由
P=W
t
得牵引力做功:W
有用
1=Pt=20000W×2.5×3600s=1.8×108J,
汽车发动机的效率:η1=WQ有总用
1
×100%=1.8×
7.2×
108 108
J×100%=25%。
J
答案
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(3)由
W
η=
有用得效率达
60%后牵引力做的功:
Q放
W 有用 2=Q 总 η2=7.2×108J×60%=4.32×108J,
(1)冰熔化过程中吸收的热量; (2)在标准大气压下,冰的熔化热λ冰。
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解▶ (1)14g 酒精完全燃烧放出的热量:
Q 放=qm'=3×107J/kg×0.014kg=4.2×105J,
由
Q
η=
吸×100%可得,冰熔化成水共吸收热量:
Q放
Q 吸=Q 放×η=4.2×105J×40%=1.68×105J;
(1)该汽车行驶过程的牵引力是多大? (2)该汽车发动机的效率是多少?(已知ρ汽油=0.8×103kg/m3,q汽油=4.5×107J/kg) (3)假如小凡家的汽车采用了全新的压缩燃烧原理,效率达60%,则20L汽油可以让该车 以同样的功率和速度行驶多长的距离?
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解▶ (1)汽车速度: v=s= 225000 m =25m/s,
(1)一根烧红的铁钉,质量为2g,温度从800℃降低到700℃,放出多少热量? (2)相同质量的铁和铝,吸收相同的热量,上升温度较高的是 铁 (选填 “铁” 或“铝”)。
答案
第4页
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解▶ (1)铁钉的质量 m=2g=2×10-3kg,
铁钉的温度从 800℃降低到 700℃,放出的热量: Q 放=c 铁 m(t0-t)=0.46×103J/(kg·℃)×2×10-3kg×(800℃-700℃)=92J。 (2)已知铁和铝的质量相同,并且吸收相同的热量, 因为铁的比热容小于铝的比热容,所以由公式 Δt= Q 可知,
答案
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热功率与热机的综合计算
4.(2019·绵阳模拟)所谓汽车发动机效率是指发动机牵引汽车前进所需能量与汽油完 全燃烧产生内能的比值;当前汽油发动机的最高效率约为40%。暑假期间小凡全家驾车去西 藏旅游,在高速公路上匀速行驶225km。所用时间是2.5h,消耗汽油20L(汽油完全燃烧),汽车 发动机在这段时间内牵引力的功率为20kW。
Q 吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×9kg×(100℃-20℃)=3.024×106J;
答案
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(2)由
Q
η=
吸×100%可得,天然气完全燃烧放出的热量:
Q放
Q 放=3.02844×%106J=3.6×106J,
由 Q 放=Vq 得,烧开这壶水需要天然气的体积:
t 2.5×3600s
由 P=W=Fs=Fv 得汽车牵引力:
tt
F=P =20000 W =800N。
v 25m/s
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(2)由 ρ 汽油=mV 得汽油质量:m=ρ 汽油 V=0.8×103kg/m3×20×10-3m3=16kg, 汽油完全燃烧放出的热量:Q 总=mq 汽油=16kg×4.5×107J/kg=7.2×108J,
(1)水吸收的热量; (2)若燃烧天然气放出热量的84%被水吸收,需要完全燃烧多少 m3的 天然气?
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解▶ 方法一:(1)水的体积 V=9L=9×10-3m3, 由 ρ=m可得,水的质量:
V
m=ρ 水 V=1.0×103kg/m3×9×10-3m3=9kg;
在一个标准大气压下,水沸腾时的温度 t=100℃,水吸收的热量:
由 P=W得行驶的时间:
t
W
t=
有用
2
=4.32
×108
J=2.16×104s,
P
20000 W
由 v=s得行驶路程:
t
s=vt=25m/s×2.16×104s=5.4×105m。
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热功率与热机的综合计算
5.(原创)现在的中国,尤其是城市里,交通是个天大的问题。为了解决这 个问题,全球首个无轨列车——智轨,在中国诞生。在一段平直的公路上无轨 列车匀速行驶7.5km,所用时间是5min,消耗燃油3.75L(假设燃油完全燃烧),汽 车发动机在这段时间内的功率为90kW。若燃油的密度是0.8×103kg/m3,热值 是3×107J/kg。求:
cm
铁升高的温度较高。
解析
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热值、热量与热效率综合计算
2.(2019·潍坊)一定气压下,某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量 与其质量之比叫该晶体的熔化热,用字母λ表示。在标准大气压下,用一个热 效率为40%的酒精炉为热源,将50g初温为0℃的冰全部熔化为0℃的水,共燃烧 了14g酒精,酒精的热值为3×107J/kg。求:
·物理
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专训二 计算题 科目二 热学计算题
安徽专版
1
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内容
公式
物体吸放热
Q=cmΔt
热值的相关计算 Q=qm(Q=qV)
热平衡
能量利用效率
η=Q吸×100%
Q放
Q吸=Q放
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热值、热量与热效率综合计算
1.(2019·呼和浩特)热量的计算公式为Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t)。已知铁的比 热容为0.46×103J/(kg·℃),铝的比热容为0.88×103J/(kg·℃)。
(2)则冰的熔化热:
λ 冰=mQ吸冰=1.06.80×51k0g5J=3.36×106J/kg。
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热值、热量与热效率综合计算
3.(原创)天然气是一种清洁能源,现在我国大部分城市基本都使用天 然气灶给水加热,在1个标准大气压下,小明把体积为9L,温度为20℃的水 加热到沸腾。[q天然气=4.5×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]求:
V=4.35.×61×0170J/6mJ 3=0.08m3。
方法二:利用综合列式计算,能够约分,使计算变得更简洁,这也是热
学计算常用m
(t
-t0
)=4.2×103
J/(kg
·℃)×9kg
×
(100
℃-20℃)=0.08m3。
q ηq ηq
84 %× 4.5× 107 J/m 3