1、热 机 效 率 计 算 题1、为了利用太阳能资源，节约经营 成本，崇左市某大型宾馆在楼顶安装了 10 台相同的太阳能热水器，每台热水器的水箱容积为 200L。在夏季光照条件下，一满箱 15的水经白天太阳能加热，温度可达到 65。已知水的比热容为4.2103J/（kg），天然气的热值为 8.4107J/kg。求：（1）10 台热水器装满水时，温度从 15升高到 65吸收了多少热量？（3 分）（2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？（2 分）2、某中学为学生供应开水，用锅炉将 200 kg 的水从 25加热到 100，燃烧了 6 kg 的无烟煤。水的比热容是 4.2 10 3
2、J(kg)，无烟煤的热值是 3.4l 0 7 Jkg。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、某型号小轿车油箱的容积是 60 升，所用的燃料是密度为 0.71103kg/m3的汽油。（1）该车油箱最多能装多少 kg 的汽油？（2）如果该车的总质量是 1500kg，4 个车轮的轮胎对地面的压强都是 2105Pa，求车的总重量是多少？车与地面接触的总面积是多少(g 取 10N/kg)？（3）该车以 20m/s 的速度匀速行驶 100km 时消耗的燃料是 5kg，如果汽油的热值是 4.6107J/kg，汽车发动机的输出功率是 12
3、kW，求有用功和发动机的热机效率分别是多少（保留两位有效数字）？4、随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气。小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入 2000cm3、20的水，大火加热直至沸腾。又在物理书中查到天然气热值为 8107J/m3。气压为 1 标准大气压； c 水 4.210 3J(kg)（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？（2）如果小明家天然气炉具的效率是 40%，烧开这壶水，需要燃烧多少 m3的天 然气？5、小明家的太阳能热水器，水箱容积是 200L。小明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
4、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=4210 3J(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千克煤气(煤气的热值为 q=4210 7Jkg)6、东风悦达汽车是我市最大的汽车生产企业。该厂某型号车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶 50km，受到的阻力是 1.0103N，消耗燃油 4103m3 （假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度 0.810 3kg/m3，热值q410 7J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功。（2）已知热机效率 （式中 W 为热机在某段时
5、间内对外所做的功， Q 为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？7、每到夏收季节，盐城农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图，这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料秆浆煤。若燃烧秆浆煤（热值为2.4107J/kg），使 50kg、20的水温度升高到 80。求：（1）水需要吸收的热量。（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有 30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤。8、液化石油气的热值高达 4.6107J/kg，一些不法商贩为谋取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为 2.9107J/kg
6、的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测：将质量为 100kg、初始温度为 31的水装入容器内，用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至 100恰好沸腾，瓶内燃气消耗了0.84kg通过高效炉灶，水能吸收燃气完全燃烧释放热量的 75 %已知水的比热容为 c水 =4.2103J/(kg），问：(1）瓶内燃气的热值是 。(2）该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？ 9、有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如下表所示，将它安装在阳光充足的水平台面，并注满水。(1) 若它的底部支架与水平台面的接触面积为 0.3m2，求它对台面的压力和压强(取 g=10N/
7、kg)(2) 某城市(晴天)平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为 2.8106J，若该热水器接受太阳能的有效面积为 1.5m2，每天日照时间按 8h 计算，则它一天中接收的太阳能(E)约为多少? 若这些太阳能有 60被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少?（ C 水 =4.2103 (Jkg )，在标准大气压下，该城市水的原来温度不超过 32）型号 JL 一 88水容量L 80自身质量kg 4010、2010 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，
