《(云南專版)2019屆中考物理 小專題(一)有關(guān)熱量的計算習題》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(云南專版)2019屆中考物理 小專題(一)有關(guān)熱量的計算習題(3頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
小專題(一) 有關(guān)熱量的計算
類型1 燃料燒水效率
1.如圖1所示,做“探究水沸騰時溫度變化的特點”實驗,在燒杯中加入200 g的水,測得初始溫度為18 ℃.用酒精燈加熱一段時間后,如圖2所示,溫度變?yōu)開_68__℃;若水的比熱容為4.2×103 J/( kg·℃),不計熱量損失,則水吸收的熱量為__4.2×104__J,這些熱量相當于完全燃燒__1.4__g熱值為3.0×107 J/kg的酒精放出的熱量.
2.(2018·連云港)天然氣熱水器將40 kg的水由22 ℃加熱到42 ℃,水的內(nèi)能增加了__3.36×106__J,水的內(nèi)能增加是通過__熱傳遞__方式實現(xiàn)的;若
2、天然氣燃燒放出的熱量有84%被水吸收,需要消耗__0.1__m3的天然氣.[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然氣=4×107 J/m3]
3.(2018·巴中)出于安全和環(huán)??紤],巴中市政府為喜愛戶外燒烤的市民提供了專門的場所.燒烤主要燃料是木炭,已知它的熱值是3.4×107 J/kg,那么84 g的木炭完全燃燒放出熱量為__2.856×106__J,如果這些熱量的50%被水吸收,則能使初溫為20 ℃,質(zhì)量為17 kg的水,溫度升高到__40__ ℃.
4.(2017·棗莊)新農(nóng)村建設(shè)中正在大力推廣使用瓶裝液化氣.如果每瓶裝10 kg液化氣,液化氣的熱值取4.2×107 J
3、/kg,則每瓶液化氣完全燃燒放出的熱量是__4.2×108__J,若放出的熱量有40%被水吸收,在標準大氣壓下可把__500__kg的水從20 ℃加熱至沸騰.[c水=4.2×103 J/( kg·℃)]
5.(2017·云南)可燃冰是一種新型能源,它是水和天然氣在高壓低溫情況下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì),主要成分是甲烷,其開采是世界難題,據(jù)中央電視臺2017年5月18日報道,我國可燃冰已試采成功,技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平.用燃氣鍋爐燒水時,把質(zhì)量為500 kg,初溫為20 ℃的水加熱到100 ℃,共燃燒了12 m3天然氣.已知水的比熱容c水=4.2×103 J/(kg·℃),天然氣的熱值q=4.2×1
4、07 J/m3,可燃冰的熱值為同體積天然氣的160倍.求:
(1)水吸收的熱量;
(2)燃氣鍋爐燒水時的效率;
(3)若換用可燃冰,應(yīng)使用多少立方米的可燃冰.
解:(1)水吸收的熱量:Q吸= cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×500 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.68×108 J
(2)天然氣完全燃燒放出的熱量:
Q放= Vq天然氣=12 m3×4.2×107 J/m3=5.04×108 J
燃氣鍋爐燒水時的效率:
η==≈33.3%
(3)可燃冰的熱值為同體積天然氣的160倍,
則可燃冰的熱值:q可燃冰=160q天然氣=160×4.2×107 J/m3=6
5、.72×109 J/m3
若換用可燃冰燃燒放出相同的熱量,應(yīng)使用可燃冰的體積: V可燃冰===0.075 m3
類型2 太陽能、電能燒水效率
6.(2017·黃石)某品牌太陽能熱水器內(nèi)裝有50 kg的水,陽光照射一段時間后,熱水器中的水從15 ℃升高到55 ℃,熱水器中的水吸收的太陽能為__8.4×106__J;同樣的水改用電加熱,則消耗的電能為__2.33__kW·h[已知水的比熱容c水=4.2×103 J/(kg·℃),熱水器熱散失忽略不計].
7.太陽能路燈的燈桿頂端有太陽能電池板,它能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能.并向燈桿下方的蓄電池充電,供夜晚路燈照明.若在一段時間內(nèi),太陽光輻射到
6、該太陽能電池板的能量為2.7×107 J.這與完全燃燒__0.9__ kg的煤放出的熱量相當;這些能量經(jīng)轉(zhuǎn)化后,可供功率為35 W的路燈工作60 h,那么該太陽能路燈的能量轉(zhuǎn)化率是__28%__.(煤的熱值為3.0×107 J/kg)
8.太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之一.某品牌太陽能熱水器每小時平均接收4.2×106 J的太陽能,在5小時的有效照射時間內(nèi),將熱水器中質(zhì)量為100 kg、初溫為26 ℃的水,加熱到46 ℃.求:
(1)熱水器中的水吸收的熱量Q吸;[水的比熱容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)熱水器在5小時有效照射時間內(nèi)接收到的太陽能E;
(3)熱水
7、器在5小時有效照射時間內(nèi)接收到的太陽能,相當于完全燃燒多少立方米的天然氣放出的熱量.(天然氣的熱值q=7×107 J/m3)
解:(1)水吸收的熱量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(46 ℃-26 ℃)=8.4×106 J
(2)熱水器在5小時的有效照射時間內(nèi)接收到的太陽能:E=5×4.2×106 J=2.1×107 J
(3)根據(jù)題意知Q放=E=2.1×107 J
則需要完全燃燒的天然氣的體積:
V===0.3 m3
類型3 熱機效率
5.某型號汽車在車型測試中,在一段平直公路上勻速行駛了36 km,用時0.
8、5小時,車的總質(zhì)量為3×103 kg,受到的阻力為車重的0.1倍,其中g(shù)取10 N/kg.求:
(1)該汽車牽引力所做的功;
(2)已知這一過程消耗燃油1.5×10-2 m3,則熱機在這一過程中消耗的總能量(假設(shè)燃油完全燃燒,燃油密度為0.8×103 kg/m3,燃油熱值為4.5×107 J/kg);
(3)該汽車發(fā)動機的效率;
(4)若該汽車在平直的公路上勻速行駛的路程為s,發(fā)動機牽引力為F,其發(fā)動機效率為η,汽油的熱值為q,請推導該汽車在這段路程內(nèi)消耗汽油質(zhì)量的表達式m=.
解:(1)車重:G=mg=3×103 kg×10 N/kg=3×104 N
車受到的阻力:f=0.1G=
9、0.1×3×104 N=3×103 N
因為車勻速行駛,所以牽引力:F=f=3×103 N
則牽引力做功:
W有用=Fs=3×103 N×3.6×104 m=1.08×108 J
(2)由ρ=得消耗燃油的質(zhì)量:
m=ρV=0.8×103 kg/m3×1.5×10-2 m3=12 kg
燃油完全燃燒放出的熱量(消耗的總能量):
Q放=mq=12 kg×4.5×107 J/kg=5.4×108 J
(3)汽車的牽引力所做的功就是有用功,燃油完全燃燒放出的熱量就是總功,
則發(fā)動機的效率:η===20%
(4)因為Q=mq,W=Fs,又因為η==
所以η=,由此可得:該汽車在這段路程內(nèi)消耗汽油質(zhì)量的表達式:m=
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