第十四章内能的利用专题训练热学综合计算 2021—2022学年人教版九年级物理全一册（word有答案）

第十四章
专题训练
热学综合计算
1．生物质颗粒是利用农林废弃物为原材料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型的可直接燃烧的一种新型清洁燃料。它的密度可达0.8-1.4g/cm3，热值为1.68×107J/kg。燃烧一吨无烟煤可以产生8.5kg的二氧化硫，生物质颗粒燃料中不含硫，燃烧时不产生二氧化硫，因而可以减少对大气的污染以及酸雨的产生。（水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃)，无烟煤的热值为3.36×107J/kg）求：
（1）完全燃烧1吨生物质颗粒可以释放的热量；
（2）现需把1×104kg水烧开，如果用生物质颗粒代替无烟煤可以减少排放二氧化硫的质量是多少（水的初温为20℃，不考虑热量的散失）。
2．菜油最适宜的烹饪温度在150℃至180℃之间。用天然气将质量为0.02kg的菜油从室温20℃加热到170℃，燃烧了0.25dm3的天然气。（c菜油=2.0×103J/（kg·℃），天然气的热值为4×107J/m3）求∶
（1）菜油吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧时释放出的热量被菜油吸收的热量利用效率。
3．大山将质量为20kg的水从30℃烧开时，[水的比热容为4.2×103天然气的热值为[3.5×107Ｊ/ｍ3]求：
(1)这些水吸收的热量是多少?
(2)若这些水吸收的热量全部由完全燃烧天然气获得，则需要多少天然气?
4．某辆以汽油为燃料的观光汽车沿盘山公路（盘山公路近似处理为斜面），以36km/h的速度匀速行驶，经过15min从山脚到达山顶。汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2×103N。求：
(1)汽车上山时牵引力的功率是多少瓦？
(2)汽车上山时牵引力做的功是多少焦？
(3)若汽车从山脚到达山顶的过程中，效率为30%，则此过程中燃烧了多少千克汽油？（汽油的热值为q=4.6×107J/kg）
5．如图所示，某四冲程汽机活塞面积为5×10-3
m2，汽油燃烧产生的高温高压气体对活塞的压强为8×105
Pa该汽油机正工作10
min消耗13
g汽油，所做的功为1.8×105
J（汽油热值为q＝4.0×107
J/kg）
（1）高温高压气体对活塞产生的压力多大？
（2）该汽油机的功率是多少？
（3）该汽油机的效率是多少？
6．某汽车以某一速度在平直的公路上匀速行驶，消耗汽油1kg。已知汽油的热值和水的比热容分别为：q汽=4.6×107J/kg，c水=4.6×103J/（kg·℃）求：
（1）1kg汽油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，这些废气带走的能量全部被质量50kg、温度为20℃的水吸收，水温能升高到多少摄氏度？（气压为1标准大气压）
（3）若汽油机的效率为30%，并且汽车在上述路段行驶时受到的阻力是1000N，那么汽车在这段路上行驶的路程是多少千米？
7．2017年我国首次海域天然气水合物（可燃冰）试采成功，100cm3可燃冰可释放约为1.5×10-2m3天然气。已知q天然气=2.1×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg·），则：
（1）求100cm3可燃冰释放出的然气完全燃烧放出的热量；
（2）若将上述的天然气通过燃气灶给水加热，可使1kg的水从20升高到65，求水吸收的热量；
（3）求该燃气灶的热效率。
8．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图。该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离，消耗汽油1
kg。汽油机的效率为30%，汽油的热值为4.5×107
J/kg，c水=4.2×103
J/（kg·℃），那么，在这段运动过程中，求：
(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少J？
(2)假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，在1标准大气压下，这些废气带走的能量全部被质量为100
kg、初温为60
℃的水吸收，水升高的温度是多少？
(3)如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少
kg？
9．氢燃料新能源公交车逐渐在不少城市投放使用。氢燃料的热值为1.5×108J/kg，c水=4.2×103J/（kg?℃），求：
（1）质量为0.56kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若放出的热量全部被质量为500kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度；
（3）如果氢燃料公交车的效率为70%，则燃烧0.56kg的氢燃料可使以140kW恒定功率匀速行驶的公交车能行驶多长时间。
10．液化石油气的热值q高达，一些不法商贩常将液化石油气与价格低廉、热值仅为的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户?近期我县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50kg、初始温度为20°C的水装入容器内，加热容器中的水直至100℃时，瓶内燃气消耗了0.5kg。通过高效炉灶，水能吸收燃气完全燃烧释放热量的80%。已知水的比热容为。求：
(1)水吸收的热量；
(2)瓶内燃气的热值；判断该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚。
11．今年11月开始，宜昌部分小区开始采用集中燃烧天然气供暖了，供暖时，燃烧天然气加热水，热水流经各户放出热量，再次回到锅炉被加热，反复循环以达到供暖作用。集中供暖的热效率为80%，而各户独立供暖热效率仅为60%。小明家房内空气质量为400kg。已知空气的比热容c空气=1.0×103J/（kg·），请计算：
(1)房间内空气温度升高20需要吸收多少热量？
(2)在相同条件下，小明家独立供暖时一天需要8m3的天然气，那么集中供暖一天需要多少m3天然气？
12．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一，某品牌太阳能热水器每小时平均接收6.3×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温升高到50℃，求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q。（水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃））
（2）热水器5小时内接收到的太阳能E。
（3）热水器的效率η。
（4）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q＝4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）
参考答案
1．（1）1.68×1010J；（2）0.85kg
2．（1）；（2）60%
3．(1)；(2)0.168m3
4．(1)9.2×104W；(2)8.28×107J；(3)6kg
5．（1）4×103
N；（2）300
W；（3）35
%
6．(1)4.6×107J；(2)100℃；(3)13.8km
7．（1）；（2）；（3）60%
8．(1)4.5×107
J；(2)40
℃；(3)0.75
kg
9．（1）8.4×107J；（2）50℃；（3）420s
10．(1)；(2)4.2×107J/kg，该瓶液化石油掺了二甲醚
11．(1)8×106J；(2)6
12．(1)1.26×107J；(2)3.15×107J；(3)40%；(4)0.3kg