本站原创初中物理2016各地亮题汇编(67)--热机效率如图是比较不同燃料热值的装置.
(1)酒精的热值为3.0×107J/kg,表示,
(2)当酒精和碎纸片完全燃烧时,需要记下,
(3)在(a)装置中,酒精的质量为10g,烧杯中水的质量为200g,初温为20.点燃酒精直至烧完,此时温度计示数上升到70,给水加热的效率为%.[水的比热容为4.2×103J/(kg·]
(1)每千克的酒精完全燃烧放出的热量为3.0×107焦,
(2)温度计示数的变化(水升高的温度)(3)14%
随着社会的发展,能源的开采及利用所造成的环境问题摆在了世人面前.开发与利用新型清洁燃料作为新能源,替代常规能源可有效解决这一问题.现已开发某种新型燃料,它的热值为2.1×107J/kg.则4kg上述燃料完全燃烧能释放多少热量小明在某次探究实验中,想使1kg的水,从30升高至65.大家帮忙计算一下.小明至少需要准备上述燃料多少千克检测设燃料完全燃烧后,产生的热量有70%被水吸收.水的比热容为4.2×103J/(kg).
解:4kg新型燃料完全燃烧放出的热量:
Q1等于m1q等于4kg×2.1×107J/kg等于8.4×107J,
水吸收的热量:
Q吸等于cm水t等于4.2×103J/(kg)×1kg×(65﹣30)等于1.47×105J,
由题知,燃料产生的热量有70%被水吸收,即Q2等于m2q×70%,
至少需要燃料质量:
m2等于等于等于0.01kg.
答:4kg新型燃料完全燃烧能释放8.4×107J的热量,小明至少需要准备上述燃料0.01kg.
"可燃冰"作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力.同等条件下,"可燃冰"完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明"可燃冰"的很大.以10倍的关系粗略计算,1kg"可燃冰"完全燃烧放出的热量为J,这些热量可以使kg的水从20加热至100.[水的比热是4.2×103J/(kg),煤气的热值是4.2×107J/kg].
热值4.2×1081250卖火柴的小女孩在严寒中只能靠点火柴取暖.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1m3空气温度升高多少摄氏度[已知空气的密度为1.3kg/m3,比热容为1×103J/(kg)].
5,"早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜."这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化大,而沿海地区比内陆地区昼夜气温变化小.其主要原因是砂石比水具有较小的A.热量B.热值C.比热容D.内能
C
6,如图是某太阳能热水器,向其中注入50kg水,阳光照射一段时间后,水温从10升高到50,已知c水等于4.2×103J/(kg·).求:
(1)热水器中的水从10升高到50所吸收的热量是多少
(2)如果这些热量由效率为20%的火炉燃烧煤炭来提供,至少需要燃烧多少千克煤炭(煤炭的热值q等于3×107J/kg).
(1)Q吸等于c水m(t-t0)等于4.2×103J/(kg·)×50kg×(50-10℃)等于8.4×106J
等等等等等2分
(2)等等等等等2分
等等等等等2分
如图甲所示,炒菜时,燃料燃烧,将化学能转化为能.如图乙所示,在海边沙滩,我们经常发现,沙子滚烫,而海水依旧凉爽,这主要是因为海水的比沙子大.
答案内,比热容解:燃料燃烧时,将化学能转化为内能.
因为水的比热容较大,相同质量的水和沙子比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少,所以沙子滚烫,而海水依旧凉爽.
对于街上常见的小火炉.有以下一些数据:利用小火炉将2Kg,10的水加热到90需燃烧焦炭120g(水的比热容为4.2×103J/kg,焦炭的热值为3×107J/kg)问:
(1)水吸收的热量是多少
(2)120g焦炭完全燃烧放出的热量是多少
(3)小火炉的热效率是多少
(4)就小火炉的使用,谈谈你的看法:(写出一点即可).
解:(1)水吸收的热量:
Q吸等于cm(t﹣t0)等于4.2×103J/(kg)×2Kg×(90﹣10)等于6.72×105J,
(2)焦炭完全燃烧放出的热量:
Q放等于mq等于0.12Kg×3×107J/kg等于3.6×106J,
(3)小火炉的热效率:
η等于等于≈18.7%.
