热机效率计算题专练解析版(2022)
2022年物理八上《热机的效率》同步练习 附答案

第二节热机的效率课堂练习1.汽油的热值为×107 J/㎏,完全燃烧1㎏的汽油能放出J的热量。
7J/㎏、2.4x 103J/(kg 0C)是表征酒精特征的两个物理量,它们依次表示的是酒精的和。
3.干木柴的热值是7J/㎏,它的物理意义是。
要放出3.6x 107J的热量需要完全燃烧kg 的干木柴。
4热机的效率是指:热机转变为的能量与燃料所释放的能量的比值。
5.在内燃机的工作过程中,由如下图的内燃机能流图可知,它的能量损失所占的百分比是:废气内能35%.散热损失30%,机械损失10%,那么内燃机的热机效率是。
在高效利用能源的同时.必须重视保护环境。
6.提高热机效率的主要途径是:减少,保证良好的润滑以及减少热机部件之间的课后练习1.我国随着航天事业开展的需要,正在研制大功率液氢发动机。
这种发动机主要是因为氢具有( )A.较小的密度B.较大的比热容c.较高的热值 D.较低的沸点2.媒碳是一种重要能源。
区别优劣煤的质量最科学的方法是检测以下物理量中的( )A.比县容B.密度 c.热值 D.温度3.把一杯酒精从20 0C加热到40 0C的过程中,它的( )A.热值变大,比热容也变大B.热值不变,比热容变大C.热值变大,比热容不变D.热值不变,比热容也不变4.一个四口之家,单独使用不同种类的燃料时,平均月消耗量分别为:木柴约200 kg,烟煤约80 ㎏,液化石油气约.30㎏煤气约60㎏,这四种燃料中热值最高的是( )A液化石油气 B.煤气 c.烟煤 D.木柴5.以下说法中错误的选项是( )A.质量相同的不同燃料,完全燃烧时放出的热量有可能相同B.燃料的燃烧,是化学能转化为内能C.燃料的热值与燃料的种类有关,与燃料的质量和燃烧的状况均无关D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值少6.双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料。
以下说法正确的选项是( )A.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多B.以天然气为燃料,汽车发动机的效率可以到达100%C.在压缩冲程中,燃料混合物的温度升高,内能增大D.汽油与天然气相比,燃烧时汽油对环境的污染较小7.热机的效率较低,为了提高热机的效率,你认为以下方法目前不可能的是( )A.尽量使燃料充分燃烧B.尽量减少因克服摩擦力而额外消耗的能量C.尽量减少各种热损失D.想方法把燃料放出的热量全部用来做有用功8.有经验的柴油机维修师,不用任何仪器,只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下,并将于伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度,就能初步判断这台柴油机的节能效果。
2022年物理八上《热机的效率》同步练习 2附答案

14.2 热机的效率同步练习一、填空题1、两台汽油机,甲的功率为乙的3倍,甲的效率为20%,乙的效率为25%,那么甲、乙每小时耗油量之比为。
2、一般家用轿车使用标号为93的汽油作燃料(热值为4.6×107-1)端午节放假,小翔爸爸驾车携全家出游,仪表显示全程燃油20kg.此次出游,轿车耗能J.3、每年麦收时节,农民往往把麦秸杆堆在田里燃烧,这样既污染环境,又浪费资源.据测算,1t麦秸杆在沼气池中可以产生270m3沼气,剩余的残渣还是优质有机肥料.统计说明,荆州市农村一个村一般每年可产生500t麦秸杆,假设这些麦秸杆用来在沼气池中产生沼气,产生的沼气完全燃烧后,可以放出J的热量;在标准大气压下,可以将壶装有质量为2.5kg、初温为20℃的水烧开[沼气的热值为1.9×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/〔kg•℃〕].4、我国许多城市中建有大型绿地,绿地中的人工湖具有“吸热〞功能,盛夏时它能大大减弱周围地区的“热岛效应〞。
假设某一人工湖湖水的质量为1.0×107kg,水温升高2O C,那么湖水吸收的热量为__________J。
假设这些热量被同等质量的砂石吸收〔C砂石<C水〕那么砂石升高的温度_______2O C〔选填“大于〞、“等于〞或“小于〞〕5、太阳能热水器利用太阳能直接给水加热,它平安、环保,且节省能源。
