热机效率专项练习

1、热机效率计算大题专项练习一1王大刚同学和家人在郊外野餐，用干木材烧水。铁锅内装有水，把水从加热至，已知水的比热容为。如果干木材的热值为12107J/kg，它燃烧放出的热有被水吸收。求：（1）在这个过程中水吸收的热量？（2）在这个过程中需要完全燃烧多少千克的干木材？2某中学为学生供应开水，用锅炉将200 kg的水从2 5加热到100，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2103J/（kg），无烟煤的热值是3.4l07J/kg。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小芳家的太阳能热水器，水箱容积是。小芳进行了一次观察活动：某天早上

2、她用温度计测得自来水的温度为，然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40。请你求解下列问题：（1）水箱装满水时，水箱中水的质量是多少？（2）水箱中水吸收的热量？（3）如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供，需要燃烧21 m3，则煤气灶的效率为 多少?（煤气的热值为）4某太阳能热水器的水箱内装有50L的水，太阳光照射一段时间后，水温从20升高到80水的比热容是4.2103J/（kg），焦炭的热值是3107J/kg试求：（1）水吸收的热量是多少？（2）这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭？5用锅炉将200kg水从20加热到100，消耗了6kg无烟煤已知水的比热容是4.2103

3、J/（kg），无烟煤的热值是3.4107J/kg求：（1）锅炉内的水吸收的热量（2）无烟煤完全燃烧放出的热量（3）锅炉烧水时的热效率为多少6太阳能具有清洁无污染、可再生等优点，是最有开发前景的新能源之一。小明家新安装了一台容积为 500kg的太阳能热水器，加满水后，经过4 h阳光的照射，水温由原来的 20升高到 40则：（1）在这4 h内水吸收了多少热量?（2）若这些热量由效率为20的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少焦炭?水的比 热容C水=42103J（kg）焦炭的热值q=30107Jkg7小洁家假期全家开车去某地旅游，下车时观察里程表确定汽车行驶225 km，所用时间是25 h，消耗汽油2

4、0 L（假设汽油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为20 kW。求：（1）汽车行驶过程的牵引力是多大？（2）汽车发动机的效率是多少？（已知汽油的密度为08103 kg/m3，汽油的热值为45107 J/kg）8小兵同学想知道一辆小汽车的实际功率是多少，他从驾驶员师傅处了解到，该汽车100km耗油约7kg，从书上查得汽油的热值q=4.6107J/kg，他又测出在平直公路上，人用644N的水平拉力可使汽车匀速前进（空气阻力不计）求：（1）该小汽车行驶100km，消耗的总能量是多少？（2）该小汽车匀速行驶100km，做的有用功是多少？（3）该小汽车的效率是多少？9某辆小轿车油箱内装有32kg汽

5、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4.6107J/kg求：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油10某太阳能热水器中装有40kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10升高到60，已知c水=42103J/（kg）求：（1）热水器中的是所吸收的热量；（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？（天然气的热值为84107J/m3，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）11为了保障学生人身安全，目前已有一大批校车

6、投入使用如图为某小学专用校车，其质量为6.4t，每个轮子跟地面的接触面积为400cm2这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8km，用时10min，消耗柴油2L，受到阻力是1.8103N（柴油热值3.3107J/kg，柴油的密度为0.85103kg/m3，取g=10N/kg）求：（1）这段路程内发动机做的有用功（2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量（3）校车发动机的效率12一辆汽车每消耗5汽油可获得575107J的机械能,求汽车的效率。汽车水箱中加入3020的水，一段时间后水温上升60，则这些水吸收的热量是多少？（汽油热值为46107J/）13水壶里装有2kg、20的水，用煤气炉具将其加热至沸

7、腾，共消耗0.045m3的煤气已知当时为1标准大气压，水的比热容为4.2103J/（kg），1标准大气压下煤气的热值为3.9107J/m3求：（1）烧开这壶水，水吸收的热量是多少？（2）0.045m3的煤气完全燃烧产生的热量是多少？（3） 煤气炉具烧开这壶水的热效率是多少？（百分号前保留整数）14质量为2.5t的小型载重汽车，额定功率为100kW，车上装有5t的砂石，已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.2倍，汽车先以15m/s的速度在平直公路上匀速行驶到山坡底，消耗汽油2kg，然后又以额定功率行驶100s的时间，将砂石从坡底运送到50m高的坡顶施工现场（g=10N/kg），求

