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1、压轴题03 热学1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，当地有一口自喷状态的地热井，出水温度为90 ，出水流量为150 m3/h。求：(1)求每小时流出的水的质量是多少kg？(2)地热水温度降低到50 ，所放出的热量；(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，那么利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气？已知水=1. 0103 kg/m3，c水=4.2103 J/（kg），天然气的热值q为4103J/ m3【答案】(1) 1.5l05kg；(2)2.521010J；(3)700m3【解析】【分析】【详解】(1)每小时流出
2、水的体积V=150 m3/h1h=150m3每小时流出水的质量m=水V=1.0l03kg/m3150m3=1.5l05kg(2)水放出的热量Q水放=c水mt=4.2l03J/(kg)1.5l05kg(90-50)=2.521010J(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，则Q有用=Q水放=2.521010J天然气需要放出的热量Q放=2.81010J天然气的体积V=700m3答：(1)每小时流出的水是1.5l05kg；(2)每小时流出的地热水温度降低到50所放出的热量为2.521010J；(3)利用上述地热能供暖一小时可以节约700m3的天然气。2某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S0cm2，一
3、个冲程活塞在气缸中移动的距离是L0mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为P0kPa，飞轮1s转动N0周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦与机器散热），1h消耗汽油V0L（汽油密度为0kg/m3汽油热值为q0J/kg），求：（1）汽油机的功率；（2）汽油机的效率。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由得，一次做功为：；飞轮转动两周做一次功，则不计摩擦与机器散热时，汽油机的功率为：；（2）1h所消耗汽油释放的热量为：；汽油机的效率为；。3某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为S，一个冲程中活塞在气缸中移动的距离是L满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为P，t时间内曲轴转动N圈、消耗汽油的体积为
4、V已知汽油的密度为，汽油的热值为q，不考虑大气压对计算的影响，不计摩擦损失求满负荷工作时：（1）这种汽油机做功冲程中燃气对活塞的平均压力 （2）这种汽油机做功的功率 （3）这种汽油机把内能转化为机械能的效率【答案】（1）PS （2）（3）【解析】【分析】（1）根据p=求出平均压力；（2）曲轴每转2圈对外做功一次，求出时间t内做功的次数，根据W=FL求出一次做的功，根据P=求出功率；（3）根据Q=mq=Vq求出汽油燃烧放出的热量，再根据=求出热机效率【详解】（1）由p=得：燃气对活塞的平均压力：F=PS；（2）t时间内曲轴转动N圈，所以做功的次数为n=，t时间内做的总功：W总=FL=PSL；汽油
5、机做功的功率：P=；（3）汽油燃烧放出的热量：Q=mq=Vq，汽油机把内能转化为机械能的效率：=100%=100%=100%答：（1）燃气对活塞的平均压力PS；（2）汽油机做功的功率；（3）汽油机把内能转化为机械能的效率100%【点评】此题主要考查的是学生对压强、功、热值、密度、热机效率计算公式的理解和掌握，基础性题目4太阳能热水器被广泛应用于现代生活，即节约了能源，又能保护环境。下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息。请根据表中信息解答下列问题：太阳照射时间/h太阳能转换为水的内能的效率热水器最大水容量/L1050%100水升高的温度/水的比热容/水的密度/604.2103
6、1.0103(1)热水器中的水增加的内能；(2)此次热水器接收到的太阳能如果由燃气燃烧来提供，那么需要多少燃气？（燃气的热值为4.2107J/kg）【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)水的体积V=100L=0.1 m3由得，热水器中水的质量热水器中的水增加的内能(2)由可得此次热水器接收的太阳能由题知根据Q放= mq可得，这些太阳能由燃气提供时可节约的燃气答：(1)热水器中的水增加的内能；(2)此次热水器接收到的太阳能如果由燃气燃烧来提供，那么需要1.2kg燃气。5某市部分公交车用天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷，热值为3.6107J/m3。如果一辆公交车满载乘客时总质量是
