九年级物理热力学综合计算题(有答案)

热力学综合计算题

一、计算题

1.利用燃烧酒精给水加热，使质量为2kg的水温度升高30℃．c水=4.2×103J/（kg•℃），

q酒精=3.0×107J/kg。

（1）求水吸收的热量是多少J？

（2）若完全燃烧酒精产生的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧多少kg的酒精？

2.某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2，气缸容积为

150mL；满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞

轮1min转动1800r，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min

消耗汽油10g，汽油的热值为4.6×107J/kg，求：

（1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；

（2）该汽油机的效率。

3.下表是同悦小轿车的一些技术参数。其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般

情况下，发动机的排气量越大，功率越大。空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比。

汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J.当该发动机以最大功

率工作时，气缸内汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功3000次。请你计算发动机在最大功率工作时

（1）1min内做的有用功。

（2）做功一次消耗汽油的质量。

（3）发动机的效率。

4.图示是李华家新装的天然气热水器，其铭牌如表所示。国家规定能效等级为2级的

热水器，其热效率值不低于88%。李华想通过洗澡来估测一下这款燃气热水器的能效等级是否达标，于是他将燃气热水器的温度设定在40℃（即水从热水器流出的温度），他家所用的花洒出水量为6kg/min，洗澡用时15min，洗澡前后查看燃气表上显示的余气量分别为165.5m3和165.3m3。已知进入热水器的冷水温度为5℃[水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3]，求：

（1）求消耗的天然气完全燃烧放出的热量；

（2）通过计算判定该款热水器能效等级是否达标；

（3）该款热水器的额定产热水能力是指每分钟最多让12kg的水升高25℃。当水的初温和出水量与李华测试时相同，求从热水器中流出的水能达到的最高温度。

型号JSQ25-HT1 pro

气源天然气

额定产热水能力12kg/min（Δt=25℃）

能效等级2级

净重量38千克

外形尺寸700×400×337mm

容积40L以下

5.如图是我国自主研发的水陆两栖飞机“鲲龙-600”，它可以

承担大型灭火、水上救援

等任务。若该两栖飞机以10m/s的速度匀速直线飞行60s，消

耗航空燃油50kg，发动机的效率为40%，已知q燃油=4.2×107J/kg。求：（1）它在此过程中飞行的路程。

（2）50kg的航空燃油完全燃烧放出的热量。

（3）飞机发动机的功率。

6.某汽车在一段平直的公路上匀速行驶，汽车以50km/h的速度匀速直线行驶了0.6h。

汽车所受的阻力与速度的图像如图所示。且行驶过程中消耗了10kg燃油（假设燃油完全燃烧）。若燃油的热值q=4×107J/kg，求：

（1）燃油燃烧放出的热量；

（2）汽车的热机效率。

7.目前，我国新能源汽车呈现多元化发展，在新能源汽

车发展过程中，甲醇燃料因成本低、资源丰富等优点

逐渐受到关注，在新能源汽车上得到应用，如图是某

甲醇汽车行驶时的场景，如表是一些汽车燃料的热值，求：

燃料热值燃料热值

汽油 4.6×107J/kg压缩天然气 3.6×107J/kg

柴油 4.3×107J/kg甲醇2×107J/kg

（1）甲醇汽车行驶过程中，燃料箱内甲醇越来越少，甲醇的热值______（选填“变小”、“不变”或“变大”）

（2）若利用甲醇进行加热，0.21kg的甲醇燃料完全燃烧可以让50kg、初温为20℃的水最多升高到多少℃（不计热量损失）？

（3）若该款甲醇汽车发动机效率为25%，某次行驶中该汽车以10kW的功率匀速直线行驶，消耗了10kg甲醇，求该甲醇汽车能够行驶多长时间？

8.中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，

是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是

某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为

燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，

表2是一些燃料的热值。

表1

第1代第2代第3代第4代

燃料氧气和汽油混

合偏二甲肼煤油液态氢

氧化剂四氧化二氮液态氧液态氧

表2

燃料热值燃料热值

汽油 4.6×107J/kg煤油 4.6×107J/kg

柴油 4.3×107J/kg氢 1.4×108J/kg

（1）使用氢作为燃料的主要优点是：______ 和______ 。

（2）某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？[c水=4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为1标准大气压]

（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，

一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率。

9.小明家买了新车，厂家提供的部分参数如下表。周末爸

爸带着全家开车到海边游玩，车上的速度表如图所示，

在高速公路上仪表盘显示百公里平均油耗12.5L。

品牌：一汽——红旗整车型号：FA6500

发动机输出功率：#kW乘坐人数：5人

推荐使用燃油92#油整车质量（kg）：1875

水箱容积（L）：10制造年月：2021年10月[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），水的密度为1.0×103kg/m3，92#汽油热值为

4.5×107J/kg、密度为0.8×103kg/m3]。

求：（1）在冷却发动机过程中，水的温度升高50℃，求水吸收的热量是多少？

（2）若匀速行驶1h，轿车发动机的效率是20%，则发动机的输出功率是多少W？

10.如图所示为小排量汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶了36km，消耗汽

油3kg。若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kw，汽油的热值为

4.6×107J/kg。则关于上述的行驶过程，求：

（1）所用时间是多少？