1、1比热容、热量和热机效率计算题提高训练1、（2011山东聊城）天然气灶烧水，燃烧 0.5m3 的天然气，使 100kg 的水从 20升高到 70。已知水的比热容为 c=4 .2103J/（kg），天然气的热值为 q=7.0107J/m3。求：（1）0.5m 3 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 。2、（2011辽宁大连）如图是某太阳能热水器，向其中注入50 kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10 升高到 50。水的比热容是4.210 3J(kg )。试求：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少?(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太
2、阳辐射的热量是2.810 7J，则这段时间该热水器的效率是多少? 来源:21世纪教育网(3)若用煤燃烧来提供2.810 7J的热量，需完全燃烧多少千克煤?（煤的热值约为3.5l0 7Jkg）3、（2011安徽省）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 72km/h 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 q4.610 7J/kg，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。24、（2011广东湛江）2010
3、年 12 月 30 日通车的湛徐高速，使得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约 1 个小时，从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小时生活圈”今年“五一”期间，爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点，汽车(包括车上的人和物品)质量为 1.8103kg，车轮与地面的总接触面积为 0.09m2，当汽车以 90km/h 的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机牵引力为 1000N，效率为 30，汽油的热值为 4 6107 Jkg(假设汽油完全燃烧，g 取 10Nkg)求：（1）汽车静止时对路面的压强；（2） 汽车以 90km/h 的速度匀速行驶时，牵引力的功率；（3）
4、若汽车按照这种方式行驶，这次旅行全程往返 250km，牵引力做的功是多少？李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少 kg？5、（2011广东肇庆）随着低碳理念的普及，学校科技小组的同学拟设计一种以太阳能电池驱动的汽车通过查阅资料得知：肇庆地区太阳光垂直照射时，每平方米太阳能电池板最大可提供 150W 的电功率拟设计的太阳能汽车质量是 500kg，它在平直路面上最快每秒可行驶 15m，行驶过程中所受的平均阻力是车重的 0.02 倍该汽车的驱动电机能够将 90%的电功率转化为牵引汽车前进的机械功率若该车在平直路面上以最高速度行驶，试通过计算回答下列问题（g 取 10N/kg）：（1）驱动电机提供的推力是多
5、少牛？（2）驱动电机提供的机械功率是多少瓦？（3）该车的太阳能电池板面积约为多大？（计算结果小数点后保留一位数字）36、（2011广西桂林）从 2006 年开始，我国就参与了国际科研合作项目国际热核聚变实验堆联合实施协定，研究可控核聚变技术。该技术可用氢的同位素氘和氚聚合发生核聚变释放能量，并不会产生放射性污染，如图甲所示。而氘可以从海水中提取，从 1L的海水中提取的氘参与核聚变反应放出的能量相当于 300L 优质汽油完全燃烧放出的热量。若这些核能用来发电的效率可以达到 50%，所产生的电能可供如图乙所示的电力机车牵 引 功 率 为 4800kW 的 “和谐号”电力动车组以 252km/h 的
6、运营速度匀速行驶多少 km？（计算结果保留一位小数）（汽油密度：0.7110 3kg/ m3；汽油热值：4.610 7J/kg）7、（2011 年黑龙江龙东地区）肥胖是人类健康的大敌，跳绳是减肥的方法之一。某人的质量为80kg，跳起时重心升高的平均高度约为 5 厘米。在晨练中，他在 10 分钟内跳了 800 次，（每千克脂肪提供的能量是 7106.J，可用 kgJq/106.7表示，g=10N/kg）请问在 10 分钟时间内：（1）人克服重力所做的功是多少？（2）人克服重力做功的平均功率是多少？（3） 假如人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，在理论上可以消耗 多少脂肪？ 乙甲释放能量氚核形
7、成氦核被释放的中子中子氢核聚合氘核48、（2011 年黑龙江龙东地区）如图所示是家庭中所用的一种电水壶的外形及其铭牌，请你根据图中所提供的信息完成以下问题：（1）图乙中观察壶内水位的玻璃管利用 原理来工作。（2）已知壶中装满水时水位高为 10cm，此时水对水壶底的压强是多少？（3）把初温为 20的一满壶水在一个标准大气压下烧开，水需要吸收多少热量? （4）在不计热量损失的情况下，电水壶正常工作时烧开一满壶水需要多长时间？(c 水 =4.2103J/（kg）、 g=10N/kg)9、（2011甘肃兰州）去冬今春以来，由于干旱少雨，我国多个地区发生了森林火灾，防火形势十分严重。近期在某地发生的山火
