12章《内能与热机》计算专题

1、某家庭需要将50kg、10℃的水加热到50℃做为生活用水，他们利用煤气灶烧热水时，需要燃烧0.8kg的煤气.已知煤气的热值q=4.2×107J/kg.水的比热容为c=4.2×103J/(kg•℃).求：

(1)把50kg、10℃的水加热到50℃需吸收的热量;（8.4×106J）

(2)0.8kg的煤气完全燃烧时放出的热量;（3.36×107J）

（3）煤气灶烧水的效率.（25%）

2、水壶里装有2L、20℃的水，用天然气炉具将其加热至沸腾，已知天然气的热值为8×107J/m3，大气压强为1标准大气压，c水=4.2×103J/（kg•℃），求：

（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？（6.72×105J）

（2）若烧开这壶水消耗的天然气是0.021m3，则天然气炉具的效率是多少？（40%）

3、煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机．某县在冬季利用地热能为用户取暖．县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为

150m3/h．

（1）求每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量．（2.52×1010J ）（2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气？（700m3）

（ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为4×107J/m3）

天然气是我市居民使用的一种主要燃料，使用燃气热水器把50kg的水由20℃升高到40℃，问：

（1）水需要吸收多少热量？（4.2×106J）

（2）如果燃气热水器的实际效率是60%，获得这些热量需要多少m3的天然气？[天然气的热值为4.0×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），设天然气完全燃烧]．（0.175m3）

我国北方地区冬季用燃煤取暖所造成的大气污染，已越来越引起人们的关注，现在有些家庭已经改用燃油取暖，以降低对大气的污染．小明通过估算得知，他家房间内空气的质量约为300kg．他将住房的门窗关闭好，用燃烧柴油来取暖，并使室温升高10℃，已知柴油的热值为4.3×l07J/kg，空气的比热容为1.0×103J/（kg•℃）．试求：

（1）室温升高10℃时室内空气吸收的热量；（3×106J）

（2）若柴油燃烧时能量利用的效率为30%，试求该次取暖需要燃烧柴油的质

量．（0.233kg）

一台柴油机的热机效率为25%，用这台柴油机工作时，完全燃烧2Kg的柴油可做多少有用功？（柴油的热值为3.3×107J/Kg）（1.65×107J）

某柴油机的功率为715W，每小时消耗柴油0.2kg，求这台柴油机的效率．（柴油的热值为3.3×107焦/千克．）（39%）

小明的爸爸新买了一辆小汽车，如图所示，小明坐着这辆汽车匀速行驶144km，用时2h，消耗汽油9kg，其发动机的功率为23kW．请运用所学的知识解答下列问题．（汽油的热值为4.6×107J/kg）

（1）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？（1150N）

（2）汽车发动机的效率是多少？（40%）

（3）观察小汽车的外型，判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时，对地面压力哪一个大？为什么？（根据汽车的形状，当汽车高速行驶时，汽车上方的空气流速大于下方的空气流速，所以上方的气压小于下方的气压，因此行驶时，对地面的压力将减小．静止时对地面的压力大．）

如图是某型号挖掘机的实物图（甲）和作业范围图（乙）以及部分相关数据表．请回答下列问题：（g=10N/kg ）

（1）挖掘机停在水平地面不工作时，对地面的压强是多少？（3.13×104Pa ）

（2）铲斗装满密度为1.8×103kg/m 3的泥土时，泥土的总质量是多少？若挖掘机在5s 内将这些泥土从最大挖掘深度处送到位于最高卸料高度的装载车上，挖掘机对泥土至少要做多少功？挖掘机对泥土做功的功率是多少？（1.19×105J ，2.38×104W ）

（3）已知柴油的密度为0.85×103kg/m 3，柴油的热值是3×107J/kg ，则挖掘机正常工作时，其发动机的效率是多少？ （35.3% ）

一台汽油机，活塞面积是50cm 2，活塞行程是25cm ，做功冲程燃气产生的平均压强为9.84×105pa ，若飞轮的转速是600r/min ，效率为30%，求汽油机在一小时内要消耗多少汽油？（汽油的燃烧值为4.6×107J/kg ）

项

目

数值

整机重量（kg ） 15000 标准斗容（m 3） 0.6 额定功率（kW ） 90 A 最大挖掘高度 8400mm B 最大卸料高度 6000mm C 最大挖掘高度 5000mm

D 履带长 4000mm 履带宽度

600mm

额定油耗

36L/h