一热水器的水箱内装满50kg的水,在阳光照射一段时间后,水温从20℃升高到60℃,那么水吸收的太阳能是J;设燃气热水器的效率为60%,这相当于节约了热值为4.0×107J/m3的煤气m3。
[水的比热容为4.2×103J/〔kg·℃〕]6、酒精的热值是3.0×107J•kg﹣1,那么5g的酒精完全燃烧释放的热量为 1.5×105J.现用酒精炉烧水,酒精完全燃烧释放的热量有42%被水吸收,假设水的初始温度是20℃,比热容是4.2×103J•kg﹣1•℃﹣1,那么这些酒精完全燃烧能使2kg水温度升高到95 ℃.7、某地城区正在进行天然气工程,有人表示赞成,有人表示反对,对此,初三〔1〕班的同学进行了一项调查,收集到如下两组有关数据根据这个数据,请你决策:〔填“A〞或“B〞〕简单说明你作出这样决策的理由是:。
热机的效率(练习)(解析版)2022-2023学年九年级物理全一册同步精品备课(人教版)

14.2热机的效率一.基础过关1.燃料的热值(1)燃料燃烧过程:把燃料的化学能转化为内能。
(2)燃料的热值:1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。
符号:q;单位:J/kg。
(3)燃料的热值是燃料的一种特性。
同种燃料的热值相同。
酒精的热值是3.0×107J/kg,表示的物理意义是1kg的酒精完全燃烧所放出的热量是 3.0×107J。
(4)燃料燃烧放出热量计算:Q=qm。
变形式:m=;q=。
【答案】(1)化学,内。
(2)完全,q,J/kg.(3)1kg,3.0×107J/kg【解答】解:(1)燃料燃烧过程是:把燃料的化学能转换为内能,(2)燃料的热值:1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。
符号:q,单位:J/kg。
(3)酒精的热值是3.0×107J/kg,表示的物理意义是1kg的酒精完全燃烧所放出的热量是3.0×107J (4)燃料燃烧放出热量计算:Q=qm,变形式:m=,q=。
故答案为:(1)化学,内。
(2)完全,q,J/kg.(3)1kg,3.0×107J/kg2.如图所示为内燃机的能量流向图,燃料燃烧放出能量的过程是将化学能转化为内能的过程,热机的效率表达式为η=×100%。
(用图中所示字母表示)【答案】化学;内;【解答】解:由图可知,汽车发动机把燃料燃烧放出的化学能转化为内能;由图可知,热机效率是用于做有用功的能量占总能量的比例,即该内燃机的效率是η=×100%;故答案为:化学;内;。
3.如图是汽油机的能量流向图,根据图中给出的信息,该内燃机的效率为30%。
若工作效率按此计算,当汽油完全燃烧放出的热量2.3×107J时,汽车获得的机械能是的 6.9×106J。
【答案】30%;6.9×106【解答】(1)由图可知,输出的有用功在总能量中所占的比例:100%﹣33%﹣30%﹣7%=30%,所以热机的效率为η=30%;(2)汽车获得的机械能:W有=ηQ放=30%×2.3×107J=6.9×106J。
热机效率(含解析及答案)

热机效率一、计算题:1.小兵同学想知道一辆小汽车的实际效率是多少,他从驾驶员师傅处了解到,该汽车100km耗油约7kg,从书上查得汽油的热值q=4.6×107J/kg,他又测出在平直公路上,人用644N的水平拉力可使汽车匀速前进.(空气阻力不计)求:(1)该小汽车行驶100km,消耗的总能量是多少?(2)该小汽车匀速行驶100km,做的有用功是多少?(3)该小汽车的效率是多少?(4)若汽油充分燃烧,汽油燃烧放出的总能量转化成了哪几种形式的能?【答案】(1)Q=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J;答:小汽车行驶100km,消耗的总能量是3.22×108J;(2)W=Fs=644N×100×103m=6.44×107J;答:该小汽车匀速行驶100km,做的有用功是6.44×107J;(3)η===20%;该小汽车的效率是20%;(4)汽油燃烧的总能量转化为:①驱车前进的有用能量,②克服机械摩擦的额外功的能量,③机器吸收和蒸发到空气中的热量2.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×lO5Pa,飞轮lmin转动1800周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),若1min消耗汽油0.01L.