小專題有關(guān)熱量的計(jì)算

1、小專題(一)有關(guān)熱量的計(jì)算類型1燃料燒水效率4.2 如圖1所示，做“探究水沸騰時(shí)溫度變化的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)，在燒杯中加入200g的水，測(cè)得初始溫度為18C.用酒精燈加熱一段時(shí)間后，如圖2所示，溫度變?yōu)開68_C;若水的比熱容為X103J/(kgC),不計(jì)熱量損失，則水吸收的熱量為4.2X104J,這些熱量相當(dāng)于完全燃燒1.4g熱值為3.0X107J/kg的酒精放出的熱量.1. (2019連云港)天然氣熱水器將40kg的水由22C加熱到42C,水的內(nèi)能增加了3.36X106J,水的內(nèi)能增加是通過(guò)熱傳遞方式實(shí)現(xiàn)的；若天然氣燃燒放出的熱量有84%被水吸收，需要消耗0.1_m3的天然氣.已知c水=4.2X1

2、03J/(kgC),q天然氣=4X107J/m3(2019巴中)出于安全和環(huán)保考慮，巴中市政府為喜愛(ài)戶外燒烤的市民提供了專門的場(chǎng)所.燒烤主要燃料是木炭，已知它的熱值是3.4X107J/kg，那么84g的木炭完全燃燒放出熱量為2.856X106J,如果這些熱量的50%被水吸收，則能使初溫為20C，質(zhì)量為17kg的水，溫度升高到40C.2. (2019棗莊)新農(nóng)村建設(shè)中正在大力推廣使用瓶裝液化氣.如果每瓶裝10kg液化氣，液化氣的熱值取4.2X107J/kg，貝U每瓶液化氣完全燃燒放出的熱量是4.2X108J,若放出的熱量有40%被水吸收，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可把500kg的水從20C加熱至沸騰.c水=

3、4.2X103J/(kgC)4.2 (2019云南)可燃冰是一種新型能源，它是水和天然氣在高壓低溫情況下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)，主要成分是甲烷，其開采是世界難題，據(jù)中央電視臺(tái)2019年5月18日?qǐng)?bào)道，我國(guó)可燃冰已試采成功，技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平.用燃?xì)忮仩t燒水時(shí)，把質(zhì)量為500kg,初溫為20C的水加熱到100C，共燃燒了12m3天然氣.已知水的比熱容c水=4.2X103J/(kgC)，天然氣的熱值q=X107J/m3,可燃冰的熱值為同體積天然氣的160倍.求：(1) 水吸收的熱量；(2) 燃?xì)忮仩t燒水時(shí)的效率；(3) 若換用可燃冰，應(yīng)使用多少立方米的可燃冰.解：(1)水吸收的熱量：Q吸=cmAt

4、=4.2X103J/(kgC)X500kgX(100C20C)=1.68X108J(2) 天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放=Vq天然氣=12m3x4.2X107J/m3=5.04X108j燃?xì)忮仩t燒水時(shí)的效率：M卜Q放一1.68x108J方=5.04X108J-33.3%(3) 可燃冰的熱值為同體積天然氣的160倍，則可燃冰的熱值：q可燃冰=160q天然氣=160X4.2X107j/m3=6.72X109J/m3若換用可燃冰燃燒放出相同的熱量，應(yīng)使用可燃冰的體積:-30.075m類型2太陽(yáng)能、電能燒水效率V可燃冰Q放_(tái)5.04X1,08Jq可燃冰一6.72X109j/m3(2019黃石)某品牌太

5、陽(yáng)能熱水器內(nèi)裝有50kg的水，陽(yáng)光照射一段時(shí)間后，熱水器中的水從15C升高到55C，熱水器中的水吸收的太陽(yáng)能為_8.4X106j；同樣的水改用電加熱，則消耗的電能為2.33kWh已知水的比熱容c水=4.2X103j/(kgC，熱水器熱散失忽略不計(jì).太陽(yáng)能路燈的燈桿頂端有太陽(yáng)能電池板，它能將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能.并向燈桿下方的蓄電池充電，供夜晚路燈照明.若在一段時(shí)間內(nèi)，太陽(yáng)光輻射到該太陽(yáng)能電池板的能量為2.7X107J.這與完全燃燒09kg的煤放出的熱量相當(dāng)；這些能量經(jīng)轉(zhuǎn)化后，可供功率為35W的路燈工作60h,那么該太陽(yáng)能路燈的能量轉(zhuǎn)化率是_28%_.(煤的熱值為3.0X107j/kg)太陽(yáng)能熱水器

6、是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之一.某品牌太陽(yáng)能熱水器每小時(shí)平均接收X106J的太陽(yáng)能，在5小時(shí)的有效照射時(shí)間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為100kg、初溫為26C的水,加熱到46C.求：(1) 熱水器中的水吸收的熱量Q吸；水的比熱容c=4.2X103J/(kgC)(2) 熱水器在5小時(shí)有效照射時(shí)間內(nèi)接收到的太陽(yáng)能E;熱水器在5小時(shí)有效照射時(shí)間內(nèi)接收到的太陽(yáng)能，相當(dāng)于完全燃燒多少立方米的天然氣放出的熱量.(天然氣的熱值q=7X107J/m3)解：(1)水吸收的熱量：Q吸=cm(t10)=4.2X103J/(kgC)X100kgX(46C26C)=8.4X106J(2) 熱水器在5小時(shí)的有效照射時(shí)間內(nèi)接收到的

7、太陽(yáng)能：E=5X4.2X106J=2.1X107J(3) 根據(jù)題意知Q放=E=2.1Xo'J則需要完全燃燒的天然氣的體積：V=地應(yīng)4=0.3m3q7X10J/m類型3熱機(jī)效率5.某型號(hào)汽車在車型測(cè)試中，在一段平直公路上勻速行駛了36km,用時(shí)0.5小時(shí)，車的總質(zhì)量為3X103kg,受到的阻力為車重的0.1倍，其中g(shù)取10N/kg.求：(1) 該汽車牽引力所做的功；已知這一過(guò)程消耗燃油1.5X102m3,貝U熱機(jī)在這一過(guò)程中消耗的總能量(假設(shè)燃油完全燃燒，燃油密度為0.8X103kg/m3,燃油熱值為4.5X107J/kg);(2) 該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率；若該汽車在平直的公路上勻速行駛的路程為S,發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力為F,其發(fā)動(dòng)機(jī)效率為門，汽油的熱值為q,請(qǐng)推導(dǎo)該汽車在這段路程內(nèi)消耗汽油質(zhì)量的表達(dá)式m=FS.解：(1)車重：G=mg=3X103kgx10N/kg=3X104N車受到的阻力：f=0.1G=0.1X3X104n=3X103N因?yàn)檐噭蛩傩旭偅誀恳Γ篎=f=3X103N則牽引力做功：W有用=Fs=3X103NX3.6X104m=1.08X108J(2)由p=m得消耗燃油的質(zhì)量：m=p片0.8x103kg/m3x1.5x102m3=12kg燃油完全燃燒放出的熱量(消耗的總能量)：Q放=mq=12kgx4.5X107J/kg=5.4x108J汽車