热机效率计算题

热机效率计算题

1、为了利用太阳能资源，节约经营成本，崇左市某大型宾馆在楼顶安装了10台相同的太阳能热水器，每台热水器的水箱容积为200L。在夏季光照条件下，一满箱15℃的水经白天太阳能加热，温度可达到65℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107J/kg。求：

（1）10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量？（3分）

（2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？（2分）

2、某中学为学生供应开水，用锅炉将200 kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6 kg的无烟煤。水的比热容是4.2 ×10 3 J／(kg·℃)，无烟煤的热值是3.4×l 0 7 J／kg。求：

(1) 锅炉内的水吸收的热量是多少?

(2) 无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?

(3) 此锅炉的效率是多少

3、某型号小轿车油箱的容积是60升，所用的燃料是密度为0.71×103kg/m3的汽油。

（1）该车油箱最多能装多少kg的汽油？

（2）如果该车的总质量是1500kg，4个车轮的轮胎对地面的压强都是2×105Pa，求车的总重量是多少？车与地面接触的总面积是多少(g取10N/kg)？

（3）该车以20m/s的速度匀速行驶100km时消耗的燃料是5kg，如果汽油的热值是4.6×107J/kg，汽车发动机的输出功率是12kW，求有用功和发动机的热机效率分别是多少（保留两位有效数字）？

4、随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气。小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000cm3、20℃的水，大火加热直至沸腾。又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3。［气压为1标准大气压；c水＝4.2×103J／(kg·℃)］

（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？

（2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少m3的天然气？

5、小明家的太阳能热水器，水箱容积是200L。小明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)水吸收的热量【c水=4．2×103J／(kg·℃)】

(2)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千克煤气(煤气的热值为q=4．2×107J／kg)

6、东风悦达汽车是我市最大的汽车生产企业。该厂某型号车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶50km，受到的阻力是1.0×103N，消耗燃油4×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求：

（1）专用车牵引力所做的功。

（2）已知热机效率η＝（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？

7、每到夏收季节，盐城农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图，这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤（热值为2.4×107J/kg），使50kg、20℃的水温度升高到80℃。求：

（1）水需要吸收的热量。

（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤。

8、液化石油气的热值高达4.6×107J/kg，一些不法商贩为谋取暴利，常将液化石油气与

价格低廉、热值仅为2.9×107J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户．质监局对某液化

石油气站销售的瓶装燃气进行检测：将质量为100kg、初始温度为31℃的水装入容器内，

用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100℃恰好沸腾，瓶内燃气消耗了0.84kg．通

过高效炉灶，水能吸收燃气完全燃烧释放热量的75 %．已知水的比热容为c水=4.2×

103J/(kg·℃），问：

(1）瓶内燃气的热值是。

(2）该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？

9、有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如下表所示，将它安装在阳光充足的水平台面，并注满水。

(1) 若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m2，求它对台面的压力和压强(取g=10N/kg)．

(2) 某城市(晴天)平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×106J，若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能(E)约为多少? 若这些太阳能有60％被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少?（ C水=4.2×103 (J／kg・℃)，在标准大气压下，该城市水的原来温度不超过32℃）

10、2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让生活更美好”的主题。

如图21所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W。如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么：

（1）一箱水需要吸收的热量是多少？

（2）热水器上集热器的面积至少要多大？［水的比热容是：4.2×103J/(kg·℃)］

11、小明家新买了一个家用电热水壶，其有关的技术参数如图所示．他根据自己所学的相关物理知识想对新水壶进行一下验证，于是在家里做起了实验．他先把水倒入水壶标定容量处，用温度计测出水的初温是20℃，然后接通电源，同时开始记录时间，他发现电热水壶正常工作5min水便烧开了（设当时的气压为一标准大气压）．[1L＝10－3m3；C水＝4.2×103J/(kg·℃)]

求：(1)烧开这壶水吸收的热量▲ J； (2)电热水壶消耗的电能▲ J；

(3)比较(1)、(2)两问所得的数据，请你做出合理解释（写出一种即可）▲．

12、设计汽车发动机时，既要考虑能量的利用效率，也要考虑发动机的冷却问题．

(1)为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度.5kg水在冷却系统中升高50℃，所吸收的热量是多少？[C水＝4.2×103J/(kg·℃)]

(2)柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2×107J的能量，发动机输出的功率是8.5×104W，则此汽车发动机的效率是多少？

13、用天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高50℃．已知，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值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．