汽油的密度ρ=0.8×103kg/m3;汽油的热值为4.6×l07J/kg.求:(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力;(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功;(3)汽油机的功率.(4)该汽油机的效率.【答案】(1)燃气对活塞的平均压力:F=PS=9.0×lO5Pa×30×10﹣4m2=2700N;(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功:W=FS=2700N×0.05m=135J;(3)曲轴每转两圈对外做功一次,所以lmin转动1800周,要做功900次,所以P=(4)该汽油机1min消耗汽油质量:m=ρv=0.8×103kg/m3×0.01×10﹣3m3=0.008kg,效率:η=.答:(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N;(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功135J;(3)汽油机的功率为2025W;(4)汽油机的效率为33%.故答案为:①2700N;②135J;③2025W;④33%.3.近年来,“低碳经济”成为社会的一个焦点之一,“低碳”其实就意味着节能。
2022-2023学年九年级物理:热机的效率(附答案解析)

2022-2023学年九年级物理:热机的效率一.选择题(共6小题)1.现代火箭常用液态氢做燃料,氢的热值是1.4×108J/m3,在完全燃烧一样多的燃料时,可以获得更多的能量。
因为液态氢具有()A.较小的密度B.较低的沸点C.较大的比热容D.较高的热值2.下列关于热现象的说法中正确的是()A.火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢含有的热量多B.集中供暖采用热水循环,是利用了水的比热容较大的性质C.在汽油机的压缩冲程中,内能转化为机械能D.0℃的水变成0℃的冰,温度不变,内能不变3.用煤气灶烧水时,小明进行了如下思考,其中正确的是()A.煤气燃烧越充分,其热值越大B.加热过程中水的比热容逐渐变大C.壶内水温升高,内能增大D.水沸腾时吸收热量,温度不断升高4.下列关于煤的热值的说法中,正确的是()A.2kg煤的热值大于1kg煤的热值B.煤不完全燃烧时,煤的热值变小C.炉子里烧掉的煤越多,煤的热值越大D.通过粉碎使煤块变成煤粉,煤的热值不变5.热机效率是热机性能的重要指标,下列措施中,可以提高热机效率的是()A.尽量增加热机的工作时间B.尽量增加废气带走的热量C.尽量使用热值更大的燃料D.尽量减少热机部件的摩擦6.关于热机及其效率,下列说法正确的是()A.热机做的有用功越多,效率就一定越高B.热机的功率越大,效率就一定越高C.热机把燃料燃烧所释放出的内能全部转化为机械能D.以上说法都不正确二.填空题(共7小题)7.在一次旅行中,小聪家的汽车仪表显示行驶100公里消耗汽油7kg,这些汽油完全燃烧能放出J的热量;在该汽油机的一个工作循环中,内能转化为机械能的是冲程。
(汽油的热值q=4.6×107J/kg)8.四冲程汽油机工作中,包含吸气、压缩、、排气四个冲程;某汽油机工作时需要6.9×107J的热量,那么它至少要完全燃烧kg汽油(q汽油=4.6×107J/kg)。
9.汽油机的冲程把机械能转化为内能,汽油机在一段时间内消耗了2kg汽油,这些汽油完全燃烧,可放出J的热量。
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60℃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2.25×107W。
(航空燃油的热值为4×107J/kg)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。
2022年人教版物理九年级《热机的效率》同步练习(答案版)

