内能及热机综合计算题

内能及热机综合计算题
计算题：本大题共2小题，第57小题为4.0分；第58小题为6.0分；共计10.0分。

1.燃烧1m3的煤气大约放出3.9×107J的热量，某市管道煤气收费标准为0.87元/m3,有一户人家一个月内烧煤气消耗1.17×109J的热量，这个月应交煤气费多少元？
2.一辆汽车发动机的牵引力是9800牛，在行驶2.7千米时柴油机消耗柴油2千克，则：
（1）柴油机所做的有用功是多少焦？
（2）该柴油机的效率是多大？（柴油的燃烧值是4.2×107焦／千克）
3.转速为1800转/分的四冲程的内然机，若每次做功加在活塞上的压力为7350牛，每个冲程活塞移动的距离是10厘米，问：
(1)它每次做功多少焦？
(2)它每分钟做功多少次？
(3)这台内燃机的功率是多少瓦？
简答论证题：本大题共3小题，第59小题为1.0分；从第60小题到第61小题每题2.0分小计4.0分；共计5.0分。

1、汽油机和柴油机各有何优、缺点？
2、提高热机效率的途径有哪些？
3、为了节省燃料，减少污染可以采取哪些措施？
计算题
1.已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃).
2、我国的地热资源相当丰富，已经发现的天然温泉就有2000处以上，温泉水的温度大多在60 O C以上，个别地方达到100—140O C。

100kg的温泉水从60O C降低到20O C时所放出的热量是多少J？这相当于多少m3煤气完全燃烧放出的热量？（煤气的热值为4.2×107J/m3）3．“低碳生活”是当今社会所倡导的绿色生活方式。

利用太阳能将2000 kg的水从15℃加热到50℃，可以少燃烧多少烟煤？[设烟煤完全燃烧烟煤的热值为2.94×107J /kgC水=4.2×103J/(kg•℃)]
3、洒精是实验室里常用的燃料，现用酒精灯来加热水，若洒精完全燃烧产生的热量有50%被水吸收，现在把0.5kg 、20O C的水加热到100O C，需要燃烧多少克酒精？［q酒精=3×107J/（k g·O C，c水=4.2×103J/（k g·O C）
4、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8.4×107J／m3，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？
5.一辆汽车的发动机输出功率为66150瓦,每小时耗柴油14千克,计算发动机的效率.（柴油的燃烧值为4.3×107焦／千克）
6.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；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kg的煤气（煤气的热值为q=4.2×107J／kg）
7.随着人们生活水平的提高．轿车已逐步进入我国普通百姓家中. 已知某国产骄车每行驶100km消耗8L汽油(1L＝10-3m3)，汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×l07J／kg．则
%]
100⨯=放吸
效率Q Q η(1)10kg 汽油完全燃烧时所产生的热量是_____J ．
(2)该汽车行驶100km 消耗的汽油的质量是_______kg ．
(3)当该汽车以50kW 的功率在平直公路上以72km ／h 的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等
于_______N ．
8、某饰品加工厂有酒精喷灯加工饰品，张师傅在1分钟内用去酒精500g ，被加工的一只质量为1kg 的铜饰品温度从20℃升高到1020℃，求：
（1） 铜饰品吸收的热量是多少？（2）酒精完全燃烧放出的热量是多少？
（3）酒精喷灯的效率是多少？ [已知：c 铜=0. 39×103J/(kg ·℃), 酒精热值为 3.0×107J/kg ，
9. 某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm 2，一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×lO 5Pa,飞轮lmin 转动1800周，当汽
油机满负荷工作时(不计摩擦)，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．
10,某太阳能热水器的装水量为100kg ，集热管接收太阳能的有效面积为2m 2，已知每小时每平方米的接收面积上有效接收太阳能约为 2.1×106J ，则该热水器每小时水温升高多少？
计算题
1.某太阳能浴室，每天可将10吨的水从20℃升高到50℃，这些水共吸收多少千卡的热量？
这相当于完全燃烧多少燃烧值为3×107／千克的煤？
2.煤油炉每分钟燃烧3克油,若煤油燃烧产生的热量只有40%被水吸收,那么需要多少时间才
能把质量是2千克、温度是10℃的水烧沸腾?(煤油的燃烧值是4.6×107焦/千克)
3. 一水壶中盛有4千克水，用煤油炉10分钟可将水从20℃烧开(1标准大气压)，燃烧煤油
的质量是40g ，求煤油炉的热效率？(q=4.6×107焦/千克)
4.一单缸四冲程柴油机的转速为600转/分，做功冲程一次做功1500焦，那么这台柴油机的功率为是多少?
2、买火柴的小女孩在严寒中只能靠点燃火柴取暖。