7、6t，那么10m3甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶100min。匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍，求：(1)这段时间内公交车牵引力做功的功率；(2)若10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的热量被水完全吸收，可将多少千克在一标准大气压下的水从20加热到刚好沸腾；c水=4.2103J/(kg)(3)这段时间内公交车发动机的效率是多大?【答案】(1)3104W；(2)857.1kg；(3)50%【解析】【详解】(1)公交车满载时的重力G总=m总g=6103kg10N/kg=6104N公交车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，公交车
8、受到的牵引力F=f=0.05G总=0.056104N=3000N公交车匀速行驶的速度v=36km/h=10m/s这段时间内公交车牵引力所做功的功率3000N10m/s=3104W(2)10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的能量Q放=Vq=10m33.6107J/m3=3.6108J水吸收的热量Q吸=Q放=3.6108J加热水的质量=857.1kg(3)这段时间内公交车牵引力所做的功W=Pt=3104W10060s=1.8108J这段时间内公交车发动机的效率答：(1)这段时间内公交车牵引力所做功的功率为3104W；(2)若10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的能量被水完全吸收，能将857.1kg的水从0
9、加热到刚沸腾；(3)这段时间内公交车发动机的效率是50%。6为“打造宜居之城，建设美丽无为”争创省级文明城市，无为县加入垃圾分类试点城市。分类标准：按照可回收物、有害垃圾、餐厨垃圾、其他垃圾“四分法”。垃圾分类看似是小事，但与生活质量，资源节约密不可分。据测算1吨垃圾用于发电可产生300kWh的电能。(1)1吨垃圾产生的电量相当于完全燃烧多少千克的煤？（q煤=3107J/kg）(2)有一辆汽车重1.2104 N，摩擦力是车重的0.1倍，10吨这样的垃圾可以使该车匀速运动多少千米？（不计能量损失）【答案】（1）36kg；（2）9000km【解析】【详解】(1)由题意可知，1吨垃圾产生的电量是可知
10、，那么完成燃烧煤的质量是(2)10吨这样的垃圾产生的电能是汽车的驱动力大小是那么10吨这样的垃圾可以使该车匀速运动的路程是答：(1)1吨垃圾产生的电量相当于完全燃烧36kg的煤；(2)10吨这样的垃圾可以使该车匀速运动路程是9000km。7如图是一辆警车。空车质量为2.72t。某次执行任务时警车以108 km/h的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为60kW（g取10 N/kg）。求：(1)车上警察的总质量为280 kg，轮胎与路面接触的总面积为1 000 cm2，车静止时对水平路面的压强是多少？(2)警车以108 km/h的速度水平匀速直线行驶时，所受阻力是多少？(3)若警车发动机的效率
11、为40%，警车以60 kW的输出功率行驶 10 min，消耗多少千克的柴油？（柴油的热值取4.0107 J/kg）【答案】(1) 3105Pa；(2) 2103N；(3)2.25kg【解析】【详解】(1)警车的总质量是车静止时对水平路面的压力是轮胎与路面接触的总面积为车静止时对水平路面的压强是(2)警车的速度警车以这个速度水平匀速直线行驶时，所受阻力是(3)警车以60 kW的输出功率行驶 10 min，所做的有用功是根据热机的效率公式可得这些柴油的质量是答：(1)车静止时对水平路面的压强是；(2)警车以108 km/h的速度水平匀速直线行驶时，所受阻力是；(3)若警车发动机的效率为40%，警车
12、以60 kW的输出功率行驶 10 min，消耗柴油的质量是。8如图甲所示为大家常见的普通煤炉，通过燃烧煤将壶中的水进行加热。为提高煤炉效率，某大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在炉壁的夹层中也加入水，在给壶中水加热的同时，也给炉壁夹层中的水加热。现在1标准大气压下，壶中装有质量为4.5kg温度为20的水，己知q煤3107J/kg，c水4.2103J/(kg)，求：(1)如果烧开壶中的水，需要吸收多少热量？(2)已知甲图煤炉烧水效率为28%，若用甲图煤炉烧开壶中的水，需要完全燃烧煤的质量是多少？(3)在乙图煤炉加热过程中，在消耗等量煤的情况下，除烧开壶中的水外，还可把炉壁夹层中10kg的
13、水从20加热至40，则改进后乙图煤炉的烧水效率是多大？【答案】(1)1.512106J；(2)0.18kg；(3)43.56%。【解析】【分析】(1)知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；(2)知道普通煤炉的烧水效率，利用可得煤完全燃烧放出的热量；已知煤的热值，利用可得普通煤炉完全燃烧煤的质量；(3)由题知，双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20加热至40，根据吸热公式求出炉壁间水吸收的热量；由题意可知，壶内水吸收热量不变，则可求出双加热煤炉中水吸收的总热量（有用能量）；由题意可知，双加热煤炉中煤完全燃烧放出的热量不变，再利用效率公式求出改进后乙图煤炉的烧水