1.一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J 的热量,共计损失了4.8×107 J 能量,以下说法错误的选项是A .该柴油机的效率为40%B .用来做有用功的能量为3.2×107 JC .通过科技进步,在未来可以实现能量零损失D .减少机械间的摩擦可以提高热机效率【答案】C【解析】一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J 的热量,共计损失了4.8×107 J 能量,那么用来做有用功的能量为8×107 J -4.8×107 J =3.2×107 J ;柴油机的效率等于有用功与总功的比值,故/ =40%。
77 3.210J 0400810J⨯=⨯。
柴油机在工作过程中不可防止的要有能量的损失,未来不可能实现能量零损失;减少机械间的摩擦可以减少能量的损失,故可以提高热机的效率;不正确的说法为C ,C 符合题意. 2.如图,是某内燃机能量走向示意图,该内燃机的热机效率是〔〕A .10%B .25%C .30%D .75%【答案】B【解析】转化为有用的机械能所占比例为内燃机的热机效率,那么内燃机的热机效率为25%,应选B 。
3.对于燃料的热值,以下说法正确的选项是( )A .燃料的热值跟燃料燃烧放出的热量有关B .燃料的热值跟燃料的质量成正比C .燃料的热值跟燃料是否完全燃烧无关D .燃料的热值跟燃料的体积有关【答案】C【解析】燃料热值是物质本身的一种属性是一个定值,只与物质本身性质有关,与其它量无关,故C 正确,ABD 错误。
第2节热机的效率第十四章内能的利用4.热机的效率越高,说明A .它做的有用功越多B .燃料的热值越大C .这台热机的功率大D .机器对燃料的利用率高【答案】D【解析】 A. 热机的有用功多,与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定多,故A 不符合题意;B. 燃料的热值大,说明燃料完全燃烧放出的热量多,但用来做有用功的能量不一定多,故B 不符合题意;C. 功率是物体做功快慢的物理量,与效率是两个完全不同的概念.故C 不符合题意;D. 热机的效率越高,说明热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比越大,那么机器对燃料的利用率越高.故D 符合题意.应选D.5.一杯酒精倒出一半,剩余酒精的质量,密度和热值的变化情况是A .质量、密度和热值都不变B .质量、密度和热值都变为原来的一半C .质量变为原来的一半,密度和热值不变D .质量和密度变为原来的一半,热值不变【答案】C【解析】密度和热值都是表示酒精本身特性的物理量,酒精倒出一半,密度和热值不变,根据m V ρ=可知剩余酒精的质量变为原来的一半,故C 项正确。
热机效率专题练习(含答案解析)

热机效率专题练习(含答案解析)热机效率专题练习一、计算题1.某家庭用的燃气热水器,将20kg的水从20℃加热到70℃,完全燃烧了0.2kg的燃气。
已知水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),燃气的热值为5×107J/kg.求:(1)燃气完全燃烧放出的热量Q1;(2)水吸收的热量Q2;(3)该热水器烧水的效率η。
2.某团队在海拔3000多米的高山上野营时,使用铁锅烧水,他们发现把体积为2L的水从10℃加热到85℃时,共消耗了0.5kg的干木柴。
(c水=4.2×103J/(kg?℃),q=1.2×107J/kg,p水=1.0×103kg/m3)求:(1)干木柴完全燃烧放出的热量。
(2)水吸收的热量。
(3)铁锅烧水的效率。
3.用某燃气锅炉烧水时,把质量为500kg,初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了12m3天然气,已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=4.2×107J/m3,求:水(1)水吸收的热量;(2)燃气锅炉烧水时的效率;4.如图是一款无人驾驶汽车.汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通情况.如果该车以72km/?的速度在一段平直的公路上匀速行驶8km,消耗92号汽油1.5L.假设汽油完全燃烧,汽油机的效率为30%.在此路段运动过程中,(汽油密度为0.8×103kg/m3,汽油热值为4.5×107J/kg),求:(1)汽油是______ (选填“可再生能源”或者“不可再生能源”);(2)完全燃烧1.5L汽油释放的能量;(3)该汽车在此路段运行时间是多少?