热机效率专项练习1

试卷第1页，总4页《热机效率》计算大题专项练习一1．王大刚同学和家人在郊外野餐，用干木材烧水。铁锅内装有水，把水从加热至，已知水的比热容为。如果干木材的热值为1．2×107J/kg，它燃烧放出的热有被水吸收。求：（1）在这个过程中水吸收的热量？（2）在这个过程中需要完全燃烧多少千克的干木材？2．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。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×l07J/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?3．小芳家的太阳能热水器，水箱容积是。小芳进行了一次观察活动：某天早上她用温度计测得自来水的温度为，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为40℃。请你求解下列问题：（1）水箱装满水时，水箱中水的质量是多少？（2）水箱中水吸收的热量？[]（3）如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供，需要燃烧2．1m3，则煤气灶的效率为多少?（煤气的热值为）4．某太阳能热水器的水箱内装有50L的水，太阳光照射一段时间后，水温从20℃升高到80℃．水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），焦炭的热值是3×107J/kg．试求：（1）水吸收的热量是多少？（2）这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭？5．用锅炉将200kg水从20℃加热到100℃，消耗了6kg无烟煤．已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg．求：（1）锅炉内的水吸收的热量．（2）无烟煤完全燃烧放出的热量．（3）锅炉烧水时的热效率为多少．试卷第2页，总4页6．太阳能具有清洁无污染、可再生等优点，是最有开发前景的新能源之一。小明家新安装了一台容积为500kg的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到40℃．则：（1）在这4h内水吸收了多少热量?（2）若这些热量由效率为20％的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少焦炭?[水的比热容C水=4．2×103J／（kg·℃）焦炭的热值q=3．0×107J／kg]7．小洁家假期全家开车去某地旅游，下车时观察里程表确定汽车行驶225km，所用时间是2．5h，消耗汽油20L（假设汽油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为20kW。求：（1）汽车行驶过程的牵引力是多大？（2）汽车发动机的效率是多少？（已知汽油的密度为0．8×103kg/m3，汽油的热值为4．5×107J/kg）8．小兵同学想知道一辆小汽车的实际功率是多少，他从驾驶员师傅处了解到，该汽车100km耗油约7kg，从书上查得汽油的热值q=4.6×107J/kg，他又测出在平直公路上，人用644N的水平拉力可使汽车匀速前进（空气阻力不计）求：（1）该小汽车行驶100km，消耗的总能量是多少？（2）该小汽车匀速行驶100km，做的有用功是多少？（3）该小汽车的效率是多少？9．某辆小轿车油箱内装有32kg汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km．假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N．已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6×107J/kg．求：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油．10．某太阳能热水器中装有40kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到60℃，已知c水=4．2×103J/（kg•℃）．求：（1）热水器中的是所吸收的热量；（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？（天然气的热值为8．4×107J/m3，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）试卷第3页，总4页11．为了保障学生人身安全，目前已有一大批校车投入使用．如图为某小学专用校车，其质量为6.4t，每个轮子跟地面的接触面积为400cm2．这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km，用时10min，消耗柴油2L，受到阻力是1.8×103N．（柴油热值3.3×107J/kg，柴油的密度为0.85×103kg/m3，取g=10N/kg）求：（1）这段路程内发动机做的有用功．（2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量．（3）校车发动机的效率．12．一辆汽车每消耗5㎏汽油可获得5．75×107J的机械能,求汽车的效率。汽车水箱中加入30㎏20℃的水，一段时间后水温上升60℃，则这些水吸收的热量是多少？（汽油热值为4．6×107J/㎏）13．水壶里装有2kg、20℃的水，用煤气炉具将其加热至沸腾，共消耗0.045m3的煤气．已知当时为1标准大气压，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），1标准大气压下煤气的热值为3.9×107J/m3．求：（1）烧开这壶水，水吸收的热量是多少？（2）0.045m3的煤气完全燃烧产生的热量是多少？（3）煤气炉具烧开这壶水的热效率是多少？（百分号前保留整数）14．质量为2.5t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有5t的砂石，已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.2倍，汽车先以15m/s的速度在平直公路上匀速行驶到山坡底，消耗汽油2kg，然后又以额定功率行驶100s的时间，将砂石从坡底运送到50m高的坡顶施工现场（g=10N/kg），求：（1）2kg的汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值取4.5×107J/kg）（2）汽车在平直公路上匀速行驶的功率为多少？（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？