14、效率。【详解】(1)1标准大气压下水的沸点为100，把壶内20，4.5kg水烧开，水吸收的热量：；(2)普通煤炉的烧水效率为28%，由可得煤完全燃烧放出的热量：Q放5.4106J，由可得需要完全燃烧煤的质量：m煤0.18kg；(3)改进后乙图双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20加热至40，则炉壁间水吸收的热量：，而壶内水的初温、末温以及质量均不变，则壶内水吸收热量不变，则双加热煤炉中水吸收的总热量：，由题意可知，双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等，则这些煤完全燃烧放出的热量不变，则双加热煤炉的烧水效率：100%43.56%。答：(1)如果烧开壶中的水，需要吸收1.512106J热量；(
15、2)需要完全燃烧煤的质量是0.18kg；(3)改进后乙图煤炉的烧水效率是43.56%。9太阳能热水器把太阳能转化为内能，某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为50kg、初温为20的水温度升高了40，求：（1）热水器中的水吸收的热量Q； c水=4.2103J/（kg）（2）热水器5小时内接收到的太阳能E；（3）热水器的效率；（4）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（q煤=4.2107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）【答案】（1）8.4106J（2）2.1107J（3）40%（4）0.2kg【解析】【详解】(
16、1)可知热水器中的水吸收的热量是(2)由题意可知，热水器5小时内接收到的太阳能是(3)由上述可知，热水器的效率是(4)设需要完全燃烧煤气的质量是，则这些煤气放出的热量是，由于煤气燃烧放出的热量全部被水吸收，即，可求得煤气的质量是答：(1)热水器中的水吸收的热量是；(2)热水器5小时内接收到的太阳能是；(3)热水器的效率是；(4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧煤气质量是。10混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点，某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车
17、速与所受阻力的关系如图所示，在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12108J，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%，求：（1）汽车牵引力做的功；（2）若所用燃料的热值为4.5107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？（3）内燃机的效率【答案】（1）1108J（2）3.6108J （3）42【解析】【分析】【详解】（1）由图可知，汽车牵引力F=f=4000N，通过的距离为s = vt = 50km/h0.5h =25km = 25104m，汽车牵引力做的功W =Fs= 4000N2.5104 m =
18、1108J；（2）放出的总热量是Q =qm= 4.5107 J/kg8kg = 3.6108J；（3）蓄电池内能增加量E=10%512108=0512108J，内燃机的效率11认识自然，亲近自然初春学校组织学生到桂东北的猫儿山山脚下一农庄进行社会实践活动，小明携带一个质量为1kg的合金锅、一台如图所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气，参数如表格所示），爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为30%，丁烷气体的燃烧效率为90%、野炊地水的温度为25，当地气压为1标准大气压水的比热容为4.2103J/（kg），锅的比热容为0.8103J/（kg）（1）完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放
19、出多少焦耳的热量?（2）需多少焦耳的热量，才能使合金锅内2kg的水温度升高50?（3）如果燃气炉以最大火力工作，一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h，这样能够把质量为多少千克的水烧开?品名便携式丁烷气炉质量1.88kg（不含气瓶）型号WZL-168-A尺寸343284113mm用途野外用点火方式电子点火使用燃气液化丁烷气燃气消耗量150g/h（最大火力时）气瓶规格（尺寸/容量）品名总质量净质量主要成分热值神州354g350g丁烷9107J/kg【答案】（1）9106J（2）4.2105J（3）16.2kg【解析】【详解】(1)完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量：Q放=mq=0.1kg9107
20、J/kg=9106J；(2)使合金锅内2kg的水温度升高50吸收的热量：Q吸1=c1m1t=4.2103J/（kg）2kg50=4.2105J；(3)燃气炉以最大火力工作时，燃气消耗的质量为：m气=0.15kg/h1.4h=0.21kg，由题知，丁烷气体的燃烧效率为90%，则燃气燃烧时所放出的热量：Q1=Q放90%=m气q90%=9107J/kg0.21kg90%=1.701107J，又知道便携式燃气炉将其燃气燃烧所放出能量的30%供给水加热，则水吸收的热量：Q2=Q130%=1.701107J30%=5.103106J，由Q吸=cmt得能烧开水的质量：m水=16.2kg答：(1)完全燃烧0.