8、：（1）2kg的汽油完全燃烧放出多少热量？（汽油的热值取4.5107J/kg）（2）汽车在平直公路上匀速行驶的功率为多少？（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？15某家用轿车，重为15104N，当车以72km/h的速度匀速直线行驶了05h，消耗汽油 3kg，期间车受到的阻力为车重的008倍。已知汽油的热值为46107J/kg，在此过程中，求：（1）车通过的路程；（2）牵引力做功的功率；（3）汽车发动机的效率。16焚烧农作物秸秆不仅造成严重的环境污染，还造成大量能源的浪费，研究表明，秸秆的热值为0.75103J/kg（1）我国第一家秸杆发电厂已经开始正式发电从此中国电网里出现了由农民“

9、种”出来的电流据了解，我国每年仅农作物秸杆产量大约就有6亿吨（合61011kg）如果这些秸杆完全燃烧可放出多少焦耳的热量用于发电？（2）某农户锅内盛水15kg如果通过燃烧秸杆的方式将这些水从20加热到100共需要多少千克的秸杆？（设这些秸秆完全燃烧，且放出的热量有21%被水吸收）17如图所示为我省夥县境内的一段盘山公路以汽油为燃料的旅游下沿该盘山公路以36kmh的速度匀速行驶，经过20min从山脚到达山上目的地。已知汽油完全燃烧释放的能量可以转化为旅游车做功的效率只有30，旅游车上山时的牵引力恒为104N，汽油热值g=46107jkg求：（1）旅游车上山时牵引力做功的功率为多大?（2） 旅游车

10、从山脚到目的地消耗的汽油是多少千克?（保留一位小数）18一辆重1104N 的汽车在水平路面匀速运动，所受阻力为920N，汽车牵引力的功率为9.2kW，其汽油发动机效率为20%（汽油热值是4.6107J/kg）若汽车运动100s，求：（1）牵引力做了多少功？（2）汽车通过的距离多长？（3）发动机消耗汽油质量是多少？19小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L小星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=4.2103J/（kg）（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧天然

11、气来提供，而燃气灶的效率为40%，求至少需要燃烧多少天然气？（天然气的热值为q=3.5107J/kg）20随着“西气东输”，的推进，天然气进入市民家庭小明家已经开始使用天然气了。小明在水壶里放入5L 、20的水，记录下当时的气量表示数是134731m 3 ；随后点火并将火调至最大烧水，开始同步计时；当水烧至沸腾时，气量表读数为134941m 3 ，需时24min，小明查到天然气热值约为40107J/m3，烧开这壶水，水需要吸收多少热量？小明家天然气炉具的效率是多少？1标准大气压，c水=42103J/（kg）参考答案1（1）168106 J；（2）14kg【解析】试题分析：（1）水吸收的热量：Q

12、吸 =cm水（t-t0）=42103 J/（kg）5kg（98-18）=168106 J（2）由=Q吸/Q放得干木材燃烧需放出热量：Q放 =Q吸/=168106J/10%=168107 J，由Q放 =mq得需要的干木材：m木炭 =Q放/q=168107J/12107J/kg=14kg考点：热量的计算2（1）63107 J；（2）204108 J；（3）309%【解析】试题分析：（1）由Q吸 =c水 m水 t=42103 J/（kg）200kg（100-25）=63107 J；（2）由Q放 =m煤 q煤 =34107 J/kg6Kg=204108 J；（3）由公式=Q吸/Q放100%=63107

13、J/204108J100%=309%；考点：热平衡方程的应用3（1）200kg；（2）1512107 J；（3）40%【解析】试题分析：（1）水的体积：V=200L=200dm3 =02m3 ，由=m/V可得，水的质量：m=V=10103 kg/m3 02m3 =200kg，（2）水箱中水吸收的热量：Q吸 =cm（t-t0）=42103 J/（kg）200kg（40-22）=1512107 J；（3）煤气完全燃烧释放的热量：Q放 =Vq=21m3 18107 J/m3 =378107 J，煤气灶的效率：=Q吸/Q放100%=1512107 J/378107 J100%40%。考点：热量的计算4

