熱機效率計算題

..熱機效率計算題1、為了利用太陽能資源,節(jié)約經營成本,崇左市某大型賓館在樓頂安裝了10臺相同的太陽能熱水器,每臺熱水器的水箱容積為200L。在夏季光照條件下,一滿箱15℃的水經白天太陽能加熱,溫度可達到65℃。已知水的比熱容為4.2×103J/〔kg·℃,天然氣的熱值為8.4×107J/kg。求：〔110臺熱水器裝滿水時,溫度從15℃升高到65℃吸收了多少熱量？〔3分〔2若這些熱量由完全燃燒的天然氣提供,需要多少千克天然氣？〔2分2、某中學為學生供應開水,用鍋爐將200kg的水從25℃加熱到100℃,燃燒了6kg的無煙煤。水的比熱容是4.2×103J／<kg·℃>,無煙煤的熱值是3.4×l07J／kg。求：<1>鍋爐內的水吸收的熱量是多少?<2>無煙煤完全燃燒放出的熱量是多少?<3>此鍋爐的效率是多少3、某型號小轎車油箱的容積是60升,所用的燃料是密度為0.71×103kg/m3的汽油?！?該車油箱最多能裝多少kg的汽油？〔2如果該車的總質量是1500kg,4個車輪的輪胎對地面的壓強都是2×105Pa,求車的總重量是多少？車與地面接觸的總面積是多少<g取10N/kg>？〔3該車以20m/s的速度勻速行駛100km時消耗的燃料是5kg,如果汽油的熱值是4.6×107J/kg,汽車發(fā)動機的輸出功率是12kW,求有用功和發(fā)動機的熱機效率分別是多少〔保留兩位有效數(shù)字？4、隨著生活條件的改善,小明家住上了新樓房,新樓使用的是天然氣。小明想：將一壺水燒開究竟需要多少天然氣呢？他通過實踐收集如下數(shù)據：水壺里放入2000cm3、20℃的水,大火加熱直至沸騰。又在物理書中查到天然氣熱值為8×107J/m3。［氣壓為1標準大氣壓；c水＝4.2×103J／<kg·℃>］〔1燒開這壺水,水需要吸收多少熱量？〔2如果小明家天然氣爐具的效率是40%,燒開這壺水,需要燃燒多少m3的天然氣？5、小明家的太陽能熱水器,水箱容積是200L。小明進行了一次觀察活動：某天早上,他用溫度計測得自來水的溫度為20℃,然后給熱水器水箱送滿水,中午時"溫度傳感器"顯示水箱中的水溫為45℃。請你求解下列問題：<1>水吸收的熱量[c水=4．2×103J／<kg·℃>]<2>如果水吸收的這些熱量,由燃燒煤氣來提供,而煤氣灶的效率為40％,求至少需要燃燒多少千克煤氣<煤氣的熱值為q=4．2×107J／kg>6、東風悅達汽車是我市最大的汽車生產企業(yè)。該廠某型號車在車型測試中,在一段平直的公路上勻速行駛50km,受到的阻力是1.0×103N,消耗燃油4×10－3m3〔假設燃油完全燃燒。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3,熱值q＝4×107J/kg,求：〔1專用車牽引力所做的功。〔2已知熱機效率η＝〔式中W為熱機在某段時間內對外所做的功,Q為它在這段時間內所消耗的燃油完全燃燒所產生的熱量,則該專用車的熱機效率是多少？