21、1kg的丁烷气体可以放出9106J的热量；(2)需4.2105J的热量，才能使合金锅内2kg的水温度升高50；(3)如果燃气炉以最大火力工作，一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h，这样能够把质量为16.2kg的水烧开12某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为Sm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是Lm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为PkPa，飞轮1s转动N周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦与机器散热)，1h消耗汽油VL(汽油密度为kg/m3，汽油热值为qJ/kg)求：(1)汽油机的功率；(2)汽油机的效率【答案】(1) 500pSLN W；(2)【解析】【详解】(1)燃气对活塞的平均压力F=p10
22、3PaSm2=pS103 N，一个做功冲程中燃气对活塞做的功W=FL=pSL103 J，飞轮每转两圈对外做功一次，所以1s内飞轮转N周，对外做功次，所以1s内，燃气对活塞做的总功W总=W= pSL103J= 500pSLN J，汽油机的功率P=500pSLN W；(2)消耗VL汽油放出的热量Q放=m汽油q汽油=汽油V汽油q汽油=Vq10-3J，汽油机1h做的功W总1=P3600s=1.8106pSLN J，汽油机的效率=答：(1)汽油机的功率是500pSLN W；(2)汽油机的效率是13晓欣同学看到一些小汽车的尾部都标有“0.8”、“1.6”、“1.8”或“2.0”等字样，他上网查询得知这是汽
23、车发动机“排气量”的数值。所谓排气量就是发动机汽缸的工作容积，是指所有汽缸内活塞从下止点到达上止点所扫过的容积之和。一般情况下发动机的“排气量”越大，功率越大。汽车发动机每一个工作循环要经历四个冲程，带动曲轴转动 2周。现有一辆小轿车发动机排气量为V L，最大功率为P kW，当该发动机以最大功率工作时间为tmin 时，曲轴的转速为n r/min。汽油机工作时的最佳空燃比（即空气和燃油的质量比）为k:1，若发动机在最大功率时汽油和空气的混合密度为 kg/m3, 汽油的热值为q J/kg。请计算：这台发动机在最大功率时的热机效率。【答案】100%。【解析】【详解】这台发动机在最大功率时1min内发
24、动机做的有用功：W有=P103W60s=6P104J，热机每个工作循环曲轴转两圈，在1min内转动nr，吸入汽油和空气的混合气次，汽油机工作时的最佳空燃比（即空气和燃油的质量比）k:1，汽油占其中的，1min内发动机消耗汽油的质量为：m=V=kg/m3V10-3m3=10-3kg，1min内汽油完全燃烧放出的热量：W总=10-3kgqJ/kg=10-3J，这台发动机在最大功率时的热机效率：= =100%。答：这台发动机在最大功率时的热机效率为100%。14某小型汽油发电机外形如图所示，其实质是利用一个汽油机带动一个发电机来发电该发种电机铭牌部分数据如下表所示，根据表中的数据求：发动机（汽油机）
25、发电机型号XGQF5.0 型号XGQF5.0 额定功率8.3kW额定输出功率5kW噪声73db 额定输出电压220V连续运行时间8h额定频率50Hz 强制水冷四冲程自动电压保护（1）在允许的连续运行时间内，发电机以额定功率输出，能够提供的电能是多少度？（2）已知汽油的热值是q4.6l07J/kg，密度是0.71103kg/m3，设该汽油机的效率为35%，则该汽油发电机油箱的容积至少需要多大？（3）汽油发电机将内能转化为电能的效率是多少？【答案】（1）40（2）20.9L（3）21.1%【解析】【分析】(1)已知发电机的额定功率和连续工作时间，根据公式的变式，可求发电机能够提供的电能；(2)已知
26、汽油的热值和效率，根据公式可求消耗的汽油体积；(3)先计算出1小时产生的电能，已知产生的电能和机械能，二者之比就是汽油发电机将内能转化为电能的效率。【详解】(1)发电机能够提供的电能故能够提供的电能是40度。(2)根据，得，汽油机的效率则油箱的最小容积：故油箱的最小容积为20.9L。(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率则汽油发电机将内能转化为电能的效率为21.1%。答：(1)在允许的连续运行时间内，发电机以额定功率输出，能够提供的电能是40度；(2)该汽油发电机油箱的容积至少需要20.9L；(3)汽油发电机将内能转化为电能的效率是21.1%。15下图是某型号家用洗碗机的外形图，其部分参数如下
