一、热机效率。
1.一辆氢气动力试验汽车10min内在平直路面上匀速行驶了1.2×104m,消耗了0.
1 5kg的氢气.此过程中汽车发动机产生的牵引力为1.0×103n(氢气的热值取1.4×108j/kg ).则:
1)氢气燃烧产生的热量;(2)汽车的牵引力做的功;(3)汽车发动机的效率.
2.如图所示为fdp30c型柴油水泵机组(水泵机组动力由柴油机提供),它的优点是重量轻、体积小、功率大;省时、省油、省心.该水泵机组的效率为40%,正常工作1小时可以将54m3的水抽到20m高处,请计算这个过程中:(g=10n/kg,q柴油=4.
3×107j/kg).
1)水泵机组对水做了多少功?(2)水泵机组的有用功功率是多少?
3)水泵机组消耗多少柴油?(结果保留两位小数)
3、如图所示,在青海玉树抗震救灾中,解放军部队某战士用150kw的铲车清理废墟。若铲车用5s匀速推进了3m,然后将1.5t的建筑废料举高3m装车运走,整个过程是连续的。
若柴油发动机的热效率为35%。(q柴油=3.3×107j/kg)求:
1)在推土过程,铲车受到的阻力。 (2)在举高过程,铲车所做的功。
3)整个过程消耗柴油多少千克?
4、如图为汽油机做功冲程的示意图。若某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60mm(面积近似取s=3.0×10-3m2),活塞冲程长度为l=0.
06m,某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p=1.0×106pa,活塞以n=1380次/分钟作往复运动,活塞往复运动两次,对外做功一次。
1)汽油机在此工作状态下对外做功一次所做的功是多少?(2)汽油机在此工作状态下的功率是多少?(3)如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油,那么汽油机把内能转化为机械能的效率是多少?
(q汽油=4.6×107j/kg、不计摩擦)
5、质量为0.5kg的铝壶里装着5kg温度为20℃的水。将铝壶放在煤炉上加热,炉子的效率为20%,问燃烧多少kg的无烟煤才能将水烧开?
(外界气压为1个标准大气压,6、用煤气灶既方便又环保,一般的煤气灶正常工作时。15min可使质量为4kg、温度为23℃的水沸腾,该城市水的沸点为93℃,求:
水吸收的热量;⑵若煤气灶放出的热量70%被水吸收,煤气灶实际放出的热量为多少。
7、小红家里原来用液化石油气烧水,每天用60℃的热水100kg。她参加“**性学习”活动后,在老师和同学的帮助下,制造了一台简易的太阳能热水器。(1)若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃,这些水吸收的热量是多少?
(2)若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收,她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg?(液化石油气的热值是8.0×107j/kg)(3)请你说出太阳能热水器的优点。
(至少说出一条)
二、锅炉、燃气灶、燃气热水器的热效率。
1、某野外考察队员使用酒精炉烧水,使1kg的水的温度升高了80℃,完全燃烧了22.4g的酒精.水的比热容是4.2×103j/(kg℃),酒精的热值是3.
0×107j/kg.试求:
1)水吸收的热量是多少?(2)酒精完全燃烧放出的热量是多少?(3)该酒精炉的效率是多少?
2、用燃气灶烧水,燃烧2kg的煤气,使200kg的水从20℃升高到70℃,已知水的比热容为4.2×103j/(kg℃),煤气的热值为4.2×107j/kg.求:
(1)2kg煤气完全燃烧放出的热量. (2)水吸收的热量. (3)燃气灶烧水的效率.
3、 某家庭用燃气热水器将质量为100kg,温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完成燃烧).已知水的比热容为4.2×103j/(kg℃),天然气的热值为3.2×107j/m3.求:
1)天然气完全燃烧放出的热量; (2)水吸收的热量; (3)该热水器工作时的效率.
4、太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一,若某天太阳能热水器在有效照射时间内,将热水器中体积为100dm3,初温为20℃的水温度升高到40℃.
1)求出热水器中的水吸收的热量q.(2)若改用煤气锅炉来加热这些水,需要完全燃烧0.7m3煤气,请计算出锅炉的效率(煤气的热值q=4.0×107j/m3).
5、在1个标准气压下,完全燃烧200g焦炭所放出的热量恰好把初始温度是20℃、质量为10kg的水加热至沸腾.已知:水的比热容为4.2×103j/(kg℃),焦炭的热值为3.
0×107j/kg.求:
1)焦炭完全燃烧放出的热量.(2)水吸收的热量.(3)此过程的热效率.
