炉子和热机的效率难度计算专题

炉子和热机的效率难度计算专题1、太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息.其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能.太阳照射时间(h)装水量(kg)吸热板面积(m2)水升高的温度(C)水的比热容J/(kg-C)太阳辐射功率J/(m2-h)101002.5504.2x1031.68x106求：(1)水在10h内吸收的热量；如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气(天然气的热值为8.4Xl07j/m3,天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)；该太阳能热水器的能量转化效率.2、某家庭用的燃气热水器，将20kg的水从10°C加热到60°C，完全燃烧了0.21m3的煤气。已知水的比热容为4.2X103J/(kg・C)，煤气的热值为4X107j/m3。试求：煤气完全燃烧放出的热量是多少？水吸收的热量是多少？该热水器烧水的效率是多少？3、如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10C展料升高到50C.水的比热容是4.2X103J/(kg・C).试求：这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？〜如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8X107J，则这段时间该热水器的效率是多少？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3.5X107j/kg).4、小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能，有多大比例转化为水的内能。小华尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到40L时洗衣机便会自动停止注水。已知当时自来水的温度为15C，热水器输出热水为40C注水前天然气表的示数是2365.89m3，天然气的热值为3.5X107J/m3，请回答：洗衣机注入水的质量是多少？注入的水升温到40C时吸收的热量是多少？若铭牌标注热水器的效率为80%，则注入水结束后，天然气表的示数是多少？(标注的铭牌是准确的)5、有一功率为40KW，热机效率为20%的汽车正在一平直的公路上行驶，此时油箱中仅剩下5kg的汽油，如果不考虑热机其他的能量损失，汽车以20m/s的速度向前匀速沿直线行驶，问还可前进多远？(汽油的热值为4.6X107J/kg)6、“五一”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为40%。已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L。(汽油热值q=3.3X107J/L，g=10N/kg)这时汽车牵引力做功的功率是多少？该车加一满箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？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g=4.6X107j/kg，小汽车发动机的效率为25%。求小汽车在这段路程中：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，已知：所用汽油的热值为4.6X107j/kg，密度为0.7X103kg/m3，求：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60kW的载重汽车，保持功率不变在平直的马路上行驶，受到的阻力是4.5X103N，发动机每小时耗油20L，求：(1)汽车的行驶速度；发动机的效率；如果油箱内还有汽油50L，那么还能行驶多远？(P汽油=0.8X103kg/m3，q汽油=4.6X107j/kg)10、某型号小轿车油箱的容积是60升，所用的燃料是密度为0.71X103kg/m3的汽油(g取10N/kg).该车油箱最多能装多少kg的汽油？如果该车的总质量是1500kg，4个车轮与地面接触的总面积是750cm2,求车的总重量是多少？轮胎对地面的压强多少？该车以20m/s的速度匀速行驶100km时消耗的燃料是5kg，如果汽油的热值是4.6X107J/kg，汽车发动机的输出功率是12kW，求发动机的热机效率是多少？11、我国自主研制的某新型战斗机，具备超音速巡航、电磁隐身、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速(合3060km/h)，最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系如表：速度v(m/s)100200300400500阻力f/N0.3x1041.2x1042.7x1044.8x1047.5x104飞机使用的航空燃油的热值为5X107J/kg.求：飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？当飞机以300m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是2.6X103km，则飞机发动机的效率是多少？12、某快艇使用的汽油热值为4.6X107J/kg，密度为0.7X103kg/m3，油箱容积50L，在水面匀速航行时所受的阻力为1400N。如果把油箱装满，则汽油的质量是多少？若快艇匀速行驶46km，则牵引力所做的功是多少？若发动机的效率为25%，则匀速行驶46km消耗汽油多少千克？妒子和热机的效率难度计算专题-参考答案1、(1)2.1X107J；(2)0.25m3；(3)50%2、(1)8.6X104J(2)4.2X106J(3)50%3、(1)8.4X106J(2)30%；(3)0.8kg4、(1)40kg(2)4.2X106J(3)2366.04m35、P=40kW=40000W,Q=mq=4.6X107J/kgX5kg=2.3X108J,W=Qn=2.3X108JX20%=4.6X107J,t=W/P=1150s,s=vt=20m/sX1150s=23000m=23km.6、(1)33000W(2)600km7、(1)、1.4h；(2)、1X108J；(3)、8.7kg8、(1)m=PV=0.7X103kg/m3X10X10-3m3=7kg,Q『mq=7kgX4.6X107J/kg=3.22X108J；(2)Ww=Q放X30%=3.22X108JX30%=9.66X107J•，W有M,F=W有/sFN,又•..轿车匀速行驶，...轿车受到的阻力：f=F=966N.9、(1)由题知，汽车功率不变，阻力f=4.5X103N,则牵引力F=f=4.5X103N,•.•p=Fv,.・・汽车的速度：v=P/F=13.3m/s；每小时汽车做功：W=Pt=60000WX3600s=2.16X108J,每小时燃烧汽油的质量：m=P汽油V=0.8X103kg/m3X20X10-3m3=16kg每小时燃烧汽油产生的热量：Q『mq=16kgX4.6X107J/kg=7.36X108J,发动机的效率：n^29.3%；耗油20L汽车行驶的距离：s=vt=13.3m/sX3600s=47880m,耗油50L汽车行驶的距离：s'=47880mX5/2=119700m=119.7km.10、(1)该车油箱最多能装汽油：m=PV=0.71X103kg/m3X60X10-3m3=42.6kg；车的总重量：G=mg=1500kgX10N/kg=15000N；车对地面的压力：F=G=15000N,轮胎对地面的压强：p=2X105Pa；行驶时间：t=5000s；汽车的有用功：W有用=Pt=12X103WX5000s=6X107J；释放的能量：Q=qm]=4.6X107J/kgX5kg=2.3X108J；发动机的效率：n=26%.11、(1)燃油完全燃烧放出的热量：QB=mq=1X104kgX5X107J/kg=5X1011J；由表中数据可知，飞机以300m/s的速度巡航时，所受阻力f=2.7X104N,牵引力F=f=2.7X104N，则飞机发动机的输出功率为：P=Fv=2.7X104NX300m/s=8.1X106W=8100kW；由(1)可知Q