14、（1）水吸收的热量是1.26107J；（2）这些能量相当于完全燃烧0.42kg焦炭放出的热量【解析】试题分析：（1）水的体积V=50L=50103m3，由=得水的质量：m=V=1.0103kg/m350103m3=50kg，水吸收的热量：Q吸=cm水（tt0）=4.2103J/（kg）50kg（8020）=1.26107J；（2）焦炭燃烧需放出的热量：Q吸=Q放1.26107J；由Q放=mq得需要焦炭的质量：m炭=0.42kg5（1）100水烧开吸收的热量是6.72107J（2）3无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04108J（3）此锅炉效率是32.9%【解析】试题分析：（1）m=200kg，c=

15、4.2103J/（kg），t=100，t0=20，水吸收的热量为：Q吸=cm（tt0）=4.2107J/（kg）200kg（10020）=6.72107J（2）m无烟煤=6kg，q=3.4107J/kg，无烟煤完全燃烧放出的热量为：Q放=m无烟煤q=6kg3.4107J/kg=2.04108J（3）此锅炉效率：=100%=100%32.9%答：（1）100水烧开吸收的热量是6.72107J（2）3无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04108J（3）此锅炉效率是32.9%6（1）42l07 J；（2）7kg【解析】试题分析：（1）水吸收的热量Q吸=cm水（t-t0 ）=42103J/（kg）500k

16、g（30-10）=42l07 J；（2）因为Q吸 =Q放 =mq，所以需要焦炭的质量：m炭 =Q吸/q=42107J/20%3107J/kg=7kg。考点：太阳能热水器中的热量计算；热平衡方程的应用7（1）800N （2）25%【解析】试题分析：（1）由题意可知，汽车行驶的速度v=s/t=225 km/25 h=90km/h=25m/s，汽车的功率P=20kW=20000W，根据公式P=Fv可得汽车行驶过程的牵引力是F=P/v=20000W/（25m/s）=800N；（2）发动机所做的功为W=Fs=800Nm=18108 J，消耗汽油的质量为m=V=08103 kg/m3002m3=16kg，

17、消耗汽油的能量为Q=mq=16kg45107 J/kg=72108J，所以汽车发动机的效率是=W/Q=18108 J/72108J=25%。考点：功和功率；效率8（1）该小汽车行驶100km，消耗的总能量是3.22108J；（2）该小汽车匀速行驶100km，做的有用功是6.44107J；（3）该小汽车的效率是20%【解析】试题分析：（1）汽油完全燃烧放出的热量：Q=mq=7kg4.6107J/kg=3.22108J；（2）做的有用功：W=Fs=644N100103m=6.44107J；（3）小汽车的效率：=100%=100%=20%9（1）汽车到达目的地牵引力所做的功为2.76108J；（2）

18、汽车在行驶途中不需要加油【解析】试题分析：（1）因为轿车匀速行驶，所以牵引力F=f=920N，牵引力所做的功：W=Fs=920N300103m=2.76108J；（2）32kg汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=32kg4.6107J/kg=1.472109J，根据=可知，可以转化为的机械能（牵引力做功）：W=Q放=1.472109J30%=4.416108J，因为4.416108J2.76108J所以汽车在行驶途中不需要加油10（1）84106J；（2）01m3【解析】试题分析：（1）热水器中水吸收的热量：Q=cm（tt0）=42103J/（kg）40kg（6010）=84106J；（2）天

19、然气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=84106J，因为Q放=Vq所以天然气的体积。答：（1）热水器中的水所吸收的热量是84106J；（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧01m3的天然气。考点：热量计算11（1）这段路程内发动机做的有用功为1.44107J；（2）这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量为5.61107J；（3）校车发动机的效率为26%【解析】试题分析：（1）汽车作匀速直线运动，F牵=F阻=1.8103N，这段路程内发动机做的有用功：W=F牵s=1.8103N8103m=1.44107J；（2）由=可得，柴油的质量：m柴油=柴油V=0.85103kg/m32103kg=