8、中，部队及时出动直升机进行扑救，有效地抑制了火情的蔓延。直升机灭火主要靠外挂吊桶，直升机吊桶一次装满水后，飞到火头上空，把水洒下去，可直接将火头熄灭。（1）若飞机将 1.5 吨水竖直提升 50m，水平飞行 2km，飞机对水做了多少功？（2）用水灭火的过程中，水要吸收大量的热量。若 1.5 吨水，温度从 20升高到 100，能吸收多少热量？5参考答案：1、解析：（1）0.5m 3 天然气完全燃烧放出的热量 Q 放 =qV=7.0107J/m30.5m3=3.5107J/m3。（2）水吸收的热量 Q 吸 =cmt =4 .2103J/（kg ）100kg（70-20）=2.110 7J。（3）燃气
9、灶的效率 =Q 吸 /Q 放 =2.1107J/3.5107J/m3=6 0%。2、解析：（1）Q 吸 =cm水 (t t0)=4.2103 J(kg)50kg(50 - 10)=8.410 6 J（2）=Q 吸 /Q总 =8.4106J2.810 7 J=30（3）根据Q 放 =m煤 q可得，需完全燃烧煤：m 煤 =Q放 q=2.810 7J3.510 7Jkg=0.8 kg 答：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.410 6 J。(2) 这段时间该热水器的效率是30。 (3)需完全燃烧 0.8 kg的煤。3、解析：（1）小汽车的速度 v72km/h20m/s ，运动的时间 t=s/
10、v=100103m/20m/s=5103s。（2）发动机做的功 W=Pt=20103W5103s=1108J。（3）汽油完全燃烧放出的热量 Q=mq，又因为 Q=W/，故m=Q/q=W/q=1108J/ （25 4.6107J/kg）=8.7kg 。 4、解析：（1）汽车静止时对地面的压力为 F=G=mg=1.8103kg10Nkg=1.810 4N，汽车静止时对地面的压强为 2409.1mNSFP2105Pa。（2）汽车以 90km/h 的速度匀速行驶时，牵引力的功率 P=Fv=1000N25m/s=2.5104W。（3）全程往返约 250km 牵引力所做的功 W=Fs=1000N2.510
11、5m=2.5108J，由 qWQ得，全程往返约 250km 需要汽油的质量为： kgJm21.8/106.4%35278。答：（1）汽车静止时对在地面的压强 2105Pa（2）汽车以 90km/h 的速度匀速行驶时，牵引力的功率 2.5104W（3）全程往返约 250km 牵引力所做的功 2.5108J；全程往返约 250km 需要汽油的质量为 18.12kg5、解析：（1）驱动电机提供的推力 F=f=0.02G=0.02mg=0.02500kg10N/kg=100N（2）驱动电机提供的机械功率是 P=Fv=100N15m/s=1 500W（3）电功率转化率 = = =90%，所以该车的太阳能
12、电池板面积约 为 S11.1m2点评：本题考查推力、功率、面积等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，本题还告诉我们一6定要广泛应用太阳能，太阳能不但节省能源，还可以环保6、 解析：先计算出 300L 优质汽油完全燃烧放出的热量，再计算出其转化的电能，已知电能和电力机车牵 引 功 率 可 计 算 出 行 驶 时 间 ， 最 后 根 据 公 式 s=v t 计算出行驶路程。由由 =mV 可得汽油质量：m 汽油 = 汽油 V 汽油 =0.71103 kg/m330010-3 m3=213 kg，汽油完全燃烧放出热量：Q= qm 汽油 =4.6107J/kg213 kg=9.798109 J，产生的
13、电能：W=50%Q =4.899109 J。由 P=W/ t 可得产生的电能可供动车组行驶时间：t =W/ P=4.899109 J/4.8106 W1020.6s，动车组行驶速度：v=252 km/h=70m/s，由 v=st 可得，动车组行驶路程：s=v t=70m/s1020.6s=71442m71.4km 。7、解析：（1）人的重力：G=mg=80kg10N/kg=800N，人克服重力做的总功：W=nGh=800800N0.05m=32000J。 （2）人做功的平均功率：P= = 53.3W。（3）由题知，人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供， 即：Q=W=32000J，理论上消耗脂肪质量：m= = =0.002kg8、解析：（1）壶内水位的玻璃管是根据连通器的原理来工作的（2）水对壶底的压强：P=gh=1.010 3kg/m310N/kg0.1m=1.0103Pa（3）装满水时水的质量：m=V=1.010 3kg/m31.2103 m3=1.2kg，烧开水吸收的热量：Q=cm（t t0） =4.2103J/（kg ）1.2kg（10020 ）=4.03210 5J（4）烧开一满壶水的时间：t= = 269s。9、解析：本题考查对重力做功、热量计算相关问题的理解，一定要理解做功的必要条件，即物体要受到力，而且要在力的方向上通过一定的距离。
