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1、比热容、热量和热机效率计算题1、质量为2kg 的某种物质，吸收8.4 104J 的热量，温度升高20，它的比热容为多少J/(kg ) ？2、某太阳能热水器中装有质量为50kg 的水，在阳光的照射下，该热水器中水的温度从25升高到45。求这些水吸收的热量。 水的比热容为4.2 103J/(kg )3、 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 .2 103J/（ kg?），天然气的热值为q=7.0 107J/m 3。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 。3
2、、完全燃烧42g 焦炭所放出的热量，若有50被 2kg、 30的水吸收，则水温可升高多少？c 水 =4.2 103J/(kg ) ， q 焦炭 =3.0 107 J/kg ，此时外界为1 标准大气压 4、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4.2 103J/ （ kg），天然气的热值为8.4 107 J/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
3、气提供，需要多少千克天然气？6.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4.2 103 J(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阳辐射的热量是2.8 107J，则这段时间该热水器的效率是多少?(3) 若用煤燃烧来提供2.8 107J 的热量，需完全燃烧多少千克煤?（煤的热值约为3.5 l0 7J kg）7、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2
4、0 kW。若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q4.6 107J/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。8 一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6 107 J/kg ，密度为0.7 103kg/m3，求： (1) 这些汽油完全燃烧放出的热量；(2) 这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。9、一辆汽车，总重为1.2 104N，四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，该车在平直公路上匀速行驶1h，消1
5、耗汽油 10L，汽油完全燃烧放出的热量有30转化为机械能。( 汽油的热值为4.6 10 7J kg，密度为 0.7 1033?（2） 10L 汽油完全燃烧放出kg m， g=10N kg) 求：（ 1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少的热量是多少 ?（ 3）这段时间内该汽车发动机的功率是多少kW?(功率的计算结果保留小数点后一位)10、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
6、功；（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油11、华扬 1870 系列太刚能热水器的数据如下：（ 1）已知我市向着阳光的地方每平方米的面积在1h 内得到的太阳辐射能平均为3 106J 若每天接收太阳能的时间以8h 计算热水器能把接收到的太阳能的50转变成水的内能则正常情况下一天内该热水器能把初温为20的一箱水加热到多少摄氏度？ 已知 c 水 =4.2 103 J（ kg? ）真空管直径长度（mm） 70 1800规格（支管）15外型尺寸（ mm）1840 1597 1765保温层（ mm）60水箱容量（ L）150采光面积 （ m2）2.12参考答案：1.解析：根据 Q吸 =cm t 可得
7、，它的比热容为c=Q吸 / mt =8.4 104J/2kg 20 =2.1 103J/ （ kg）。2.解析： Q 吸=cm（ t - t 0） =4.2 103J/(kg ) 50kg（ 45-25 ） =4.2 106J3.解析：（ 1） 0.5m3 天然气完全燃烧放出的热量Q放 =qV=7.0 107J/m3 0.5m3=3.5 107J/m 3。（ 2）水吸收的热量Q吸 =cm t =4 .2 103J/ （ kg?） 100kg （ 70 -20 ） =2.1 107J。（ 3）燃气灶的效率 =Q吸/ Q放=2.1 107J/3.5 107J/m3=6 0%。4、 705、解析：（
8、1）一台热水器的水箱能容纳的水的质量为m=水 V=1.0 103 kg/m3 200 10-3 m3=200kg，1 台热水器装满水时，温度从15升高到 65，所吸收的热量为Q吸 =c 水 m( t 2 t 1) = 4.2 103J/ （kg） 200kg（ 65 -15 ） =4.2 107J，那么， 10 台热水器装满水时，温度从15升高到 65吸收的热量为Q总=10Q吸 =4.2 108J。（ 2）设10 台热水器获得的太阳能相当于质量为M的天然气完全燃烧放出的热量，则=总，所以，MMq Q=Q总4.2108 J5kg 。即若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要5 千克天然气。q8.4
9、 107 J / kg6. 解析：（ 1） Q吸 =cm水( t t 0)=4.2 103 J (kg ) 50kg (50 - 10 )=8.4 106 J（ 2） =Q吸 / Q总 =8.4 106J 2.8 107 J=30 （ 3）根据 Q放 =m煤 q可得，需完全燃烧煤：m煤 =Q放 q=2.8 107J 3.5 107J kg=0.8 kg7、（ 1）小汽车的速度v72km/h 20m/s ，运动的时间t=s/v= 100 103m/20m/s=5 103s。（ 2）发动机做的功 W=Pt=20 103W 5 103s=1108J。（ 3）汽油完全燃烧放出的热量Q=mq，又因为 Q
10、=W/，故 m=Q/q=Wq=1 108J/ （ 25 4.6 107J/kg ）=8.7kg 。8. 解： (1)= m/Vm=V（1 分）= 0.7 103 kg/m 3 10 10-3 m3= 7kg (1分 )Q放 =质量热值=7kg 4.6 107J kg=3.22 l0 8 J (1分 )(2)W 有=Q 放 30%=3.22 l0 8J 30%=9.66 107J (1分 )W = FsF= W有/s （ 1 分）有966N（ 1 分）车匀速直线行驶(1 分 )f= F= 966N (1分 )9 、解析：（ 1）知道汽车总重，又在水平路面上，可求汽车对路面的压力，又知道受力面积，
11、利用压强公式求汽车对路面的压强。汽车静止在水平路面上，汽车对路面的压力：F=G=1.2 104N，汽车对路面的压强：34pF1.2 10 2N10 5 PaS0.12m（ 2）知道汽油的体积和汽油的密度，利用密度公式求汽油的质量，再利用燃料完全燃烧公式Q 放=mq 求 10L汽油完全燃烧放出的热量。V=10L=0.01m3，汽油的质量： m=V=0.7 103kg/m3 0.01m3=7kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q 放 =mq=7kg 4.6 107J/kg=3.22 108 J。（ 3）发动机做的有用功： W=Q87 30%=3.2210 J 30%=9.66 10 J，汽车发动机的功率
12、：放PW9.66 107 J2.6810 4 W 26.8kWt3600s10、 （ 1）匀速行驶时牵引力 F =f = 920N38W = F s = 920N 300 10 m = 2.76 10 J（ 2）轿车消耗汽油的质量为m，其完全燃烧产生的内能Q = q m由题得： W = Q= qm 即m= 20 kg20kg 32kg，不需加油11、解（ 1） 8h 内太阳能热水器接收的太阳能622 8h=5.04 107JQ=3 10 J/ （ m? h） 2.1m8h 内太阳能热水器转变成水的内能Q 水 =5.04 107J 50%=2.52 107J水箱内水的质量m=150kg由 Q=cm(t-t 0) 得4