20、1.7kg；Q=q柴油m柴油=3.3107J/kg1.7kg=5.61107J；（3）校车发动机的效率：=100%=100%26%1225%；756106J【解析】试题分析：因为汽油完全燃烧释放的热量Q=mq=5kg46107J/=23108J；则汽车的效率；由可得水吸收的热量。考点：热机的效率，热量计算公式Q=mq，的应用13（1）水吸收的热量为8.4105J；（2）煤气完全燃烧共放出的热量为1.755106J；（3）炉子的效率为48%【解析】试题分析：（1）知道水的比热容、水的质量、水的初温和末温，利用公式Q吸=cm（tt0）计算水吸收的热量（2）已知煤气的体积和热值，可利用公式Q放=Vq

21、计算这些煤气完全燃烧放出的热量（3）求出了水吸收的热量和煤气完全燃烧放出的热量，利用公式=计算煤气炉的效率解：（1）水吸收的热量：Q吸=cm（tt0）=4.2103J/（kg）2kg（10020）=8.4105J（2）完全燃烧0.045m3的煤气放出的热量：Q放=Vq=0.045m33.9107J/m3=1.755106J（3）炉子的效率：=100%48%答：（1）水吸收的热量为8.4105J；（2）煤气完全燃烧共放出的热量为1.755106J；（3）炉子的效率为48%14（1）9107J；（2）2.25105W；（3）25%【解析】试题分析：（1）汽油燃烧放出的热量为：Q=mq=2kg4.5

22、107J/kg=9107J；（2）汽车的总重G总=m总g=（2.5+5）103kg10N/kg=7.5104N，f=0.2G总=0.27.5104N=1.5104N，由于汽车匀速运动，则受到的阻力为f=F=1.5104N；汽车在平直公路上匀速行驶的功率P=W/t=Fs/t=Fv=1.5104N15m/s=2.25105W；（3）汽车在斜坡上做的有用功为：W有用=Gh=mgh=5103kg10N/kg50m=2.5106J，由P=W/t可得，总功W总=P额t=W100s=1.0107J，则机械效率为：=W有用/W总100%=2.5106J/1.0107J100%=25%。【考点定位】热量的计算；

23、机械效率；功率15（1）36km（2）24104W（3）313【解析】试题分析：（1）由速度公式v=s/t可得s=vt=72km/h05h=36km；（2）由于车受到的阻力为车重的008倍，可得阻力f=008G=00815104N=12103N，又因为车匀速行驶，得牵引力大小等于阻力大小，即F=f=12103N，做功功率P=W/t=FS/t=Fv=12103N20m/s=24104W；（3）车牵引力做功W有=Pt=24104W053600s=432107J；车消耗汽油能量W=Q=qm=46107J/kg3kg=138108J；得汽车发动机的效率=考点：速度、功率、效率16（1）4.51018J

24、（2）3.2kg【解析】试题分析：（1）因为m=61011kg，q=0.75107J/kg，所以秸秆完全燃烧放出的热量为：Q=mq=61011kg0.75107J/kg=4.51018J，又因为放出的热量全部转化为电能，所以W=Q=4.51018J；（2）因为c=4.2103J/（kg），m=15kg，t=tt0=10020=80，所以Q吸=cmt=4.2103J/（kg）15kg80=5.04106J，又因为=21%，所以Q放=2.4107J，所以秸秆的质量为：m秆=3.2kg答：（1）这些秸杆完全燃烧可放出4.51018J的热量用于发电（2）共需要3.2kg秸秆17（1）105W（2）87kg【解析】试题分析：（1）v=36km/h=10m/s，P=W/t=Fs/t=Fv=104 N10m/s=105W（2）t=20min=1200s，P=W/t，牵引力所做的功：W=Pt=105W1200s=12108 J；=W/Q，W=Q=qm，则m=W/q=4108J/46107J/kg30%=87kg考点：功率的计算18（1）9.210