北師大版九年級物理全一冊第十章機械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化專項訓練一熱量的綜合計算練習含答案

專項訓練一熱量的綜合計算1.張老師為了測試汽車發(fā)動機的效率,開車以60km/h的平均速度行駛了120km,用去汽油25L。已知汽油的密度為0.7×103kg/m3,熱值為4.6×107J/kg,發(fā)動機的功率為32.2kW,則該汽車發(fā)動機的效率為()。A.23.6% B.28.8%C.36.5% D.38%2.質(zhì)量為1.4kg的干木柴完全燃燒,所放出的熱量為J。如果這些熱量的50%被質(zhì)量為50kg、初溫為20℃的水吸收,則水的溫度將升高℃。〔干木柴的熱值取1.2×107J/kg,水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)〕

3.將焚燒生活垃圾放出的熱量用來發(fā)電,是綜合利用垃圾的一種方法。據(jù)中國城市環(huán)境衛(wèi)生協(xié)會(2019年5月之前)的統(tǒng)計數(shù)據(jù),全國城市生活垃圾每年超過1.5億噸,并以每年8%~10%的速度遞增。按照全國城市生活垃圾每年1.6×108t計算,焚燒1t垃圾可放出1.5×1010J熱量,若我國每年的城市生活垃圾全部焚燒,則放出的熱量是J,這相當于kg煤炭完全燃燒放出的熱量(煤炭的熱值取3.0×107J/kg)。

4.某品牌太陽能熱水器水箱內(nèi)有200kg的水。水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。(1)在陽光照射下,水的溫度升高了10℃,求水吸收的熱量;(2)天氣原因,水箱內(nèi)200kg的水,溫度從60℃降低到40℃,和溫度從30℃升高到55℃,水放出的熱量與吸收的熱量之比是多少?5.天然氣灶使用方便,經(jīng)濟環(huán)保,備受人們青睞。小明用天然氣灶將一壺質(zhì)量為3kg、溫度為20℃的水加熱至90℃,用時約10min。天然氣的熱值取3.5×107J/m3,水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。(1)求該過程中水吸收的熱量;(2)若該過程中天然氣完全燃燒放出的熱量60%被水吸收,則需要多少立方米的天然氣?6.一定氣壓下,某種晶體熔化成同溫度液體時所吸收的熱量與其質(zhì)量之比叫該晶體的熔化熱,用字母λ表示。在標準大氣壓下,以一個熱效率為40%的酒精爐為熱源,將質(zhì)量為50g、初溫為0℃的冰全部熔化為0℃的水,共燃燒了14g酒精,酒精的熱值為3×107J/kg。求:(1)冰熔化過程中吸收的熱量;(2)在標準大氣壓下,冰的熔化熱λ冰。7.某柴油機的轉(zhuǎn)速是600r/min(每完成一個工作循環(huán),飛輪轉(zhuǎn)動2圈);活塞的橫截面積是120cm2;做功沖程中,燃氣對活塞的平均壓強是5×105Pa,活塞移動的距離是30cm。(1)求做功沖程中,燃氣對活塞的平均壓力;(2)求做功沖程中,平均壓力做功的功率;(3)設(shè)做功沖程中柴油完全燃燒放出的熱量是6×103J,求該柴油機的效率。8.隨著人們生活水平的提高,越來越多的家庭采用“水地暖”進行取暖。其原理是:以溫度不高于60℃的熱水為熱媒,熱水在埋置于地面以下填充層中的管道內(nèi)循環(huán)流動,加熱整個地板,通過地面以熱傳遞方式向室內(nèi)供熱(如圖Z-1-1所示)。圖Z-1-1(1)某房間一段時間內(nèi)循環(huán)流動的水的質(zhì)量為1200kg,進水溫度為55℃,出水溫度為40℃。這段時間里水向外界放出多少熱量?〔水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)〕(2)若該水地暖的熱效率為90%,這段時間要消耗多少天然氣?(假設(shè)天然氣完全燃燒,天然氣的熱值取3.6×107J/m3)(3)“水地暖”以水為媒介,利用了水的什么性質(zhì)?請具體說明為什么要利用這一性質(zhì)。

專項訓練一熱量的綜合計算1.B由v=st可得汽車行駛的時間t=sv=120km60km/h=2h=7200s,發(fā)動機對汽車做的功W=Pt=32.2×103W×7200s=2.3184×108J,汽油完全燃燒放出的熱量Q放=mq=ρVq=0.7×103kg/m3×25×10-3m3×4.6×107J/kg=8.05×108J,汽車發(fā)動機的效率η=W2.解析干木柴放出的熱量Q放=m干木柴q=1.4kg×1.2×107J/kg=1.68×107J,由η=Q吸Q放得水吸收的熱量Q吸=Q放η=1.68×107J×50%=8.4×106J,由Q吸=cmΔt得水升高的溫度Δt=Q吸c答案1.68×107403.解析由題意可得,每年的生活垃圾全部焚燒放出的熱量Q放=1.5×1010J/t×1.6×108t=2.4×1018J;根據(jù)題意可知,煤炭完全燃燒放出的熱量Q放'=Q放=2.4×1018J,由Q放'=m煤q煤可得需要完全燃燒煤炭的質(zhì)量m煤=Q放'q煤=2.4答案2.4×10188×10104.解析(1)水吸收的熱量Q=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×200kg×10℃=8.4×106J。(2)水降低溫度放出熱量與升高溫度吸收熱量之比為Q放答案(1)8.4×106J(2)4∶55.解析(1)將3kg、溫度為20℃的水加熱至90℃,根據(jù)Q吸=cm(t-t0)可得水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×(90℃-20℃)=8.82×105J。(2)由η=Q吸Q放=Q吸η=8.82×10由Q放=Vq可得需要天然氣的體積V=Q放q=1.47×106J答案(1)8.82×105J(2)4.2×10-2m36.解析(1)14g酒精完全燃燒放出的熱量Q放=m'q=0.014kg×3×107J/kg=4.2×105J由η=Q吸Q吸=Q放η=4.2×105J×40%=1.68×105J。(2)冰的熔化熱λ冰=Q吸m冰=1.68×10答案(1)1.68×105J(2)3.36×106J/kg7.解析(1)由p=FS可得,燃氣對活塞的平均壓力F=pS=5×105Pa×120×10-4m2=6000N(2)一個做功沖程中燃氣對活塞做的功W1=Fs=6000N×30×10-2m=1800J。飛輪轉(zhuǎn)速600r/min=10r/s,因為1個工作循環(huán)中飛輪轉(zhuǎn)2圈,完成4個沖程,做功1次,所以每秒共完成5個工作循環(huán),對外做功5次,該柴油機每秒做的功W=5W1=5×1800J=9000J,平均壓力做功的功率P=Wt=9000J1s=(3)已知做功沖程中柴油完全燃燒放出的熱量是6×103J,則柴油機的效率η=W1Q=答案(1)6000N(2)9000W(3)30%8.解析(1)水放出的熱量Q水放=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1200kg×(55℃-40℃)=7.56×107J。(2)