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初中物理热机效率计算题(附答案)

2020-03-22 来源:步旅网
 初中物理热机效率计算题(附答案)

1、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15℃的水经白天太阳能加热,温度可达到65℃。已知水的比热容为4.2×10J/(kg·℃),天然气的热值为8.4×10J/kg。求:

(1)10台热水器装满水时,温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量? (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、某中学为学生供应开水,用锅炉将200 kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6 kg的无烟煤。水的比热容是4.2 ×10 J/(kg·℃),无烟煤的热值是3.4×l 0 J/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、某型号小轿车油箱的容积是60升,所用的燃料是密度为0.71×10kg/m的汽油。 (1)该车油箱最多能装多少kg的汽油?

(2)如果该车的总质量是1500kg,4个车轮的轮胎对地面的压强都是2×10Pa,求车的总重量是多少?车与地面接触的总面积是多少(g取10N/kg)?

(3)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4.6×10J/kg,汽车发动机的输出功率是12kW,求有用功和发动机的热机效率分别是多少(保留两位有效数字)?

4、东风悦达汽车是我市最大的汽车生产企业。该厂某型号车在车型测试中,在一段平直的公路上匀速行驶50km,受到的阻力是1.0×10N,消耗燃油4×10m(假设燃油完全燃烧)。若燃油的密度ρ=0.8×10kg/m,热值q=4×10J/kg,求:

(1)专用车牵引力所做的功。

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-3

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5

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3

3

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(2)已知热机效率η=(式中W为热机在某段时间内对外所做的功,Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧

所产生的热量),则该专用车的热机效率是多少?

5、每到夏收季节,盐城农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧,如图,这不仅造成资源浪费、环境污染,而且极易引发火灾等。为解决这一问题,现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤(热值为2.4×10J/kg),使50kg、20℃的水温度升高到80℃。求: (1)水需要吸收的热量。

(2)如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收,需要完全燃烧多少千克秆浆煤。

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1

6、液化石油气的热值高达4.6×10J/kg,一些不法商贩为谋取暴利,常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9×10J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户.质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测:将质量为100kg、初始温度为31℃的水装入容器内,用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100℃恰好沸腾,瓶内燃气消耗了0.84kg.通过高效炉灶,水能吸收燃气完全燃烧释放热量的75 %.已知水的比热容为c水=4.2×10J/(kg·℃),问: (1)瓶内燃气的热值是 。

(2)该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚?

7、有一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如下表所示,将它安装在阳光充足的水平台面,并注满水。 (1) 若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m,求它对台面的压力和压强(取g=10N/kg).

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3

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(2) 某城市(晴天)平均每平方米的面积上,每小时接收的太阳能约为2.8×10J,若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m,每天日照时间按8h计算,则它一天中接收的太阳能(E)约为多少? 若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使水温升高多少?( C水=4.2×10(J/kg・℃),在标准大气压下,该城市水的原来温度不超过32℃)

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型号 水容量/L JL一88 80 自身质量/kg 40 8、2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术,来体现“城市,让生活更美好”的主题。

如图21所示的太阳能热水器,它的水箱容量为120L,热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%,在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W。如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃,需要阳光照射5h,那么:

(1)一箱水需要吸收的热量是多少?

(2)热水器上集热器的面积至少要多大?[水的比热容是:4.2×10J/(kg·℃)] 9、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20 kW。若小汽车行驶的距离为100km,汽油的热值g=4.6×10J/kg,小汽车发动机的效率为25%。 求小汽车在这段路程中:

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3

(1)运动的时间; (2)发动机所做的功; (3)消耗汽油的质量。

2

参考答案

1、4.2×108 5 2、󰀀

7

J/(kg·℃)×200kg×(100℃-25℃)=6.3×10J

‚ J/kg=2.04×10J

8

=×100%=30%

3、(1)

(2)

(3)

发动机的效率

4、 (1)因为专用车匀速行驶,所以牵引力F=f=1.0×103N 牵引力做的功W=Fs=1.0×103N×50×103m =5×

10J

(2)消耗燃油的质量:m=ρV=0.8×10kg/m×4×10×10J/kg=1.28×10J

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8

3

3

-3m3

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=3.2kg 燃油完全燃烧所产生的热量:Q=mq=3.2kg×4

热机效率η==39%

3

5、(1)1.26×107 J,(2)约1.8kg 6、(1)4.6X 107 J (2)没掺二甲醚 7、󰀀

‚一天中接收的太阳能为

所以

8、 解:(1)由ρ=m/V得:m=ρV水=1×103kg/m3×0.12m3=120 kg

水吸收的热量:Q水吸=cm(t2-t1)

=4.2×10J/( kg·℃)×120 kg×(70℃-20℃) =2 .52×10 J

(2)这台太阳能热水器获得的辐射功率:P太=S×1.4kW/m

由: P=W/t 可得:太阳照射5h获得的太阳能:W热=P太t=S×1.4kW/m×5h 由:η=W有 /W热 可得:

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2

43

Q水吸=W有=S×1.4kW/m2×5h×40% 热水器集热器面积:

S=Q水吸/(1.4kW/m×5h×40%) =2. 5m

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2

9、(1)、

();(2);(3)、

4

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