热机效率计算典型题

热机效率计算典型题

1、用炉子烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了0.5kg的焦炭，水的比热容是4.2 × 10J/(kg·℃),焦

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炭的热值是3.0× 10J/(kg)试求：（1）水吸收的热量是多少？（2）0.5kg焦炭完全燃烧放出的热量是多少？（3）炉子烧水的效率是多少？

2、某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8kg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，

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若在4min内完全燃烧了1.4kg的煤，水的比热容为4.2×10J/（kg?℃），煤的热值约为3×10J/kg，求： （1）经过4min时间加热，水所吸收的热量．（2）煤炉烧水时的热效率．

3、某燃气热水器工作时，燃烧产生热量的功率为20kW，水温升高25℃时，每分钟出水量为10L．此时c水

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=4.2×10J/kg?℃，ρ水=1.0×10kg/m．求：（1）1min内水吸收的热量；（2）热水器的效率．

4、（2016?德州）天然气灶使用方便、经济环保．如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3kg、温度

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为20℃的水加热至沸腾，大约需要10min，已知：水的比热容为4.2×10J/（kg?℃），天然气的热值为3.5×10J/m．求：（1）水吸收的热量；（2）若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气．

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1

5、杨洋同学家原来是用液化石油气烧水的（每天至少用65℃的热水100kg），参加“探究性学习”活动后，在老师的指导和同学们的帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器．。这台热水器6月份平均每天可将100kg水从15℃升高到65℃。

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（1）若液化石油气的热值为8．0×10J/kg，改用太阳能热水器后，6月份平均每天可节约液化石油气多少千克？[液

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化石油气燃烧放热的70%被水吸收、C水=4．2×10J/（kg·℃）]

（2）使用太阳能热水器比使用燃料烧水，除了节约能源外，还有哪些优点？（至少写出两点）

6、某家用轿车，重为1.5×10N，当车以72km/h的速度匀速直线行驶了0.5h，消耗汽油 3kg，期间车受到的阻力为车

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重的0.08倍。已知汽油的热值为4.6×10J/kg，在此过程中，求：

（1）车通过的路程；（2）牵引力做功的功率；（3）汽车发动机的效率。

7、新型四轮沙滩卡丁车，其满载时的质量为600kg，车轮与沙滩接触总面积为2000cm．该四轮卡丁车满载时在水平沙

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滩上做匀速直线运动，10min行驶了6km，卡丁车的牵引力为2.3×10N．（1）当卡丁车满载并静止在水平沙滩上时，它对沙滩的压强为多大？（2）该卡丁车行驶的功率为多少？（3）若该卡丁车以汽油为燃料，在这次行驶中需要燃烧

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1.2kg的汽油．求汽油完全燃烧产生的热量转化为卡丁车机械能的效率是多少？（q汽油=4.6×10J/kg）

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2

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8、一辆小轿车，质量为1.8t，车轮与地面总接触面积为1000cm，小轿车发动机的效率是20%，它在平直公路上匀速

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行驶时的牵引力为644N(空气阻力不计，汽油热值q=4.6×10J/Kg，g=10N/kg)。求：

(1)该小轿车静止时对水平地面的压强为多少？(2)该小轿车在平直公路上匀速行驶100Km消耗多少Kg汽油？

9、一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v-t图像如下，在第10s时速度达到20m/s，通过的路程为120m。求：(1)在0～10s内汽车的平均速度。 (2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f=4000N，那么在O～10s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳。 (3)若发动机的转化效率为80%，则需要燃烧多少千克汽油才能使发

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动机做这么多功。(已知汽油的热值大约为5×10J/kg

10、小兵同学想知道一辆小汽车的实际功率是多少，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？

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3

11、某快艇使用的汽油热值为4.6×10J／kg，密度为O.7×10kg／m，油箱容积50L,在水面匀速航行时所受的阻力为1400N。(1)如果把油箱装满，则汽油的质量是多少? (2)若快艇匀速行驶46km，则牵引力所做的功是多少? (3)若发动机的效率为25%，则匀速行驶46km消耗汽油多少千克?

12、随着人们生活水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了普通百姓家中，如表为某品牌小 汽车的有关数据：

总质量1600kg 每个轮胎与地面接触面积0.02m 水箱容量2.5L 2733

额定功率30kW 100km耗油量8L 汽油密度 0.71×10kg/m 33求：（1）该汽车静止在水平地面上时，对地面的压强．

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（2）装满水的水箱中的水温度升高10℃所吸收的热量．（c水=4.2×10J/kg?℃）

（3）假如该小汽车在水平路面上以额定功率匀速行驶10min，消耗汽油1.3kg．则此过程中该小汽车发动机的工

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作效率是多少？（汽油的热值q=4.6×10J/kg）

13、随着经济的发展，汽车已成为人们常用的交通工具．一辆使用汽油为燃料的小汽车，在路面水平的高速公路上以100km/h的速度匀速行驶时，百公里油耗为8L，发动机的效率为25%．设汽车通过50km的路程．汽油的密度

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ρ=0.75×10kg/m汽油热值为q=4.5×10J/kg求：

（1）通过该路段，汽车行驶的时间（2）该路段上消耗汽油的质量．（3）该路段上发动机给汽车行驶提供的牵引力

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1、

2、解：（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量：

Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×10J/（kg?℃）×8kg×（70℃﹣20℃）=1.68×10J； （2）煤完全燃烧产生的热量： Q放=mq=1.4kg×3×10J/kg=4.2×10J；

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7

3

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煤炉烧水时的热效率： η==×100%=4%．

3解：（1）1min出水体积V=10L=0.01m， 由ρ=得水的质量：m=ρV=1×10kg/m×0.01m=10kg，

1min水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×10J/（kg?℃）×10kg×25℃=1.05×10J； （2）1min燃气燃烧产生热量：Q放=Pt=20000W×60s=1.2×10J，

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3

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热水器的效率：η==×100%=87.5%．

4解：（1）在一个标准大气压下，水沸腾时的温度t=100℃，

水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×10J/（kg?℃）×3kg×（100℃﹣20℃）=1.008×10J．

3

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（2）由η=×100%得，天然气完全燃烧放出的热量：Q放===1.68×10J．

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由Q放=Vq得，烧开这壶水需要天然气的体积：V===4.8×10m．

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5、375kg 无污染 安全 光能取之不尽

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6、（1）36km（2）2.4×10W（3）31.3％（1）s=vt=72km/h×0.5h=36km；（2）f=0.08G=0.08×1.5×10N=1.2×10N，

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即F=f=1.2×10N， P=W/t=FS/t=Fv=1.2×10N×20m/s=2.4×10W；

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/3ph.html