(4)该汽车发动机做的有用功是多少?5.某品牌家用小汽车行驶100km消耗汽油5kg(相当于7升汽油),已知汽油的热值为4.6×107J/kg,汽油价格为6元/升.求:(1)完全燃烧5kg汽油放出的热量;(2)汽车行驶100km耗油的费用.6.2014成都“西博会”展示的某型号的房车测试时,在一段平直公路上匀速行驶了36km,用时半小时,车的总质量为3×103kg,受到的阻力为车重的0.1倍,其中g=10N/kg.求:(1)该房车的行驶速度;(2)该房车牵引力所做的功;(3)已知这一过程消耗燃油1.5×10?2m3,则热机在这一过程中消耗的总能量(假设燃油完全燃烧,燃油密度为0.8×103kg/m3,燃油热值q为4.5×107J/kg);(4)该房车发动机的热机效率。
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热机效率计算题专项练习班级:姓名:一、必备公式汇总1、比热容的计算:c=Q m∆t变形公式: Q=cmΔt m=Q∆t=Q二,题源题组1,无烟煤的热值是3.4×107J/kg,(1)完全燃烧2.1kg的无烟煤放出的热量是多少?解:无烟煤放出的热量Q放=mq=2.1kg×3.4×107J/kg=7.14×107J答:无烟煤放出的热量是7.14×107J(2)这相当于多少kg的焦炭完全燃烧放出的热量?(焦炭的热值为3.0×107J/kg)解:由Q放=mq得,焦炭的质量:m=Q放q=7.14×107J3.0×107J/kg=2.38kg答:焦炭的质量为2.38kg。
(3)若这些热量由完全燃烧6kg的某种燃料获得,则这种燃料的热值是多大?解:由Q放=mq得,该燃料的热值:q=Q放m=7.14×107J6kg=1.19×107J/kg 答:该燃料的热值为1.19×107J/kg(4)这些热量能把多少kg的20℃的水烧开?解:由Q放=Q吸=cm(t−t0)得,水的质量:m=Q 吸c∆t=7.14×107J4.2×103J/(kg∙℃)×(100℃−20℃)=212.5kg答:水的质量为212.5kg。
(5)这些热量可使1000kg的水温度升高多少?解:由Q放=Q吸=cm∆t得,水升高的温度:∆t=Q 吸cm=7.14×107J4.2×103J/(kg∙℃)×1000kg=17℃答:水的温度升高了17℃。
(6)若这些热量的20%被某物体吸收,则能使510kg该物体温度升高20℃,则该物质的比热容是多少?解:物体吸收的热量:Q吸=20%Q放=20%×7.14×107J =1.428×107J水升高的温度:∆t=Q 吸cm=7.14×107J4.2×103J/(kg∙℃)×1000kg=17℃答:水的温度升高了17℃。
(7)若用这些热量来加热水,能使100kg的水从20℃升高到70℃。
已知水的比热容为c=4 .2×103J/(kg•℃)。
求:(1)水吸收的热量Q吸;(2)炉子的效率η。
(结果保留一位小数)解:(1)水吸收的热量Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg∙℃)×100kg×(70℃−20℃)=2.1×107J(2)炉子的效率:ŋ=Q吸Q放×100%=2.1×107J7.14×107J×100%=29.4%答:(1)水吸收的热量为2.1×107J(2)炉子的效率为29.4%2,用酒精灯给2kg的水加热,当水的温度从20℃升高到100℃时,共耗去酒精40g。
(已知酒精的热值q=3.0×107J/kg ,水的比热容为4.2×103J/(kg∙℃))求:(1)水吸收的热量;(2)酒精完全燃烧放出的热量;(3)炉子的效率。
解:(1)水吸收的热量Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg∙℃)×2kg×(100℃−20℃)=6.72×105J(2)酒精完全燃烧放出的热量:Q放=mq=40×10−3kg×3.4×107J/kg =1.36×106J(3)炉子的效率:ŋ=Q吸Q放×100%=6.72×105J1.36×106J×100%≈49.4%答:(1)水吸收的热量为6.72×105J;(2)酒精完全燃烧放出的热量为1.36×106J;(3)炉子的效率是49.4%。