15．某家用轿车，重为1．5×104N，当车以72km/h的速度匀速直线行驶了0．5h，消耗汽油3kg，期间车受到的阻力为车重的0．08倍。已知汽油的热值为4．6×107J/kg，在此过程中，求：（1）车通过的路程；（2）牵引力做功的功率；（3）汽车发动机的效率。试卷第4页，总4页16．焚烧农作物秸秆不仅造成严重的环境污染，还造成大量能源的浪费，研究表明，秸秆的热值为0.75×103J/kg．（1）我国第一家秸杆发电厂．已经开始正式发电．从此．中国电网里出现了由农民“种”出来的电流．据了解，我国每年仅农作物秸杆产量大约就有6亿吨（合6×1011kg）．如果这些秸杆完全燃烧可放出多少焦耳的热量用于发电？（2）某农户锅内盛水15kg．如果通过燃烧秸杆的方式将这些水从20℃加热到100℃．共需要多少千克的秸杆？（设这些秸秆完全燃烧，且放出的热量有21%被水吸收）17．如图所示为我省夥县境内的一段盘山公路．以汽油为燃料的旅游下沿该盘山公路以36km／h的速度匀速行驶，经过20min从山脚到达山上目的地。已知汽油完全燃烧释放的能量可以转化为旅游车做功的效率只有30％，旅游车上山时的牵引力恒为104N，汽油热值g=4．6×107j／kg．求：（1）旅游车上山时牵引力做功的功率为多大?（2）旅游车从山脚到目的地消耗的汽油是多少千克?（保留一位小数）18．一辆重1×104N的汽车在水平路面匀速运动，所受阻力为920N，汽车牵引力的功率为9.2kW，其汽油发动机效率为20%（汽油热值是4.6×107J/kg）．若汽车运动100s，求：（1）牵引力做了多少功？（2）汽车通过的距离多长？（3）发动机消耗汽油质量是多少？19．小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．请你求解下列问题：（1）水吸收的热量；（c水=4.2×103J/（kg•℃））（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧天然气来提供，而燃气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少天然气？（天然气的热值为q=3.5×107J/kg）20．随着“西气东输”，的推进，天然气进入市民家庭．小明家已经开始使用天然气了。小明在水壶里放入5L、20℃的水，记录下当时的气量表示数是134．731m3；随后点火并将火调至最大烧水，开始同步计时；当水烧至沸腾时，气量表读数为134．941m3，需时24min，小明查到天然气热值约为4．0×107J/m3，烧开这壶水，水需要吸收多少热量？小明家天然气炉具的效率是多少？[1标准大气压，c水=4．2×103J/（kg℃）]本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第1页，总6页参考答案1．（1）1．68×106J；（2）1．4kg【解析】试题分析：（1）水吸收的热量：Q吸=cm水（t-t0）=4．2×103J/（kg•℃）×5kg×（98℃-18℃）=1．68×106J（2）由η=Q吸/Q放得干木材燃烧需放出热量：Q放=Q吸/η=1．68×106J/10%=1．68×107J，由Q放=mq得需要的干木材：m木炭=Q放/q=1．68×107J/1．2×107J/kg=1．4kg考点：热量的计算2．（1）6．3×107J；（2）2．04×108J；（3）30．9%【解析】试题分析：（1）由Q吸=c水m水△t=4．2×103J/（kg•℃）×200kg×（100℃-25℃）=6．3×107J；（2）由Q放=m煤q煤=3．4×107J/kg×6Kg=2．04×108J；（3）由公式η=Q吸/Q放×100%=6．3×107J/2．04×108J×100%=30．9%；考点：热平衡方程的应用3．（1）200kg；（2）1．512×107J；（3）40%【解析】试题分析：（1）水的体积：V=200L=200dm3=0．2m3，由ρ=m/V可得，水的质量：m=ρV=1．0×103kg/m3×0．2m3=200kg，（2）水箱中水吸收的热量：Q吸=cm（t-t0）=4．2×103J/（kg•℃）×200kg×（40℃-22℃）=1．512×107J；（3）煤气完全燃烧释放的热量：Q放=Vq=2．1m3×1．8×107J/m3=3．78×107J，煤气灶的效率：η=Q吸/Q放×100%=1．512×107J/3．78×107J×100%≈40%。考点：热量的计算4．（1）水吸收的热量是1.26×107J；（2）这些能量相当于完全燃烧0.42kg焦炭放出的热量【解析】试题分析：（1）水的体积V=50L=50×10﹣3m3，由ρ=得水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×50×10﹣3m3=50kg，水吸收的热量：Q吸=cm水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（80℃﹣20℃）=1.26×107J；（2）焦炭燃烧需放出的热量：Q吸=Q放═1.26×107J；由Q放=mq得需要焦炭的质量：m炭===0.42kg．5．（1）100㎏水烧开吸收的热量是6.72×107J．（2）3㎏无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04×108J．（3）此锅炉效率是32.9%【解析】本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第2页，总6页试题分析：（1）∵m=200kg，c=4.2×103J/（kg•℃），t=100℃，t0=20℃，∴水吸收的热量为：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×107J/（kg•℃）×200kg×（100℃﹣20℃）=6.72×107J．（2）∵m无烟煤=6kg，q=3.4×107J/kg，∴无烟煤完全燃烧放出的热量为：Q放=m无烟煤q=6kg×3.4×107J/kg=2.04×108J．（3）此锅炉效率：η=×100%=×100%≈32.9%．答：（1）100㎏水烧开吸收的热量是6.72×107J．（2）3㎏无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04×108J．（3）此锅炉效率是32.9%．6．（1）4．2×l07J；（2）7kg【解析】试题分析：（1）水吸收的热量Q吸=cm水（t-t0）=4．2×103J/（kg•℃）×500kg×（30℃-10℃）=4．2×l07J；（2）因为Q吸=ηQ放=ηmq，所以需要焦炭的质量：m炭=Q吸/ηq=4．2×107J/20%×3×107J/kg=7kg。考点：太阳能热水器中的热量计算；热平衡方程的应用7．（1）800N（2）25%【解析】试题分析