8、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：4.210 3J/(kg)11、小明家新买了一个家用电热水壶，其有关的技术参数如图所示他根据自己所学的相关物理知识想对新水壶进行一下验证， 于是在家里做起了实验他先把水倒入水壶标定容量处，用温 度计测出水的初温是 20，然后接通电源，同时开始记录时间，他发现电热水 壶正常工作 5min 水便烧开了（设当时的气压为一标准大气压）1L
9、10 3m3 ；C 水4.210 3J/(kg)求：(1)烧开这壶水吸收的热量 J； (2)电热水壶消耗的电能 J；(3)比较(1)、(2)两问所得的数据，请你做出合理解释（写出一种即可） 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.5kg 水在冷却系统中升高 50，所吸收的热量是多少？C 水4.210 3J/(kg)(2)柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放 1.2107J 的能量，发动机输出的功率是 8.5104W，则此汽车发动机的效率是多少？13、用天然气灶烧水，燃烧 0.5m3
10、 的天然气，使 100kg 的水从 20升高 50已知，水的比热容c=4.2103J/(kg)，天然气的热值 q=7.0107J/m3 求：(1)0.5m3 天然气完全燃烧放出的热量 Q 放(2)水吸收的热量 Q 吸(3)燃气灶的效率 14、某家庭每天需要将 50kg、20的水加热到 60作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧 0.8kg 煤气已知煤气的热值 q4.210 7J/ kg，水的比热容 c4.210 3J/（kg）求：（1）50kg、20的水加热到 60，需吸收的热量；（2）完全燃烧 0.8kg 煤气放出的热量；（3）煤气灶烧水的热效率15、 某锅炉将水从 25加热到 100消
11、耗了 6kg 无烟煤，已知水的比热容是 4.2103J/(kg),无烟煤的热值是3.4107J/kg,求：（1）锅炉内 200kg 水吸收的热量是多少？（2）完全燃烧 6kg 无烟煤放出的热量是多少？（3）烧水过程中，锅炉的效率是多少？16、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以 72kmh的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为 20 kW。若小汽车行驶的距离为 100km，汽油的热值g=4.6107Jkg，小汽车发动机的效率为 25。 求小汽车在这段路程中： (1)运动的时间； (2)发动机所做的功； (3)消耗汽油的质量。参考答
12、案一、计算题1、4.210 8 52、 J(kg)200kg（100-25）=6.310 7J （2 分） Jkg=1.4410 8J （2 分） = 100%=44% （2 分）3、（1）（2）（3） 发动机的效率4、解：（1）当开关 S1闭合、S 2、S 3断开，且滑片滑到 a 时,电路中只有灯 L 连入电路，L 正常发光， U = U 额 = 6V 即电源电压为 6V（2 分）（ 2）L 正常发光时I 实 =I 额 =0.5A （1 分） 根据欧姆定律 I= 得： （1 分）(3) 当开关 S1、S 2、S 3都闭合且滑片滑到中点时,电阻 R1 、R 2并联。依题意： R2 = R2 =
13、 12 （1 分）I = I1 I2 = 0.5A+1A = 1.5A 即为电流表的示数（2 分） P 总 =UI=6V1.5A=9W （1 分）答：略5、 (1) (3 分) Q=cmt=4210 3200(45-20)=2110 7J(2)(3 分 1.25kg6、 （1）因为专用车匀速行驶，所以牵引力 F f1.010 3N 牵引力做的功 W Fs1.010 3N50103m 510 7J （2）消耗燃油的质量： m V 0.810 3kg/m34103m3 3.2kg 燃油完全燃烧所产生的热量： Q mq3.2kg410 7J/kg1.2810 8J 热机效率 39% 7、（1）1.2
14、610 7 J，（2）约 1.8kg 8、（1）2.898 X 10 7 J （2）掺混二甲醚9、 一天中接收的太阳能为 所以 10、 解：（1）由 m/V 得：1 分m V 水 110 3kg/m30.12m3120 kg 1 分水吸收的热量：Q 水吸 cm(t2 t1) 1 分4.210 3J/( kg)120 kg(7020)2 .5210 4 J 1 分（2）这台太阳能热水器获得的辐射功率： P 太 S1.4kW/m 2 1 分由： P W/t 可得：1 分太阳照射 5h 获得的太阳能： W 热 P 太 tS1.4 kW/m25h 1 分由： W 有 /W 热 可得：1 分Q 水吸 W
15、 有 S1.4kW/m 25h40% 1 分热水器集热器面积：S Q 水吸 /（1.4kW/m 25h40%）2. 5m 2 1 分另解：（1）由： m/V 得：1 分m V 水 110 3kg/m30.12m3120 kg 1 分水吸收的热量：Q 水吸 cm(t2 t1) 1 分4.210 3J/( kg)120 kg(7020)2. 5210 4 J7.0kWh 1 分（2）太阳辐射的总能量，由： W 有 /W 总 可得：1 分W 总 W 有 / Q 水吸 / 17.5 kWh 1 分太阳辐射的总功率：P 总 W 总 /t 1 分3.5 kW 1 分热水器集热器面积：S P 总 / P03.5 kW/1.4kW 1 分2.5m 2 1 分11、 12、 13、 (1) 3.5107J； (2) 2.1107J； (3)60%14、（1）8.410 6（2）3.3610 7（3）25%15、6.310 7 J 2.04108 J 30.9% 16、（1）、 （ ）；（2） ；（3）、
