元月调考专题——热值计算答案

热机效率公式
100%⨯=放有Q W η （有W 表示用来做有用功的能量,放Q 表示燃料完全燃烧放出的能量） 热机效率公式拓展
①W 表示有用功，FS W = （F 表示力，S 表示沿力方向移动的距离）
Fvt Pt W ==（P 表示功率，t 表示时间）
PSL W =（压力PS F =，S 表示面积，L 表示距离）
②Q 表示热量，mq Q =放或qV Q =放
加热效率公式
100%⨯=放
吸Q Q η（吸Q 表示水吸收的热量,放Q 表示燃料完全燃烧放出的能量） 加热效率公式拓展
t cm Q ∆=吸
mq Q =放或qV Q =放
例题1： 小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为4.2×107J ／m 3，放出的热量有50％被有效利用，现要将质量为4kg ，初温为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧多少立方米的天然气？ 解：在一个标准大气压下，水吸收的热量
)(0t t cm Q -=吸)25100(4)(/104.23C C kg C kg J ︒-︒⨯⨯︒⋅⨯=J 6101.26⨯=
天然气放出的热量：J J Q Q 66102.5250%101.26⨯=⨯==η吸
放 烧开这壶水需要天然气的体积：33766.0/102.41052.2m m
J J q Q V =⨯⨯==放 元调专题——热量计算
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例题讲解
（2014武汉元调）如图所示的四冲程汽油机工作示意图中，
汽油机正在进行的是做功冲程。

若该汽油机的效率是20%，已知汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧100 g汽油放出的热量可以转化为9.2×105J 的有用功。

在设计制造时，汽缸外有一个“水套”，利用水吸热降低汽缸温度，这是利用了水的比热容大的性质。

（2016武汉元调）下图是神舟十一号飞船搭乘长征二号FY11运载火箭发射升空时的壮观情景。

该火箭使用的燃料是偏二甲肼,若火箭中加入质量为2t的偏二甲肼,则燃料完全燃烧放出的热量是8.5×1010J。

火箭发射升空时,燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能,燃气推动火箭和飞船上升过程中,飞船的机械能
会增大(选填“增大”“减小”或“不变”),火箭外壳的温度会升高(选填“升高”“降低”或“不变”)。

（偏二甲肼的热值q=4.25×107J）
（2017武汉元调）可燃冰是一种固态晶体，在常温常压下会迅速升华为气态。

若某次开采出来的可燃冰热值为1.008×1010J/m3，0.01m3的这种可燃冰完全燃烧后会放出 1.008×108J的热量，这些热量全部被水吸收后，可以将300 kg的水从20℃加热到100℃。

可燃冰燃烧时，将化学能转化为内能。

（2019武汉元调）食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量，这种过程没有火焰，但化学能同样可以转化为内能，因此人的体温保持在37℃左右。

一盒标有“能量：328 kJ／100 mL”的牛奶，其中“能量”的含义跟热值（填“内能”“热量”或“热值”）相似。

元调真题练习
（2013武汉元调）某同学估测家里的天然气热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。

他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到40L时洗衣机便会自动停止注水。

已知当时自来水的温度是15℃，热水器输出热水的温度为40℃，注水前天然气表的示数是2365．89m3，注水看变为2366．05 m3。

该同学家里的热水器的热效率是多少?（结果精确到1％）
（天然气的热值q=3.2×107J/m3）
Q吸=4.2×106J Q放=5.12×106J η=82%
(2020洪山区12月考）一台汽油机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占15%，废气带走的能量占40%，摩擦等机械损耗占15%，则它的热机效率为30% 。

该汽油机的飞轮速度是3000r/min，则汽油机每秒钟对外做功25 次。

若这台汽车消耗汽油1kg，则它做有用功为1.38×107J。

（q汽油=4.6×107J/kg）
（2020武昌七校联考）太阳能路灯顶端的电池板，白天能将太阳能转化为电能，并向灯杆下方的蓄电池充电，以便晚上供路灯照明。

若在一定时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为4.2 107J，这相当于完全燃烧 1.4 kg的煤释放出的热量，若这些煤炭燃烧放出的能量被水吸收后，可使便100kg 的水从30℃升高70℃，则该过程能量转化效率为40% 。

(煤的热值为3.0×107J/kg）
（2020硚口区12月考）清洁能源——氢气公交已在很多城市投入运营，它将氢气压缩后存储在钢瓶中作为车载燃料。

氢气燃烧时，可以将化学能转化为内能。

已知氢的热值为1.4×108J/kg，其物理意义是1kg氢气完全燃烧放出的热量为1.4×108J 。