(共18张PPT)
第十四章 内能的利用
人教版
专题训练二 热学综合计算
1.质量为100 g的铁块,放在炉子上加热相当长的时间后取出立即投入质量为250 g、温度为20 ℃的水中,水的温度最后升高到 60 ℃(此过程中不计热损失),求炉子的温度。[c铁=0.46×103 J/(kg·℃)](结果保留整数)
2.中国科学家已在南海试采“可燃冰”取得圆满成功,实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。“可燃冰”清洁无污染,储量巨大,是一种非常理想的新型能源。“可燃冰”的热值很大,是天然气热值的10倍以上,若按15倍计算,求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值q=7.0×107 J/m3]
(1)体积为0.01 m3的“可燃冰”完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若这些热量的90%被质量为100 kg的水吸收,则水升高的温度是多少?
3.某物理兴趣小组的同学为了探究地球表面水吸收太阳能的本领,做了如下实验:用一脸盆装6 kg的水,水的表面积为0.1 m2,经过太阳光垂直照射30 min,水温升高了10 ℃。求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)实验时,6 kg的水30 min内吸收了多少热量?
(2)平均每分钟1 m2水面吸收的热量是多少?
(3)若用加热的方式使相同质量的水升高相同的温度,至少需要燃烧多少立方米的液化气?(假设液化气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,液化气的热值是5.0×107 J/m3)
4.我国自主研制的某型号飞机具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距等优异性能,该飞机最大起飞质量为37 t,最大飞行高度达20 000 m,最大航行速度达2.5倍声速(合3 060 km/h),油箱最大容积为1.25×104 L,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表:
速度v/(m·s-1) 100 200 300 400 500
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104
已知飞机使用的航空燃油密度为0.8×103 kg/m3,热值为5×107 J/kg。求:
(1)飞机发动机完全燃烧1.25×104 L燃油获得的能量是多少焦?
(2)当飞机以500 m/s的速度巡航时,飞机发动机的输出功率是多少瓦?
(3)若在飞机油箱中加满燃油,并且以500 m/s的速度巡航时,飞机的最大航程可达2×103 km,则飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是多少?
5.如图所示是我国自主研制的某轻型水陆两栖坦克,它的质量为24 t,履带与地面总接触面积为3 m2,它以 8.6 m/s的速度在水中匀速直线行驶了6 min,消耗柴油 10 kg,此时发动机功率为4.3×105W。(g取10 N/kg,q柴油=4.3×107 J/kg)求:
(1)坦克在水平地面上静止时,对地面的压强。
(2)坦克在水中匀速直线行驶时受到的阻力。
(3)坦克发动机的效率。
6.如图所示是一种以柴油机为动力的抓斗起重机,其部分参数如下表所示。求:
(1)起重机空载静止在水平地面上时,对地面的压强是2.4×105 Pa,它与地面的接触面积是多少?(取g=10 N/kg)
(2)将1.0×104 N的物料抓举到最大高度用时15 s,
起重机对物料做功的功率最大是多少?
(3)起重机空载时以最大行驶功率行驶1 h,
消耗柴油多少千克?(取q柴油=4×107 J/kg)
空载质量 4.8 t
最大抓举高度 6 m
空载最大行驶功率 4×104 W
柴油机效率 40%