一根火柴的质量约0.065g ，火柴的热值
平均为 1.2×107J/kg,求一根火柴完全燃烧能使1m 3空气温度升高多少摄氏度。

[空气密度
1.3kg/m 3 、比热容1.0×103J （kg ℃）]
3、有一功率为40KW ，热机效率为25%的汽车正在一平直的公路上行驶，此时油箱中仅剩下5kg 的汽油,如果不考虑热机其他的能量损失，汽车以15m/s 的速度向前行驶，问还可前进
多少km (汽油的热值为4.6×107J/kg)
4． 我国是垃圾生产大国，垃圾的掩埋处理将占用大量土地，并污染土壤和水源，为各种菌毒、蚊蝇提供了理想的栖息和繁衍场所．据统计，2003年某市城区生活垃圾达 1.4 ×105t ．经测算1t 生活垃圾中，有一半为有机可燃物，每焚烧1kg 这种有机可燃物放出的热量与完全燃烧1kg 干木柴相当．已知干木柴的热值 q = 1.2 ×103J ／kg ，水的比热容 c ＝4.2 ×103 J ／（kg ·℃），那么
（1）若将2003年该市城区生活垃圾全部焚烧，可产生多少热量？
（2）这些热量若全部被水吸收，可将多少20℃的水烧开？
6.人的体温是由“下丘脑”中特殊神经细胞组织控制的，它对人体体温的变化很敏感，当下丘脑温度高于37℃时，人体散热机制（如血管舒张，出汗等）就会活跃起来。

已知37℃
时蒸发8g汗水所需能量为4300J。

现有一中年人漫步行走时，每秒钟体内产生的热量为35J，而此时人体通过传导、辐射等方式（不包括出汗）产生的散热功率只有33W，因此还要通
过出汗的方式才能保持37℃的体温不变。

那么此人慢步行走1h出汗约多少？
7.太阳能是一种安全、清洁、方便的环保能源，每年6－11月某地区lm2的面积在1h内平均接受的热量为4×105J．该地区生产的自动跟踪太阳能热水器，它接受太阳能的真空镀膜管总有效面积为15 m2．
1）每天接收太阳能的时间以10 h计算，则热水器每天可以接受多少太阳能？
2）假设热水器能把接受到的太阳能的63％转化为水的内能，它每天可以把质量为150kg、初温为2O℃的水加热到多少摄氏度？[已知水的比热容为 4.2×103J／（kg·℃）]
3）若用一台铭牌见下表的电热水器，在额定电压下将相同质量的水加热到同样的温度，需要多少时间（假设无能量损失）？
8.图2-12是一种太阳能汽车。

太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为8×103 W，在晴朗的天气，电池板对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供10A的电流。

问：
(1)在这种情况下电动机消耗的电功率是多大?
(2)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少?
(3)你认为太阳能汽车与我们现在使用的汽车相比，有什么优点?
三、综合题
1．(1)将3千克、10℃的水烧开时，水总共吸收了多少热量？(2)若不计热量
损失，需要完全燃烧多少克煤油？(煤油的燃烧值是4.6×107焦／千克)(3)若
实际燃烧了80克的煤油，则该煤油炉的热效率是多少？
2．太阳光垂直照射到地面上，每平方米的面积上平均每分钟能得到8.4×107
焦的热量，在10分钟内4米2面积上获得的热量是多少焦耳？若其中的10％
可以利用，那么，和燃烧多少克酒精放出的热量相等？(酒精燃烧值为3.0×
107焦／千克)
3．一台单缸四冲程汽油机在一个工作循环中的平均功率是8.64千瓦，该汽
油机每分钟需燃烧汽油50克，问该汽油机的效率是多大？(汽油的燃烧值是
4.6×107焦／千克)
4．一架飞机以720千米/时的速度飞行了1800千米，发动机的功率为1176
千瓦，效率为30％，那么该飞机在飞行中消耗了多少汽油？
27.在观察水的沸腾实验中，用酒精灯将烧杯中250g， 70℃的水加热至沸腾，共用去了2.5g 酒精。

问酒精完全燃烧放出的热量中，有百分之几被水吸收？（已知实验室的气压为1标准
大气压，酒精的热值为3.0×107J/Kg）。