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1、小专题( (一) ) 有关热量的计算 类型 1 1 燃料烧水效率 1 1如图 1“”所示，做 探究水沸腾时温度变化的特点 实验，在烧杯中加入 200 g 的水， 测得初始温度为 18 .用酒精灯加热一段时间后，如图 2 所示，温度变为_68_；若水的 比热容为 4.2103 J/( kg)，不计热量损失，则水吸收的热量为_4.2104_J，这些热 量相当于完全燃烧_1.4_g 热值为 3.0107 J/kg 的酒精放出的热量 2 2(2018连云港)天然气热水器将 40 kg 的水由 22 加热到 42 ，水的内能增加了 _3.36106_J，水的内能增加是通过_热传递_方式实现的；若天然气燃
2、烧放出的热量有 84%被水吸收，需要消耗_0.1_m3的天然气已知 c 水4.2103 J/(kg)，q 天然气 4107 J/m3 3 3(2018巴中)出于安全和环保考虑，巴中市政府为喜爱户外烧烤的市民提供了专门的 场所烧烤主要燃料是木炭，已知它的热值是 3.4107 J/kg，那么 84 g 的木炭完全燃烧放 出热量为_2.856106_J，如果这些热量的 50%被水吸收，则能使初温为 20 ，质量为 17 kg的水，温度升高到_40_ . 4 4(2017枣庄)新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气如果每瓶装 10 kg 液化 气，液化气的热值取 4.2107 J/kg，则每瓶液化气完
3、全燃烧放出的热量是_4.2108_J， 若放出的热量有 40%被水吸收，在标准大气压下可把_500_kg 的水从 20 加热至沸腾c 水4.210 3 J/( kg) 5 5(2017云南)可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰 状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台 2017 年 5 月 18日报道， 我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先水平用燃气锅炉烧水时，把质量为 500 kg，初 温为 20 的水加热到 100 ，共燃烧了 12 m3天然气已知水的比热容 c 水4.2103 J/(kg)，天然气的热值 q4.2107 J/m3，可燃冰的热值
4、为同体积天然气的 160 倍求： (1)水吸收的热量； (2)燃气锅炉烧水时的效率； (3)若换用可燃冰，应使用多少立方米的可燃冰 1 解：(1)水吸收的热量：Q 吸 cmt4.2103 J/(kg)500 kg(100 20 ) 1.68108 J (2)天然气完全燃烧放出的热量： Q 放 Vq 天然气12 m34.2107 J/m35.04108 J 燃气锅炉烧水时的效率： Q 吸 1.68 108 J 33.3% Q 放 5.04 108 J (3)可燃冰的热值为同体积天然气的 160倍， 则可燃冰的热值：q 可燃冰160q 天然气1604.2107 J/m36.72109 J/m3 Q
5、 放若 换用可燃冰燃烧放出相同的热量，应使用可燃冰的体积： V 可燃冰 q 可燃冰 5.04 108 J 0.075 m3 6.72 109 J/m3 类型 2 2 太阳能、电能烧水效率 6 6(2017黄石)某品牌太阳能热水器内装有 50 kg 的水，阳光照射一段时间后，热水器 中的水从 15 升高到 55 ，热水器中的水吸收的太阳能为_8.4106_J；同样的水改用 电加热，则消耗的电能为_2.33_kWh已知水的比热容 c 水4.2103 J/(kg)，热水 器热散失忽略不计 7 7太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能并向灯杆下方的 蓄电池充电，供夜晚路灯照明若在一
6、段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为 2.7107 J这与完全燃烧_0.9_ kg的煤放出的热量相当；这些能量经转化后，可供功率 为 35 W 的路灯工作 60 h，那么该太阳能路灯的能量转化率是_28%_(煤的热值为 3.0107 J/kg) 8 8太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一某品牌太阳能热水器每小时平均接 收 4.2106 J 的太阳能，在 5 小时的有效照射时间内，将热水器中质量为 100 kg、初温为 26 的水，加热到 46 .求： (1)热水器中的水吸收的热量 Q 吸；水的比热容 c4.2103 J/(kg) (2)热水器在 5 小时有效照射时间内接收到的太阳
7、能 E； (3)热水器在 5 小时有效照射时间内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少立方米的天然 气放出的热量(天然气的热值 q7107 J/m3) 解：(1)水吸收的热量： Q 吸cm(tt0)4.2103 J/(kg)100 kg(46 26 )8.4106 J (2)热水器在 5 小时的有效照射时间内接收到的太阳能：E54.2106 J2.1107 J (3)根据题意知 Q 放E2.1107 J 2 则需要完全燃烧的天然气的体积： Q 放 2.1 107 J V 0.3 m3 q 7 107J/m3 类型 3 3 热机效率 5 5某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上匀速行驶了 36 k
8、m，用时 0.5 小时，车 的总质量为 3103 kg，受到的阻力为车重的 0.1倍，其中 g 取 10 N/kg.求： (1)该汽车牵引力所做的功； (2)已知这一过程消耗燃油 1.5102 m3，则热机在这一过程中消耗的总能量(假设燃油 完全燃烧，燃油密度为 0.8103 kg/m3，燃油热值为 4.5107 J/kg)； (3)该汽车发动机的效率； (4)若该汽车在平直的公路上匀速行驶的路程为 s，发动机牵引力为 F，其发动机效率为 Fs ，汽油的热值为 q，请推导该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式 m . q 解：(1)车重：Gmg3103 kg10 N/kg3104 N 车受到的
9、阻力：f0.1G0.13104 N3103 N 因为车匀速行驶，所以牵引力：Ff3103 N 则牵引力做功： W 有用Fs3103 N3.6104 m1.08108 J m (2)由 得消耗燃油的质量： V mV0.8103 kg/m31.5102 m312 kg 燃油完全燃烧放出的热量(消耗的总能量)： Q 放mq12 kg4.5107 J/kg5.4108 J (3)汽车的牵引力所做的功就是有用功，燃油完全燃烧放出的热量就是总功， W 有 1.08 108 J 则发动机的效率： 20% Q 放 5.4 108 J W 有 W (4)因为 Qmq，WFs，又因为 Q 放 Q Fs Fs 所以 ，由此可得：该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式：m mq q 3 4