3,天然气灶烧水,燃烧0.5m3的天然气,使100kg的水从30℃升高到80℃。
已知水的比热容为c=4 .2×103J/(kg•℃),天然气的热值为q=7.0×107J/m3。
求:(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放;(2)水吸收的热量Q吸;(3)燃气灶的效率η。
解:(1)天然气完全燃烧放出的热量:Q放=vq=0.5m3×7.0×107J/m3=3.5×107J(2)水吸收的热量Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg∙℃)×100kg×(80℃−30℃)=2.1×107J(3)炉子的效率:ŋ=Q吸Q放×100%=2.1×107J3.5×107J×100%=60%答:(1)天然气完全燃烧放出的热量为3.5×107J;(2)水吸收的热量为2.1×107J;(3)炉子的效率是60%。
4,一辆汽车72km/h的速度匀速行驶10 min,消耗的汽油为1.2Kg。
汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2x103N,汽油的热值q=4.6 x107J/Kg。
问:(1)汽车在这段时间内消耗的汽油完全燃烧放出的热量是多少?(2)这段时间内汽车牵引力做功是多少?(3)发动机的效率是多少解:(1)汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=1.2kg×4.6×107J/kg=5.52×107J(2)车通过的路程:S=vt=72km/h×10×160h =12km=1.2×104m汽车牵引力做功:W=Fs=1.2×103N×1.2×104m =1.44×107J发动机的效率:ŋ=WQ放×100%=1.44×107J5.52×107J×100%≈26.1%答:(1)汽油完全燃烧放出的热量是5.52×107J(2)汽车牵引力做功是1.44×107J(3) 发动机的效率是26.1%5、小星家的太阳能热水器,水箱容积是200L.小星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℃,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃.请你求解下列问题:(1)水箱中水的质量;(2)水吸收的热量【c水=4.2×103J/(kg·℃)】(3)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%,求至少需要燃烧多少kg的煤气(煤气的热值为q=4.2×107J/kg)解:(1)水的质量:m=ρv=1.0×103kg/m3×200×10−3m3=200kg(2)水吸收的热量Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg∙℃)×200kg×(45℃−20℃)=2.1×107J(3)由ŋ=Q吸Q放×100%得,Q 放=Q吸ŋ=2.1×107J40%=5.25×107Jm′=Q放q=5.25×107J4.2×107J=1.25kg答:(1)水箱中水的质量为200kg;(2)水吸收的热量2.1×107J。
(3)至少需要燃烧1.25kg的煤气。
6.飞机的发动机是一种热机,通过航空煤油在气室中燃烧,从喷口向后高速喷出气体,使发动机获得向前的推力,高空中某飞机获得1.6×105 N的水平推力,以600 km/h的速度沿水平方向匀速航行1 h,需要完全燃烧热值为4×107 J/kg 的航空煤油4 000 kg。
求1 h内:(1)飞机的航程;(2)发动机所做的功;(3)航空煤油完全燃烧放出的热量;(4)发动机的热机效率。
解:(1)飞机的航程:s=vt=600km/h×1h=600km(2)发动机所做的功:W=Fs=1.6×105N×600×103m=9.6×1010J(3)煤油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=4000kg×4×107J/kg=1.6×1011J(4)发动机的热机效率:ŋ=WQ放×100%=9.6×1010J1.6×1011J×100%=60%答:(1)飞机的航程600km;(2)发动机所做的功9.6×1010J;(3)航空煤油完全燃烧放出的热量1.6×1011J(4)发动机的热机效率60%。