7、每到夏收季節(jié),XX農村大量農作物秸稈在田間被隨意焚燒,如圖,這不僅造成資源浪費、環(huán)境污染,而且極易引發(fā)火災等。為解決這一問題,現(xiàn)已研制出利用秸稈生產的節(jié)能環(huán)保型燃料——稈漿煤。若燃燒稈漿煤〔熱值為2.4×107J/kg,使50kg、20℃的水溫度升高到80℃。求：〔1水需要吸收的熱量?！?如果稈漿煤燃燒釋放的熱量有30%被水吸收,需要完全燃燒多少千克稈漿煤。8、液化石油氣的熱值高達4.6×107J/kg,一些不法商販為謀取暴利,常將液化石油氣與價格低廉、熱值僅為2.9×107J/kg的二甲醚混合裝入鋼瓶內銷售給客戶．質監(jiān)局對某液化石油氣站銷售的瓶裝燃氣進行檢測：將質量為100kg、初始溫度為31℃的水裝入容器內,用高效爐灶燃燒瓶內燃氣加熱容器中的水直至100℃恰好沸騰,瓶內燃氣消耗了0.84kg．通過高效爐灶,水能吸收燃氣完全燃燒釋放熱量的75%．已知水的比熱容為c水=4.2×103J/<kg·℃,問：<1瓶內燃氣的熱值是。<2該液化石油氣站銷售的瓶裝液化石油氣有無摻混二甲醚？9、有一款太陽能熱水器,銘牌上的部分參數(shù)如下表所示,將它安裝在陽光充足的水平臺面,并注滿水。<1>若它的底部支架與水平臺面的接觸面積為0.3m2,求它對臺面的壓力和壓強<取g=10N/kg>．<2>某城市<晴天>平均每平方米的面積上,每小時接收的太陽能約為2.8×106J,若該熱水器接受太陽能的有效面積為1.5m2,每天日照時間按8h計算,則它一天中接收的太陽能<E>約為多少?若這些太陽能有60％被熱水器中的水吸收,則可使水溫升高多少?〔C水=4.2×103<J／kg?℃>,在標準大氣壓下,該城市水的原來溫度不超過32℃型號JL一88水容量／L80自身質量／kg4010、20XX上海世博會通過大面積推廣應用太陽能等以低能耗、低污染、低排放為特點的綠色環(huán)保技術,來體現(xiàn)"城市,讓生活更美好"的主題。如圖21所示的太陽能熱水器,它的水箱容量為120L,熱水器上的集熱器對太陽能的利用效率為40%,在與陽光垂直的地球表面上每平方米得到的太陽輻射功率約為P=1400W。如果將整箱水的溫度從20℃加熱到70℃,需要陽光照射5h,那么：〔1一箱水需要吸收的熱量是多少？〔2熱水器上集熱器的面積至少要多大？［水的比熱容是：4.2×103J/<kg·℃>］11、小明家新買了一個家用電熱水壺,其有關的技術參數(shù)如圖所示．他根據自己所學的相關物理知識想對新水壺進行一下驗證,于是在家里做起了實驗．他先把水倒入水壺標定容量處,用溫度計測出水的初溫是20℃,然后接通電源,同時開始記錄時間,他發(fā)現(xiàn)電熱水壺正常工作5min水便燒開了〔設當時的氣壓為一標準大氣壓．[1L＝10－3m3；C水＝4.2×103J/<kg·℃>]求：<1>燒開這壺水吸收的熱量

