计算
2.(2025·镇江新区期中)轿车采用氢气燃料工作,发动机的效率为50%.某次,该轿车在水平路面上以恒定功率 P 做直线运动,v-t图像如图所示.已知汽车(包括司乘人员)的总质量为1 500 kg,汽车行驶过程中所受阻力大小为车重的0.1倍,氢气的热值 取 10 N/ kg.
(1)求汽车所受阻力的大小.
(2)求在10~15 s内汽车牵引力做的功W₁.
(3)该轿车保持此功率持续行驶1 h,需要消耗多少氢气?
期末提优(八)计算题:热量与热机效率
1.(1)42% (2)3.6×10⁷J/ kg (3)3个
解析:(1)燃气炉烧水时的效率是 100%=42%.
(2)该燃气炉所使用燃料的热值是
q=10 000 W·h/ kg=10 000 W×3 600 s/ kg=3.6×10⁷ J/ kg,
(3)由表格中数据得,小林在这次户外野炊需要的热量为
Q放总=3 000 W×(8×3+10×2+8×2)×60s=1.08×10⁷J,
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
2.(1)1 500 N (2)7.5×10⁴J (3)0.72kg
解析:(1)汽车行驶过程中所受阻力大小平均为车重的0.1倍,汽车所受阻力的大小为
f=0.1C=0.1mg=0.1×1 500 kg×10 N/ kg=1500 N;
(2)由图知在10~15s内汽车做匀速直线运动,牵引力等于阻力,牵引力为1500 N,根据s=vt计算行驶路程为
s= vt=10m/s×(15~10)s=50m,
在 10~15s内汽车牵引力做的功
(3)该轿车功率为
该轿车保持此功率持续行驶1 h,有用功为
根据 氢气燃烧释放热量为
需要消耗氢气质量为
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