比热容热量和热机效率复习计算题附答案

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8.4X 104J的热量，温度升高 20C，它的比热容为多少J/(kg C )?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25C升高到45Co求这些水吸收的热量。水的比热容为4.2X 103J/(kg C )3天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20C升高到70C。已知水的比热容为c=4.2 x103J/(kg?C),天然气的热值为 q=7.0 x 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)燃气灶的效率叩4、完全燃烧42

2、g焦炭所放出的热量， 若有50%被2kg、30C的水吸收，则水温可升高多少C?c水=4.2 X 103J/(kg C),q焦炭=3.0 x 107J/kg，此时外界为1标准大气压5、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15C的水经白天太阳能加热，温度可达到65Co已知水的比热容为 4.2X 103J/ (kgC)，天然气的热值为8.4x 107J/kg。求：(1) 10台热水器装满水时，温度从15C升高到65C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

3、少千克天然气？ (2分)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 10C升高到50Co水的比热容是 4.2x 103J/ (kg C )。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2.8X 107J,则这段时间该热水器的效率是多少？来源教育网(3)若用煤燃烧来提供2.8X107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？(煤的热值约为3.5X l07J/kg)72km/h7、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，以的速度在水平路面上匀速行驶时，发动

4、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q= 4.6X107J/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 4.6X 107 J/kg ,密度为0.7X 103kg/m 3,求：（1）这些汽油完全燃烧放出的热量； 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 1.2X 104N，四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m2,该车在平直公路

5、上匀速行驶1h,消耗汽油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 X 10 7J/kg,密度为0.7 x 103kg/m3, 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 ？（2） 10L汽油完全燃烧放出的热量是多少？（3） 这段时间内该汽车发动机的功率是多少kW?勘率的计算结果保留小数点后一位）10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 x 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.贝U正常情况下一天内该热

6、水器能把初温为20C的一箱水加热到多少摄氏度？已知c水=4.2 X 103J/ （kg? C）真空管直径x长度（mm）70X 1800规格（支管）15外型尺寸（mm）1840X 1597X 1765保温层（mm）60水箱容量（L）150米光面积（m2）2.111某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2, 一个冲程活塞在气缸中移动的距离是 50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 9.0X lO5Pa，飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时 （不计摩擦），求：做功冲程中 燃气对活塞的平均压力；（2） 一个做功冲程中燃气对活塞做的功；（ 3）汽油机的功率.解析：根据 Q 吸=c

7、mAt 可得，它的比热容为c=Q 吸ZmAt=8.4 x 104J/2kg x 20C =2.1 x 103J/ (kgC)。2解析：Q 吸=cm (t-to) =4.2 X 103J/(kg C )X 50kg X ( 45-25) C =4.2 X 106J3解析：(1) 0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放=qV=7.0 x 107J/m3 x 0.5m3=3.5 x 107J/m3。(2) 水吸收的热量 Q 吸= cmAt=4 .2 X 103J/ (kg?C) X 100kgX ( 70C -20C) =2.1 X 107J。(3) 燃气灶的效率 午Q 吸/Q 放=2.1 X 10

8、7J/3.5X 107J/m3=6 0%。470 C5、解析：(1) 一台热水器的水箱能容纳的水的质量为m=咏V=1.0X 103kg/m 3x 200X 10-3m3=200kg ,1台热水器装满水时，温度从 15C升高到65C,所吸收的热量为Q 吸=c 水 m(t2 t1)= 4.2 X 103J/ (kg C) X 200kgX (65C -15C) =4.2 X 107J,那么，10台热水器装满水时，温度从15C升高到65C吸收的热量为 Q总=10Q吸=4.2 X 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，贝UMq=Q总，所以，M4.2 10

9、8J8.4 107J/kg=5kg。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。6 解析：(1) Q吸=cm(t - t0)=4.2 X 103 J/(kg C)x 50kgX (50C - 10 C )=8.4 X 106 J(2) 午Q吸/Q总=8.4 X 106J/2.8X 107 J=30%(3) 根据 Q 放=m；®q 可得，需完全燃烧煤：m煤=Q 放/q=2.8 x 107J/ 3.5X 107J/ kg=0.8 kg答：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量8.4X 106 J(2旗段时间该热水器的效率是30% (3)需完全燃烧0.8 kg的煤 7、 (1)小

10、汽车的速度 v= 72km/h = 20m/s，运动的时间 t=s/v= 100X 103m/20m/s=5 x 103s。(2) 发动机做的功 W=Pt=20X 103WX 5X 103s=1 X 108J。(3) 汽油完全燃烧放出的热量Q=mq,又因为Q=W/弁故m=Q/q=W / rfl=1x 108J/ (25% x 4.6X 107J/kg) =8.7kg。8 解：(1)P= m/V m= Pv (1 分)=0.7 x 103 kg/m 3x 10X 10-3m3= 7kg (1 分)Q放=质量x热值=7kg x 4.6X 107J/ kg=3.22X l08J (1 分)W有=Q放

11、x 30%=3.22 X l08JX 30%=9.66 X 107J (1 分)W 有=Fs F= W 有/s (1 分)_ 9.66x107J_-100X10,能-966N(1 分)车匀速直线行驶(1分)'f= F= 966N (1 分)9 (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，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 X 104N，汽车对路面的压强：_4F 1.2 10 N 5p = =2 =10 PaS 0.12mQ放=mq求10L汽油Q 放=mq=7kg x 4.6X(2) )知道汽油的体积和

12、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 完全燃烧放出的热量。V=10L=0.01m 3,汽油的质量： m=(V=0.7x 103kg/m 3x 0.01m3=7kg,汽油完全燃烧放出的热量:107J/kg=3.22 x 108J。W=Q 放 X 30%=3.22X 108JX 30%=9.66X 107J,汽车发动机的功率:W 9.66 107 J4P = = =2.68 104W =26.8kWt 3600s(3) 发动机做的有用功：解(1) 8h内太阳能热水器接收的太阳能10Q=3 x 106J/ (m2? h) X2.1m2x 8h=5.04 x 107J8h内太阳能热水器转变成水的内能Q 水=5.04 X 107JX 50%=2.52X 107J水箱内水的质量 m=150kg由 Q