专题复习(机械能和内能计算)
1.把质量为10㎏的水,从20℃加热到100℃,若用焦炭加热,需燃烧0.5㎏焦炭.求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)这些焦炭完全燃烧放出的热量是多少?
(3)煤炉的效率是多少?(焦炭的热值3.0×107J/kg)
2.小明家的太阳能热水器,水箱容积是200L.小明进行了一次观察活动:某天早上,他用温度计测得自来水的温度为20℃,然后给热水器的水箱装满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃.求:
(1)水箱中水的质量,水吸收的热量.[c水=4.2×103J/(kg.℃)]
(2)如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为40%,至少需要燃烧多少煤气?(煤气的热值q=4.2×107J/kg)
3.某工地用燃气灶烧水,使50kg水从20℃升高到70℃,消耗了0.5kg的煤气,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃,煤气的热值为4.2×107J/kg.求:
⑴0.5kg煤气完全燃烧放出的热量?
⑵水吸收的热量?
⑶燃气灶烧水的效率?
4.煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机.某县在冬季利用地热能为用户取暖.县内有一口自喷状态地热井,出水温度为90℃,出水流量为150m3/h.
(1)求每小时流出的地热水温度降低到50℃,所放出的热量.
(2)这些热量如果用天燃气蒸汽锅炉供热,且天燃气蒸汽锅炉的热效率为90%,则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天燃气?
(ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃),天燃气的热值为q=4×107J/m3)
5.某太阳能热水器中装有40kg的水,阳光照射一段时间后,水温从10℃升高到60℃,已知c水=4.2×103J/(kg?℃).求:
(1)热水器中的是所吸收的热量;
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少立方米的天然气?(天然气的热值为8.4×107J/m3,假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
6.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4.2×106J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℃的水温度升高到40℃.求:
(1)热水器中的水吸收的热量Q;[水的比热容c=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)
7.现在许多地方都用上了“西气东输”的天然气.表格中是某燃气热水器的技术参数:其中“温升25℃热水产率:8 L/min”的含义是每分钟进水8L,并可使水的温度升高25℃ ;“额定热负荷:16 kW”表示的含义是热水器每秒钟产生的热量是16 kJ.
(1)热水器正常工作1 min时水所吸收的热量是多少?[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
(2)已知天然气的热值为8 ×107 J/m3,热水器每分钟消耗的天然气为26. 25 dm3,那么热水器的效率η为多少?
(3)说说使用天然气的好处.(答出一点即可)
8.小明家煮饭、烧水使用的是管道天然气,已知天然气的热值为4.5×107J/m3,放出的热量有50%被有效利用,现要将初温为25℃的水加热到100℃,需要完全燃烧0.03m3的天然气,则能加热水的质量为多少?[水的比热容]
9.一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶10 min,消耗的汽油为1.2 kg.汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2×103 N,汽油的热值q=4.6×107 J/kg.
(1)求汽车在这段时间内消耗的功率(即1s内汽油完全燃烧放出的热量)是多少?
(2)求这段时间内汽车牵引力做功的功率是多少?
(3)比较(1)和(2)的结果,你有什么发现?简要分析原因(写出两条即可).
10.随着人们生活水平的提高,轿车已逐步进入我国普通百姓家中,已知某国产轿车每行驶l00 km消耗8 L汽油.(1 L=1×l0-3 m3,汽油的密度为0.71×103? kg/m3,热值为4.6×107?J/kg),则:
(1)10 kg汽油完全燃烧时所产生的热量是_______J.
(2)该汽车行驶100 km消耗的汽油的质量是_______kg.
(3)当该汽车以50 kW的功率在平直公路上以72 km/h的速度匀速行驶时,它所受到的阻力等于________
N.
11.一辆正在匀速行驶的汽车,所受阻力为1500 N,从甲地到乙地150 km,已知该汽车这种情况下每百公里耗油12 L(汽油的热值4.6×107J/kg,汽油的密度0.72 g/cm3),问:
(1)该车从甲地到乙地克服阻力做多少功?
(2)汽车的效率是多少?
12.已知焦炭的热值为,的焦炭完全燃烧放出的热量是多少?若这些热量的被温度为的水吸收,则能使多少质量的水温度升高到?
13.燃气灶烧水时,把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了0.02m3天然气(假设天然气完全燃烧).已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为8.4×l07J/m3.求:
(1)水吸收的热量;
(2)天然气完全燃烧放出的热量;
(3)燃气灶烧水时的效率.
14.某家庭用燃气热水器将质量为100kg,温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧).已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为3.2×107J/m3.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.
答案
1.(1)3.36×106J;(2)1.5×107J;(3)22.4%
2.(1)200kg (2)2.1×107J (3)1.25Kg
3.2.1×107J 1.05×107J 50%
4.(1)2.52×1010J (2)700m3
5.(1)8.4×106J;(2)0.1m3
6.(1)8.4×106J
(2)2.1×107J
(3)40%
(4)0.2kg
7.(1) 8.4×105J (2) 40% (3)污染小
8. m3的天然气放出的热量;放出的热量有50%被有效利用,则,,则.
答:能加热水的质量为2.14kg.
9.(1)9.2×104 W (2)2.4×104 W;(3)发现:汽车牵引力做功的功率小于消耗的功率原因包括:汽油没有完全燃烧;废气带走一部分能量;由于热传递损失一部分能量;克服摩擦消耗一部分能量(任选两条即可)
10.4.6×108 5.68 2500
11.(1)2.25×108 J.(2)37.7%.
12.4.2×106 J;5kg
13.(1)6.72×105J (2)1.68×106J (3)40%
14.(1) 3.2×107J;(2) 1.26×107J;(3) 39.4%.