比热容、热量和热机效率计算题

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8.4X04J的热量，温度升高20C，它的比热容为多少J/（kg.C）？解析：根据Q吸=cmAt可得，它的比热容为c=Q吸/mt=8.4x104J/2kgC<20=2.1103J/（kgC）。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45C。求这些水吸收的热量。水的比热容为4.2>103J/（kgC）解析：Q吸=cm（t-t0）=4.2X03J/（kgC）XOkgx（45-25）C=4.2X06J3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

2、知水的比热容为c=4.2X03J/（kg?C）,天然气的热值为q=7.0>07J/m3。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n。解析：（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放=qV=7.0X107J/m3X0.5m3=3.5X107J/m3。（2）水吸收的热量Q吸=cmAt=4.2X03J/（kg?C）x100kgx（70C-20C）=2.1X07J。（3）燃气灶的效率n=Q吸/Q放=2.1X07J/3.5>7J/m3=60%。4、完全燃烧42g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

3、=4.2X03J/（kgC）,q焦炭=3.0X07J/kg，此时外界为1标准大气压70C5、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65C。已知水的比热容为4.2X03J/（kgC），天然气的热值为8.4X07J/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，需要多少千克天然气？（2分）、解析：（1）一台热水器的水箱能容纳的水的质量为m=p水V=1.0X103kg/m3X20

4、0M0-3m3=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=4.2X03J/（kgC）X200kgX（65C-15C）=4.2X07J,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=4.2X08J。/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Mq=Q总，所以，M总。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. 如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10C升高到50C。水的比热容是4.2X103J/（kgC）。试求：（1）这段时间该热水

5、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2.8X07J，则这段时间该热水器的效率是多少？（3）若用煤燃烧来提供2.8X07J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5X07J/kg）26、解析：/1）Q吸=cm水（t-t0）=4.2X03J/（kgC）X50kgX（50C-10C）=8.4106J/2）n=Q吸/Q总=8.4106J/2.8107J=30%/3）根据Q放=m煤q可得，需完全燃烧煤：m煤=Q放/q=2.8XI07J/3.5X107J/kg=0.8kg答：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4X106Jo这段时间该热水器的效率

6、是30%。（3）需完全燃烧0.8kg的煤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20kW。若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q=4.6>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。（1）小汽车的速度v=72km/h=20m/s，运动的时间t=s/v=100>103m/20m/s=5X103s。（2）发动机做的功W=Pt=2>103W>5X103s=1X108Jo（3）

7、汽油完全燃烧放出的热量Q=mq，又因为Q=W/n，故m=Q/q=W/nq=1>108J/（25%>4.6>07J/kg）=8.7kg。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10Lo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>07J/kg，密度为0.7>03kg/m3，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。解：（1）=m/Vm=V（1分）=0.7>03kg/m3>0>0-3m3=7kg（1分）Q放=质量>热值=7kgX4.6>107J/k

8、g=3.22>I08J（1分）（2）W有=Q放>30%=3.22l08J30%=9.66>107J（1分）W有=FsF=W有/s（1分）966N（1分）车匀速直线行驶（1分）f=F=966N（1分）9、一辆汽车，总重为1.2104N，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>107J/kg，密度为0.7X103kg/m3,g=10N3/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

9、动机的功率是多少kW?（功率的计算结果保留小数点后一位）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，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=1.2X104N,汽车对路面的压强：Pa10m12.0N102.152°卩卩（2）知道汽油的体积和汽油的密度，禾U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=pV=0.7>103kg/m3>0.01m3=7kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=7k>4.6>

10、107J/kg=3.22108J。（3）发动机做的有用功：W=Q放>30%=3.22XI08J>30%=9.66XI07J,汽车发动机的功率：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功；（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油.（1）匀速行驶时牵引力F=f=920NW=Fs=920N>300>103m=2.76108J（2）轿车消耗汽油的质量为m,其

11、完全燃烧产生的内能Q=qm由题得：W=nQ=nqm即m=20kg20kgv32kg，不需加油.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20C的一箱水加热到多少摄氏度？已知c水=4.2>103J/（kg?C）5、解（1）8h内太阳能热水器接收的太阳能Q=3>106J/（m2?h）>2.1m2>8h=5.04107J8h内太阳能热水器转变成水的内能Q水=5.04107J為0%=2.52X107J水箱内水的质量m=150kg由Q=cm（t-t0）得真空管直径>长度（mm）70>1800规格（支管）15外型尺寸（mm）1840>1597>1765保温层（m