27、表所示。这种洗碗机标准洗涤的工作过程是：先打开进水阀使水箱内进水，再通过电加热管将水箱内的水加热至设定温度，然后电动机带动水泵将水箱中的热水抽出，通过喷水管冲洗洗碗机内的餐具。额定电压频率设定水温220V50Hz70（1）若某次标准洗涤时先打开进水阀使水箱内进水10kg，再通过电加热管将进水加热，吸收了2.1106J的热量后加热到了设定的水温，则进入水箱中的水的初温是多少？（c水4.2103J/（kg）（2）若本次标准洗涤时电加热管的加热效率是87.5%，加热时间为25min，则电加热管的加热功率是多少W？（3）若本次标准洗涤整个工作过程共用时75min，共消耗的电能是0.8kWh，则洗碗机内
28、的电动机功率大约是多少W？【答案】（1）20；（2）1600W；（3）160W【解析】分析：（1）知道水吸收的热量、水的质量、末温以及比热容，根据求出水的初温；（2）利用求出电加热管消耗的电能，再根据求出电加热管的功率；（3）根据消耗的总电能及电加热管消耗的电能求出电动机消耗的电能，由求得电动机的功率。解答：（1）由可得，水箱中水的初温：；（2）由可得，电加热管消耗的电能：，电加热管的功率：；（3）洗碗机总共消耗的电能：，电动机工作时消耗的电能：；电动机的功率：。答：（1）进入水箱中的水的初温是20；（2）电加热管的加热功率是1600W；（3）洗碗机内的电动机功率大约是160W。【点睛】本题是
29、有关电热的综合计算题目，涉及到吸热公式、电功公式、效率公式、电功率公式的应用，正确的计算出电动机消耗的电能和工作时间是关键。16如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，热水器主要参数如下表。水的比热容为4.2103J/（kg）额定电压220V加热功率2000W容积30L保温功率800W（1）R2的阻值为多大；（2）水箱中装满初温为25的水，加热使温度升高到55，水需要吸收多少热量；（3）在上述加热状态下，热水器正常工作35min需消耗多少电能？加热效率是多少。【答案】（1）36.3；（2）3.78106J；（3）4.2106J，
30、90%。【解析】【详解】（1）当开关S跳至a触点位置时，只有电阻R1接入电路，电阻值较小，根据可知，此时电功率较大，电热水器处于加热状态，由可知，R1的阻值：，当开关S跳至b触点位置时，两电阻串联，总电阻较大，电功率较小，电热水器处于保温状态，则保温功率：，即：800W，解得R236.3；（2）已知电热水器的容积V30L30dm30.03m3，由可知，水的质量：mV1.0103kg/m30.03m330kg，水吸收的热量：Qcmt4.2103J/（kg）30kg（5525）3.78106J；（3）由可得，加热状态下，热水器正常工作35min需消耗电能：WP加热t2000W3560s4.2106
31、J。加热效率：。答：（1）R2的阻值为36.3；（2）水箱中装满初温为25的水，加热使温度升高到55，水需要吸收3.78106J的热量；（3）在上述加热状态下，热水器正常工作35min需消耗4.2106J电能，加热效率是90%。17图中是某太阳能热水器，向其中注入5L的水，阳光照射段时间后，水温从10升高到50。水的比热容是4.2103J/(kg,水的密度是1.0103kg/m3)。试求：(1)这段时间内该热水器中水吸收的热量是多少？(2) 如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气；（天然气的热值为8.4l07J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）(3)如果这些水
32、改由一个加热功率为1000W的电加热器来加热，要使水温从10升高到50需要加热35分钟，则这个电加热器的加热效率是多少？【答案】(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量为8.4105J；(2) 如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧0.01m3；(3) 这个电加热器的加热效率是40%。【解析】【详解】解答：(1)水的质量是：m=V=1103kg/m3510-3m3=5kg；水吸收的热量：Q吸=c水m(t-t0)=4.2103J/(kg)5kg(50-10)=8.4105J；(2) 由题意可知，Q放=Q吸=8.4105J，则由Q放=Vq得需要完全燃烧天然气的体积：V=Q放q=8.4105J8