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J；<2>電熱水壺消耗的電能

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J；<3>比較<1>、<2>兩問所得的數(shù)據,請你做出合理解釋〔寫出一種即可

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．12、設計汽車發(fā)動機時,既要考慮能量的利用效率,也要考慮發(fā)動機的冷卻問題．<1>為了防止發(fā)動機過熱,汽車的冷卻系統(tǒng)常用水的循環(huán)來降低發(fā)動機的溫度.5kg水在冷卻系統(tǒng)中升高50℃,所吸收的熱量是多少？[C水＝4.2×103J/<kg·℃>]<2>柴油在某汽車發(fā)動機汽缸內燃燒時,如果每分鐘釋放1.2×107J的能量,發(fā)動機輸出的功率是8.5×104W,則此汽車發(fā)動機的效率是多少？13、用天然氣灶燒水,燃燒0.5m3的天然氣,使100kg的水從20℃升高50℃．已知,水的比熱容c=4.2×103J/<kg·℃>,天然氣的熱值q=7.0×107J/m3求：<1>0.5m3天然氣完全燃燒放出的熱量Q放．<2>水吸收的熱量Q吸．<3>燃氣灶的效率η．14、某家庭每天需要將50kg、20℃的水加熱到60℃作為生活用熱水,他們利用煤氣灶燒水,需燃燒0.8kg煤氣．已知煤氣的熱值q＝4.2×107J/kg,水的比熱容c＝4.2×103J/〔kg·℃．求：〔150kg、20℃的水加熱到60℃,需吸收的熱量；〔2完全燃燒0.8kg煤氣放出的熱量；〔3煤氣灶燒水的熱效率．15、某鍋爐將水從25℃加熱到100℃消耗了6kg無煙煤,已知水的比熱容是4.2×103J/<kg·℃>,無煙煤的熱值是3.4×107J/kg,求：〔1鍋爐內200kg水吸收的熱量是多少？〔2完全燃燒6kg無煙煤放出的熱量是多少？〔3燒水過程中,鍋爐的效率是多少？16、隨著人們生活水平的日益提高,小汽車越來越多地走進了百姓人家。一輛使用汽油為燃料的小汽車,以72km／h的速度在水平路面上勻速行駛時,發(fā)動機的實際功率為20kW。若小汽車行駛的距離為100km,汽油的熱值g=4.6×107J／kg,小汽車發(fā)動機的效率為25％。求小汽車在這段路程中：<1>運動的時間；<2>發(fā)動機所做的功；<3>消耗汽油的質量。參考答案一、計算題1、4.2×10852、?J／<kg·℃>×200kg×〔100℃-25℃=6.3×107J〔2分?J／kg=1.44×108J〔2分?=×100%=44%〔2分3、〔1〔2〔3發(fā)動機的效率4、解：〔1當開關S1閉合、S2、S3斷開,且滑片滑到a時,電路中只有燈L連入電路,L正常發(fā)光,U=U額=6V即電源電壓為6V…………〔2分〔2L正常發(fā)光時I實=I額=0.5A……………〔1分根據歐姆定律I=得：

…〔1分<3>當開關S1、S2、S3都閉合且滑片滑到中點時,電阻R1、R2并聯(lián)。依題意：R2′=R2=×12…………〔1分I=I1＋I2=0.5A+1A=1.5A即為電流表的示數(shù)…………〔2分P總=UI=6V×1.5A=9W

…………〔1分答：略5、<1><3分>Q=cm△t=4．2×103×200×<45-20>=2．1×107J<2><3分1.25kg6、〔1因為專用車勻速行駛,所以牽引力F＝f＝1.0×103N牽引力做的功W＝Fs＝1.0×103N×50×103m＝5×107J〔2消耗燃油的質量：m＝ρV＝0.8×103kg/m3×4×10－3m3＝3.2kg燃油完全燃燒所產生的熱量：Q＝mq＝3.2kg×4×107J/kg＝1.28×108J熱機效率η＝＝39%7、〔11.26×107J,〔2約1.8kg8、〔12.898X107J〔2摻混二甲醚9、??一天中接收的太陽能為?所以10、解：〔1由ρ＝m/V得：…………1分m＝ρV水＝1×103kg/m3×0.12m3＝120kg………1分水吸收的熱量：Q水吸＝cm<t2－t1>…………………1分＝4.2×103J/<kg·℃>×120kg×<70℃－20℃>＝2.52×104J………………1分〔2這臺太陽能熱水器獲得的輻射功率：P太＝S×1.4kW/m2………1分由：P＝W/t可得：…………………1分太陽照射5h獲得的太陽能：W熱＝P太t＝S×1.4kW/m2×5h…1分由：η＝W有/W熱可得：…………1分Q水吸＝W有＝S×1.4kW/m2×5h×40%………1分熱水器集熱器面積：S＝Q水吸/〔1.4kW/m2×5h×40%＝2.5m2………………………1分另解：〔1由：ρ＝m/V得：………………………1分m＝ρV水＝1×103kg/m3×0.12m3＝120kg……1分水吸收的熱量：Q水吸＝cm<t2－t1>………………1分＝4.2×103J/<kg·℃>×120kg×<70℃－20℃>＝2.52×104J＝7.0kW·h……………………1分〔2太陽輻射的總能量,由：η＝W有/W總可得：………1分W總＝W有/η＝Q水吸/η＝17.5kW·h………………1分太陽輻射的總功率：P總＝W總/t……………