比热容、热量和热机效率计算题(含答案)

比热容、热量和热机效率计算题

1、质量为2kg的某种物质，吸收8.4×104J的热量，温度升高20℃，它的比热容为多少J/(kg·℃)？

2、某太阳能热水器中装有质量为50kg的水，在阳光的照射下，该热水器中水的温度从25℃升高到45℃。求这些水吸收的热量。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]

3、天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为c=4 .2×103J/（kg•℃），天然气的热值为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。

3、完全燃烧42g焦炭所放出的热量，若有50％被2kg、30℃的水吸收，则水温可升高多少℃？[c水=4.2×

103J/(kg·℃)，q焦炭=3.0×107J/kg，此时外界为1标准大气压]

4、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？

6. 如图是某太阳能热水器，向其中注入50 kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。水的比热容是 4.2×103J／(kg·℃)。试求：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少?(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少?(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤?（煤的热值约为3.5×l07J／kg）

7、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h 的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20 kW。若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25％。求小汽车在这段路程中：（1）运动的时间；（2）发动机所做的功；（3）消耗汽油的质量。

8一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107 J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：(1)这些汽油完全燃烧放出的热量；(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。

9、一辆汽车，总重为1.2×104N，四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，该车在平直公路上匀速行驶1h，消

耗汽油10L，汽油完全燃烧放出的热量有30％转化为机械能。(汽油的热值为4.6 ×10 7J／kg，密度为0.7 ×103kg／m3，g=10N／kg)求：（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少?（2）10L汽油完全燃烧放出的热量是多少?（3）这段时间内该汽车发动机的功率是多少kW?(功率的计算结果保留小数点后一位)

10、某辆小轿车油箱内装有32kg汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km．假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N．已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6×107J/kg．求：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油．

11、华扬1870系列太刚能热水器的数据如下：（1）已知我市向着阳光的地方每平方米的面积在1h内得到的太阳辐射能平均为 3×106J．若每天接收太阳能的时间以8h计算．热水器能把接收到的太阳能的50％转变成水的内能．则正常情况下一天内该热水器能把初温为20℃的一箱水加热到多少摄氏度？[已知c水=4.2×103J／（kg・℃）

真空管直径×长度（mm）70×1800 规格（支管）15

外型尺寸（mm）1840×1597×1765 保温层（mm）60

水箱容量（L）150 采光面积（m2） 2.1

参考答案：

1.解析：根据Q 吸=cm Δt 可得，它的比热容为c=Q 吸/m Δt =8.4×104

J/2kg ×20℃=2.1×103

J/（kg ·℃）。 2.解析：Q 吸=cm （t -t 0）=4.2×103

J/(kg ·℃)×50kg ×（45-25）℃=4.2×106

J 3.解析：（1）0.5m 3

天然气完全燃烧放出的热量Q 放=qV =7.0×107

J/m 3

×0.5m 3

=3.5×107

J/m 3

。 （2）水吸收的热量Q 吸=cm Δt =4 .2×103

J/（kg •℃）×100kg ×（70℃-20℃）=2.1×107

J 。 （3）燃气灶的效率η=Q 吸/Q 放=2.1×107

J/3.5×107

J/m 3

=60%。 4、70℃

5、解析：（1）一台热水器的水箱能容纳的水的质量为m=ρ

水

V=1.0×103kg/m 3×200×10-3m 3=200kg ，

1台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃，所吸收的热量为

Q 吸=c 水m (t 2－t 1) = 4.2×103J/（kg ·℃）×200kg ×（65℃-15℃）=4.2×107J ，

那么，10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收的热量为Q 总=10Q 吸=4.2×108

J 。 （2）设10台热水器获得的太阳能相当于质量为 M 的天然气完全燃烧放出的热量，则Mq =Q

总

，所以，M

=kg 5kg

/J 1048J

102.478=⨯⨯=.q Q 总。即若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要5千克天然气。 6. 解析：（1）Q 吸=cm 水(t – t 0)=4.2×103 J ／(kg ·℃)×50kg ×(50℃ - 10℃)=8.4×106

J

（2）η=Q 吸/Q 总=8.4×106

J ／2.8×107

J=30％

（3）根据Q 放=m 煤q 可得，需完全燃烧煤：m 煤=Q 放／q =2.8×107

J ／3.5×107

J ／kg=0.8 kg 7、（1）小汽车的速度v ＝72km/h ＝20m/s ，运动的时间t=s/v=100×103

m/20m/s=5×103

s 。 （2）发动机做的功W=Pt =20×103

W ×5×103

s=1×108

J 。 （3）汽油完全燃烧放出的热量Q=mq ，又因为Q=W/η，故

m=Q/q=W /ηq=1×108J/ （25％ ×4.6×107J/kg ）=8.7kg 。

8.解：(1)= m/V m=

V （1分）

= 0.7×103

kg/m 3

×10×10-3m 3

= 7kg (1分) Q 放=质量×热值

=7kg ×4.6×107J ／kg=3.22×l08

J (1分) (2)W 有=Q 放×30%

=3.22×l08J ×30%=9.66×107

J (1分)

W 有= Fs F= W 有/s （1分）

966N （1分）

车匀速直线行驶 (1分) f= F= 966N (1分)

9、解析：（1）知道汽车总重，又在水平路面上，可求汽车对路面的压力，又知道受力面积，利用压强公式求汽车对路面的压强。

∵汽车静止在水平路面上，∴汽车对路面的压力：F=G =1.2×104

N ，汽车对路面的压强：