第十章專題訓(xùn)練3.與效率相關(guān)的計算課件北師大版物理九年級全一冊

第十章機械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化專題訓(xùn)練3.與效率相關(guān)的計算1．如圖所示的是某四沖程汽油機的________沖程，若飛輪的轉(zhuǎn)速是3000r/min，則每秒鐘對外做功_______次；某段時間該汽油機消耗汽油0.2kg，汽油完全燃燒放出的熱量是__________J。(q汽油＝4.6×107J/kg)做功返回9.2×106252．某家庭用的天然氣熱水器，將20kg的水從10℃加熱到60℃，完全燃燒0.21m3的天然氣。已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值為4×107J/m3，試求：(1)天然氣完全燃燒放出的熱量是多少？解：0.21m3天然氣完全燃燒放出的熱量Q放＝Vq＝0.21m3×4×107J/m3＝8.4×106J。(2)該熱水器燒水的效率是多少？解：水吸收的熱量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(60℃－10℃)＝4.2×106J。返回(3)如果完全燃燒0.21m3天然氣放出的熱量的70%用來對小轎車做功，以1000N的動力進行牽引，可使轎車行駛多遠？解：小轎車做的機械功W＝ηQ放＝70%×8.4×106J＝5.88×106J。根據(jù)W＝Fs可知轎車行駛的距離為3．如圖所示的為四沖程汽油機工作時的________沖程，若其效率為30%，消耗100g汽油，對外做功__________J。若水箱中5kg的水由20℃升高到100℃,水吸收__________J的熱量。[q汽油＝4.6×107

J/kg,c水＝4.2×103J/(kg·℃)]返回壓縮1.38×1061.68×1064．中國首次火星探索任務(wù)“天問一號”探測器的成功發(fā)射，是我國綜合國力和創(chuàng)新能力提升的重要標(biāo)志。目前運載火箭一般使用液態(tài)氫作為燃料、液態(tài)氧作為助燃劑。火箭燃料的發(fā)展如表1所示，表2是一些燃料的熱值。表1推進劑第一代第二代第三代第四代燃料

氧氣和汽油混合偏二甲肼煤油液態(tài)氫氧化劑四氧化二氮液態(tài)氧液態(tài)氧表2燃料熱值燃料熱值汽油4.6×107J/kg煤油4.6×107J/kg柴油4.3×107J/kg氫1.4×108J/kg熱值大(1)使用氫作為燃料的主要優(yōu)點是________和________。無污染(2)某火箭發(fā)射時攜帶了3×104kg液態(tài)氫燃料，這些燃料完全燃燒最多能將多少千克初溫為20℃的水加熱至沸騰？[當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，c水＝4.2×103J/(kg·℃)]解：氫燃燒后釋放的熱量Q放＝mq＝3×104kg×1.4×108J/kg＝4.2×1012J。水吸收的熱量Q吸＝Q放＝4.2×1012J。由Q吸＝c水m水(t－t0)可知，(3)氫能源車的發(fā)動機工作時將液態(tài)氫轉(zhuǎn)化為氫氣在汽缸中燃燒。某次測試中，一輛氫能源車以70kW的功率勻速行駛0.5h，消耗了2kg燃料，求該發(fā)動機的效率？解：2kg氫完全燃燒釋放的熱量Q1＝m1q＝2kg×1.4×108J/kg＝2.8×108J，汽車發(fā)動機做的功W＝Pt＝70×103W×0.5×3600s＝1.26×108J，發(fā)動機的效率返回5．圖甲是某便攜式丁烷燃氣爐，若丁烷的熱值為9×107J/kg，用該燃氣爐燒水時，則每2分鐘完全燃燒0.014kg的丁烷放出的熱量為________J；甲由圖乙可以判斷出在燒水過程中，________(填“0～2min”“2～4min”或“4～6min”)時的熱效率高，若水的質(zhì)量為3kg，該時間段的熱效率為________。[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)]【答案】1.26×106；0～2min；30%【點撥】丁烷完全燃燒放出的熱量為Q放＝mq＝0.014kg×9×107J/kg＝1.26×106J；圖乙中，在0～2min時間內(nèi)，水的溫度升高得多，所以該時間段熱效率高；水吸收的熱量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×3kg×(50℃－20℃)＝3.78×105J，熱效率：返回6．小明在燃燒皿中放入酒精，對300g水加熱，待酒精燃盡后水溫升高了50℃，則水吸收的熱量為________J。若熱效率為42%，則燃燒前酒精的質(zhì)量為________g。水的內(nèi)能是通過________的方式增加的。[已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)；酒精的熱值為3.0×107J/kg]【點撥】水的質(zhì)量為m＝300g＝0.3kg，水吸收的熱量為Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg×50℃＝6.3×104J。返回【答案】6.3×104；5；熱傳遞改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞兩種方式，用酒精燃燒給水加熱屬于用熱傳遞的方式增加水的內(nèi)能。7．太陽能安全、清潔、無污染，幾乎可以說是一種取之不盡、用之不竭的永久性能源，當(dāng)太陽光垂直照射到采光面時，1m2采光面在1s內(nèi)接收到的太陽輻射能約為1×103J，下表列出了某種品牌太陽能熱水器的有關(guān)數(shù)據(jù)：假設(shè)太陽光垂直照射到集熱管采光面上，則利用這種太陽能熱水器將滿箱的水由25℃加熱到45℃。求：水箱容積(V)0.1m3集熱管采光面積(S)0.8m2效率(η)50%使用年限15年(1)水的質(zhì)量為多少千克？解：水的質(zhì)量為m＝ρ水V＝1×103kg/m3×0.1m3＝100kg。(2)水吸收的熱量為多少焦耳？

解：水吸收的熱量為Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(45℃－25℃)＝8.4×106J。(3)需要多久時間？[ρ水＝1×103k