33、.4107J/m3=0.01m3；(3) 电加热器加热产生的热量是：Q=Pt=1000W3560s=2.1106J；电加热器的加热效率是：=Q吸Q100%=8.4105J2.1106J100%=40%。答：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量为8.4105J；(2) 如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧0.01m3；(3) 这个电加热器的加热效率是40%。18在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20 、质量为100 g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3 g。水的比热容为4.2103J/(kg)，酒精的热值为3.0107J/k
34、g 求：(1)水吸收的热量是多少？(2)此过程中酒精灯烧水的热效率。(3)若改用功率为200瓦的热得快加热到沸腾，至少要加热多长时间。【答案】；【解析】【详解】(1)一个标准大气压下水的沸点为100，即需将水加热至100，水吸收的热量：，(2)3g酒精完全燃烧释放的热量：；酒精灯烧水的热效率：；(3) 若改用功率为200瓦的热得快加热到沸腾，至少要加热：。答案：；。19西安市部分公交车用天然液化气为燃料，其主要成分就是甲烷，热值为3.6107 J/m3如果一辆公交车满载乘客时总质量是6103 kg，那么10 m3甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36 km/h的速度匀速行驶100 m
35、in匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍，（g取10 N/kg）求：（1）这段时间内公交车牵引力所做功的功率（2）若10 m3的甲烷气体完全燃烧所产生的能量被水完全吸收，则能将多少千克的水从0 加热到刚沸腾c水=4.2103 J/（kg），结果保留一位小数（3）这段时间内公交车发动机的效率是多大?【答案】3104 W1071.450%【解析】解答：（1）公交车满载时的重力：G总m总g6103kg10N/kg6104N，因公交车匀速行驶时处于平衡状态是，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，公交车受到的牵引力：Ff0.05G总0.056104N3000N，公交车匀速行驶的速度：v36
36、km/h10m/s，这段时间内公交车牵引力所做功的功率：PFv3000N10m/s3104W；（2）10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的能量：Q放Vq10m33.6107J/m33.6108J，由题知，水吸收的热量Q吸Q放3.6108J，标准大气压下水的沸点为100，由Q吸cm可得，加热水的质量： m1071.4kg；（3）由P可得，这段时间内公交车牵引力所做的功：WPt3104W10060s1.8108J，这段时间内公交车发动机的效率：100%100%50%点睛：（1）知道公交车满载乘客时的总质量，利用Gmg求其总重力，公交车匀速行驶时处于平衡状态是，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相
37、等，根据Ff0.05G求出牵引力的大小，又知道公交车行驶的速度，利用PFv求这段时间内公交车牵引力所做功的功率；（2）利用Q放Vq求10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的能量，而水吸收的热量Q吸Q放，知道水的初温和末温，再利用Q吸cm求水的质量；（3）利用WPt求这段时间内公交车牵引力所做功，再利用效率公式求这段时间内公交车发动机的效率20如图为汽油机做功冲程的示意图，若某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60mm（面积近似取S3.0103m2），活塞冲程长度为L0.06m，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p1.0106 Pa，活塞以n1 380次/min做往复运动（1）汽油机1min对外做功
38、_次（2）汽油机在此工作状态下的功率是多少_？（3）如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率是多少_？（q汽油4.6107J/kg，不计摩擦）【答案】6902070W13.5【解析】(1)燃气对活塞的压力为:一次做功为:活塞以n1 380次/min作往复运动,则活塞每分钟做次则一分钟所做的总功为:汽油机在此工作状态下的功率为:(2)每分钟汽油燃烧释放的热量为:内能转化为机械能的效率:故答案为：690 2070W 13.5【点睛】(1)功就等于燃气对活塞的压力和活塞冲程长度的乘积,求出做功一次所做的功乘以次数,就是一分钟做的功,再除以时间就是功率.(2)求出燃料燃