6、吃早饭的时候,妈妈用热水给小雪加热袋装牛奶,已知袋上标有250ml,为了使这袋牛奶的温度由15oc升高到35oc,妈妈至少要用100oc的热水多少千克?[设该牛奶的比热容为2.5×103j/(牛奶密度为1g/cm3 ,不计热量损失]
7、 某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10l水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线.若在6min内完全燃烧了0.3kg的煤,水的比热容为4.2×103j/(kg℃),水的密度为l.
0×l03kg/m3,煤的热值约为3×107j/kg.求:(1)煤完全燃烧产生的热量;(2)经过6min时间加热,水所吸收的热量;(3)煤炉烧水时的热效率.
8、太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息。
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能.
求:(1)水在10h内吸收的热量;(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少m3的天然气;(天然气的热值为8.4×l07j/m3,天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收)(3)该太阳能热水器的能量转化效率.
8、如图简易太阳能热水器受光面积1.2m2,内装80k**,太阳每分钟辐射到1m2面积上水吸收的热量是7.56×104j。
问:(1)太阳能热水器内壁为什么涂成黑色?
(2)20℃的水晒3h后水温达多少度?
3)煤气的燃烧值是4.2×107j/kg,若煤气灶的效率为40%,烧热这些水需燃烧多少煤气?
10、小王学习了有关热学的知识后,知道水的比热容是4.2×103j/(kg℃).
1)如果小王用燃气灶将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃,则水需要吸收多少热量?
2)若小王烧水用的燃气灶使用的是热值为4.2×107j/kg的煤气,且燃气灶烧水时的热效率(热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比)为20%,则实际消耗的煤气为多少千克?
3)为了节约能源,小王对燃气灶进行了改进,使燃气灶的热效率得到了提高.若小王在同样的条件下将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃,可比原来节省0.04kg的煤气,则现在燃气灶烧水时的热效率为多少?
年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术,来体现“城市,让生活更美好”的主题。如图21所示的太阳能热水器,它的水箱容量为120l,热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%,在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为p=1400w。如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃,需要阳光照射5h,那么:
(1)一箱水需要吸收的热量是多少?(2)热水器上集热器的面积至少要多大?[水的比热容是:
4.2×103j/(kg·℃)
12、设计汽车发动机时,既要考虑能量的利用效率,也要考虑发动机的冷却问题。
(1)为了防止发动机过热,汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度,5k**在冷却系统中升高50℃,所吸收的热量是多少?(c水=4.2×103j/(kg℃))
(2)柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时,如果每分钟释放1.2×107j的能量,则该汽车每分钟的耗油量是多少?(柴油的燃烧值是3.3×103j/kg)
3、热平衡方程的综合应用(q放=q吸,根据q放=mq,q放=vq求需要燃料的质量、体积)
1、某工厂利用地热温泉水辅助冬季供暖.地热温泉每天出水量为2.5×104kg,温泉水的初温是80℃,供暖后温度降低到40℃.温泉水的比热容是4.2×103j/(kg℃).试求:
1)这些温泉水每天放出的热量是多少?(2)若这些热量由热值为3.0×107j/kg的焦炭提供,至少需要完全燃烧多少千克的焦炭?
2、.用酒精炉将2.0kg的水从20℃加热到70℃,不考虑热量损失.酒精热值3.0×107j/kg;水的比热容4.2×103j/(kg℃).则:
1)水吸收的热量是多少?(2)至少需燃烧多少克酒精?
年5月18日,中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功,实现了我国天然气水合物开发的历史性突破.可燃冰清洁无污染,储量巨大,是一种非常理想的新型能源.可燃冰的热值很大,是天然气热值的10倍以上,若按15倍计算.[c水=4.2×103j/(kg℃),天然气的热值q=7.0×107j/m3]求:
1)体积为0.0lm3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少?
2)若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收,则水升高的温度是多少?
4、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)水箱中水的质量;水吸收的热量【c水=4.
2×103j/(kg·℃)
2)如果水吸收的这些热量,由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为40%,求至少需要燃烧多少煤气(煤气的热值为q=4.2×107j/kg) (3)燃气灶烧水的效率.
5、小王学习了有关热学的知识后,知道水的比热容是4.2×103j/(kg℃).
1)若小王用燃气灶将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃,则水需要吸收多少热量?
2)若小王烧水用的燃气灶使用的是热值为4.2×107j/kg的煤气,且燃气灶烧水时的热效率(热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比)为20%,则实际消耗的煤气为多少千克?
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