九年级上册物理人教版热机的效率问题计算题专项训练（含答案）

九年级上册物理人教版热机的效率问题计算题专项训练
一、计算题
1．小明家新安装了燃气热水器，在一次用水过程中，燃烧使用了0.05m3天然气，将10kg的水从22℃加热到62℃。已知c=4.2×103J/（kg·℃），q天然气=4×107J/m3。求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气热水器的加热效率。
2．把0.42kg、180℃的铁块投入0.1kg的水中，混合后的温度是80℃。[c铁=0.45×103J/（kg·℃），c水=4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）铁块放出的热量是多少？
（2）若铁块放出的热量全部被水吸收，水的初温是多少？
3．一壶中水的质量为2.5kg， 在液化石油气炉上从20℃煮至沸腾。在这过程中，共燃烧了液化石油气50g。(壶吸热忽略不计)在这过程中，[液化石油气热值为4.2×107J/kg]，求：
（1）水共吸收了多少热量 (1标准大气压)
（2）炉子的效率
4．一汽车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离后，消耗汽油1kg，汽油机的效率为30%。问：[q汽油=4.5×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)]
（1）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%，这些废气的能量全部被质量为100kg初温的水吸收，水升高的温度是多少？（在一个标准大气压下）
5．我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为。（航空燃油的热值为）求：
（1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）飞机在航行过程中的阻力是多少？
6．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给 10kg的水加热， 同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了2kg的煤；水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤的热值约为3×107J/kg
200246时间/min 求：
（1）煤完全燃烧产生的热量：
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率。
7．某家庭用燃气热水器将质量为8kg、温度10℃为的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为0.1m3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为，天然气的热值为，求：
（1）天然气完全燃烧放出的热量？
（2）水吸收的热量？
（3）该热水器工作时的效率？
8．一辆载重汽车装完砂石后总质量为2t，以额定功率80kW从静止开始运动，v-t图像如图所示，经15s运动100m恰好达到最大速度，接着匀速运动25s关闭发动机滑行50m停下。已知汽车在运动过程中受到的阻力为车总重的0.2倍。（g=10N/kg）求：
（1）汽车匀速运动时的牵引力；
（2）前40s过程中发动机做的功；
（3）若发动机的热机效率为80%，则整个过程中需要燃烧多少千克汽油？（已知汽油的热值大约为5×107J/kg ）
9．吃早饭的时候，妈妈用61℃的热水给小明加热 200g的盒装牛奶，使牛奶的温度由20℃升高到41℃，水放出的热量50%被牛奶吸收。如题图所示，问：[已知：C牛奶=2.5×103J/ (kg℃)， c水=4.2×103J/(kg℃)
（1）牛奶吸收的热量；
（2）水放出的热量；
（3）需要多少千克的热水.
10．某公交汽车以天然气为燃料，该车在平直公路上以15m/s的速度匀速行驶10min，消耗的天然气为4.5m3，汽车发动机提供的牵引力为6000N。已知天然气的热值是4×107J/m3，试求：
（1）汽车发动机做的功是多少J
（2）所消耗的天然气完全燃烧所放出的热量是多少J
（3）发动机工作时将天然气完全燃烧获得的内能转化为机械能的效率是多大
11．若使用炉子加热水时，完全燃烧了0.6kg的焦炭，将30kg的水从20℃加热到70℃，已知水的比热容是，焦炭的热值是，求：
（1）0.6kg焦炭完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该炉子加热这些水的效率。
12．某物理兴趣小组的同学，用天然气给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了0.18kg的天然气（每分钟放热相同）．（水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）），天然气的热值为5×107J/kg．
（1）完全燃烧0.18kg天然气释放的热量为多少？
（2）“2～4min”内水吸收的热量是多少？
（3）在烧水过程中，“0～2min”、“2～4min”、“4～6min”哪段时间内热效率最高？最高热效率是多少？
13．国庆期间小明一家从新余自驾前往南昌滕王阁景区，进行研学旅行。新余到滕王阁景区全程约160km，驾车前往大约需要2h。（汽油的热值取，汽油的密度取）。求：
（1）汽车的平均速度；
（2）汽车全程消耗20L汽油，求汽油完全燃烧放出的热量；
（3）若汽车发动机全程平均功率为30kW，求汽车发动机的效率。
14．用煤气灶烧水时把2kg，初温为30℃的水烧到80℃，消耗了0.02kg煤气，已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.2×107J/kg，则：
（1）水吸收的热量为多少？
（2）煤气完全燃烧放出的热量为多少？
（3）煤气灶烧水的效率为多少？
15．天然气热水器的热效率表示该热水器工作时天然气完全燃烧所消耗的化学能有多大比例转化为水的内能．热水器中有质量为40 kg、初温为15 ℃的水，经过热水器消耗0.15 m3天然气加热后(假设天然气完全燃烧)，水的温度为40 ℃．求：［天然气热值q＝3.2×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)］
（1）天然气放出的热量Q放；
（2）水吸收的热量Q吸；
（3）热水器的加热效率η．
16．某人用天然气灶烧水，在水壶中加入2L的水，水的初温是20℃，然后将水烧开，用了0.05 m3的天然气，天然气的热值为3.2×107J/m3，水的比热容 c=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103kg/m3，气压为标准大气压.求：
（1）水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量；
（3）天然气灶的效率η
答案
1．（1）
（2）
2．（1）1.89×104J
（2）45℃
3．（1）解：（1）1个标准气压下，水的沸点为100℃，即末温为100℃，
水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×105J；
（2）解：（2）液化石油气完全燃烧放出的热量：Q放=m2q=0.05kg×4.2×107J/kg=2.1×106J；
炉子的效率：。
4．（1）4.5×107J
（2）40℃
5．（1）
（2）
6．（1）煤的热值约为3×107J/kg ，完全燃烧2kg，根据Q=mq=2kg×3×107J/kg=6×107J
（2） 10kg的水 ，温度变化量为60摄氏度，根据热量的计算公式Q吸=cmΔt= 4.2×103J/(kg·℃) ×10kg×60℃=2.52×106J；
（3）解：根据效率公式η=
7．（1）
（2）
（3）42%
8．（1）4000N
（2）
（3）
9．（1）解：牛奶吸收的热量：Q吸=c牛m牛△t牛= 2.5×103J/ (kg℃) ×0.2kg×（41℃-20℃）=1.05×104J；
（2）解：根据Q吸=50%Q放可知，水放出的热量；
（3）解：需要热水的质量为：。
10．（1）解：汽车发动机做的功为W＝Fs＝Fvt＝6000N×15m/s×10×60s＝5.4×107J
答：汽车发动机做的功是5.4×107J
（2）解：天然气完全燃烧所放出的热量是Q放＝qV＝4×107J/m3×4.5m3＝1.8×108J
答：所消耗的天然气完全燃烧所放出的热量是1.8×108J；
（3）解：发动机的热效率为η＝ ＝30%
答：发动机工作时将天然气完全燃烧获得的内能转化为机械能的效率是30%。
11．（1）
（2）
（3）
12．（1） 9×106 J （2）8.4×105J （3）0~2min热效率最高 42%
13．（1）80km/h
（2）7.2×108J
（3）30%
14．（1）4.2×105J；（2）8.4×105J；（3）50%
15．（1）解：天然气放出的热量： ；
（2）水吸收的热量： )
（3）解： 热水器的加热效率：
16．（1）解： 水的体积
水的质量
在标准大气压下， 水的沸点为 ，即水的末温为 ，
水细收的热量。
（2）解：天然气完全数烧放出的热量。
（3）解：天然气灶的效率。