39、烧时得到的内能,用得出,再求出每分钟转化的机械能即可21如图甲是某学校使用的电开水器，乙图是简化电路（R1、R2都是加热电阻）当加入冷水后，开关接1位置，电开水器处于加热状态，将水烧开后，开关自动跳转到2位置，电开水器处于保湿状态，电开水器额定电压为220V，容量为50L，加热功率为5.5kWc水=4.2103J/（kg），求：（1）R1的电阻；（2）将水箱装满20的水加热到沸腾（标准大气压下），水吸收的热量；（3）加满水烧开后，电开水器处于保温状态时，若无人接水，水每分钟放出的热量为6104J，为保持水温不变，计算电阻R2的阻值【答案】（1）R1的电阻为8.8；（2）将水箱装满20的水加热到
40、沸腾（标准大气压下），水吸收的热量为1.68107J；（3）为保持水温不变，电阻R2的阻值为39.6【解析】试题分析：解：（1）S接1时，电路为1的简单电路，电路中的总电阻最小，电功率最大，饮水机处于加热状态；由可得，=8.8（2）水的体积：V=50L=50dm3=0.05m3，由=m/V可得，水的质量：m=V=1.0103kg/m30.05m3=50kg，水吸收的热量：Q吸=cm（tt0）=4.2103J/（kg）50kg（10020）=1.68107J（3）若无人接水，水每分钟放出的热量为6104J，则根据W=t得：R=t=60s=48.4，当S接2时，两电阻串联，饮水机处于保温状态；R2
41、=RR1=48.48.8=39.6答：（1）R1的电阻R为8.8；（2）将水箱装满20的水加热到沸腾（标准大气压下），水吸收的热量为1.68107J；（3）为保持水温不变，电阻R2的阻值为39.6考点：密度、热量、电功和电功率的计算22认识自然，亲近自然。初春学校组织学生到桂东北的猫儿山山脚下一农庄进行社会实践活动，小明携带一个质量为1kg的合金锅、一台如图甲所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气，参数如表格所示），爱探究的小明通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为30%，丁烷气体的燃烧效率为90%，野炊地水的沸点为96，测出当地水的温度为26，水的比热容为4.2103J/（kg），锅的比热容
42、为0.8103J/（kg）品名便携式丁烷气炉质量1.88kg（不含气瓶）型号WZL.168A尺寸343284113mm用途野外用点火方式电子点火使用燃气液化丁烷气燃气消耗量150g/h（最大火力时）气瓶规格（尺寸/容量）品名总质量净质量主要成份热值神州354g250g丁烷9107J/kg（1）完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出多少焦耳的热量？（2）需多少焦耳的热量，才能使合金锅内2kg的水温度升高50？（3）如果燃气炉以最大火力工作，一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h，这样能够把质量为多少千克的水烧开？（最后结果保留1位小数）。【答案】（1）9106J；（2）4.2105J；（3）17.4kg。
43、【解析】【详解】（1）完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量：；（2）使合金锅内2kg的水温度升高50吸收的热量：；（3）燃气炉以最大火力工作时，燃气消耗的质量为，由题知，丁烷气体的燃烧效率为90%，则燃气燃烧时所放出的热量：又知道便携式燃气炉将其燃气燃烧所放出能量的30%供给水加热，则水吸收的热量：，由 得能烧开水的质量：答：9106J； 4.2105J；17.4kg。232017年6月10日，作为中国大陆核电的发源地秦山核电基地安全运行100堆年（一座核反应堆运行一年为一堆年）从被誉为“国之光荣”的秦山核电站1991年12月15日投入运行开始，秦山核电基地一直保持安全稳定运行，目前每分
44、钟的安全发电量相当于少消耗烟煤13.0t，减排二氧化碳约40.6t，二氧化硫约0.2t，氮氧化物约0.8t秦山核电基地目前共有9台运行机组，年发电量约500亿千瓦时，是目前我国核电机组数量最多、堆型品种最丰富、装机容量最大的核电基地下列（1）（2）题答案用科学记数法表示（1）13.0t烟煤如果完全燃烧，放出的热量为多少J（烟煤的热值为2.9107J/kg）（2）假设13.0t烟煤在煤炉中完全燃烧，放出的热量部分被水吸收，可以使4105kg的水从20升高到100，求水吸收的热量为多少Jc水4.2103J/（kg）（3）求煤炉加热水的热效率第（3）题结果保留两位有效数字【答案】（1）3.771011J；（2）1.3441011J；（3）36%【解析】【分析】1）应用热值公式Qmq可以求出煤气完全燃烧释放的热量；（2）根据吸热公式Qcmt就可算出水吸收的热量；（3）由效率公式可以求出煤气灶烧水的效率【详解】（1