(4)小火炉的热效率太低,能源利用率低.
答:(1)水吸收的热量是6.72×105J,
(2)120g焦炭完全燃烧放出的热量是3.6×106J,
(3)小火炉的热效率是18.7%.
(4)就小火炉的使用,谈谈你的看法:小火炉的热效率太低,能源利用率低.
燃气灶烧水时,把质量为2kg,初温为20的水加热到100,共燃烧了0.02m3天然气(检测设天然气完全燃烧).已知水的比热容为4.2×103J/(kg),天然气的热值为8.4×107J/m3.求:
(1)水吸收的热量,
(2)天然气完全燃烧放出的热量,
(3)燃气灶烧水时的效率.
分析:(1)知道水的质量,水的比热容和水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量,
(2)知道天然气的体积和热值,利用Q放等于Vq计算煤气完全燃烧放出的热量,
(3)利用效率公式求燃气灶烧水的效率.
解答:解:(1)在此过程中,水吸收的热量:
Q吸等于c水m(t﹣t0)
等于4.2×103J/(kg)×2kg×(100﹣20)
等于6.72×105J,
(2)天然气完全燃烧放热:
Q放等于Vq等于8.4×107J/m3×0.02m3等于1.68×106J,
燃气灶烧水的效率:
η等于×100%等于×100%等于40%.
答:(1)水吸收的热量为6.72×105J,
(2)天然气完全燃烧放出的热量为1.68×106J,
(3)燃气灶烧水时的效率为40%.
住在高楼的家庭浴室中多数采用燃气热水器提供热水.如果某住户傍晚洗澡时需用热水50kg,已知水进入热水器前的温度是10,洗澡时热水器输出热水的温度设定为40(已知:天然气的热值q等于4.0×107J/m3,气体完全燃烧放出的热量的公式Q等于qV,式中V表示燃烧气体的体积,水的比热容为4.2×103J/kg),求:
(1)这些热水需吸收的热量,
(2)若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收,需要消耗多少m3的天然气
分析:(1)根据Q吸等于cm(t﹣t0)求出水吸收的热量,
(2)根据题意求出天然气完全燃烧放出的热量,根据Q放等于Vq求出天然气的体积.
解答:解:(1)水吸收的热量Q吸等于cm(t﹣t0)等于4.2×103J/kg×50kg×(40﹣10)等于6.3×106J,
(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放等于等于等于9×106J,
Q放等于Vq
天然气的体积V等于等于等于0.225m3.
答:(1)水从热水器中吸收的热量为6.3×106J,
(2)需要消耗0.225m3的天然气.
小刚家安装了一台太阳能热水器,水箱容积是200L,小刚进行了一次观察活动:星期天早上,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70.请你求解下列问题: (1)水箱中水的质量,(c水等于4.2×103J/(kg),q煤气等于4.2×107J/kg) (2)水吸收的热量, (3)如果水吸收的这些热量全部通过燃烧煤气提供,求至少需要燃烧多少煤气 (4)请你简述太阳能热水器的优点.
12,某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线.若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg),煤的热值约为3×107J/kg.求:
(1)煤完全燃烧产生的热量,
(2)经过6min时间加热,水所吸收的热量,
(3)煤炉烧水时的热效率.
分析:(1)已知煤的质量和热值,利用Q等于mq可求得煤完全燃烧产生的热量,
(2)由图象可知,经过6min时间加热,水升高的温度值,利用吸热公式求水吸收的热量,
(3)热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比.
解答:解:(1)煤完全燃烧产生的热量:
Q放等于mq等于0.2kg×3×107J/kg等于6×106J,
(2)由图可知,经过6min时间加热后水温由20达到80°,
则水吸收的热量:
Q吸等于cm(t﹣t0)
等于4.2×103J/(kg)×10kg×(80﹣20)
等于2.52×106J,
(3)煤炉烧水时的热效率:
η等于×100%等于×100%等于42%,
答:(1)煤完全燃烧产生的热量为6×106J,
(2)经过6min时间加热,水所吸收的热量为2.52×106J,
(3)煤炉烧水时的热效率为42%.
物理兴趣小组的同学们做了这样的实验:取500g水放在烧杯中,测得水的温度为20,然后点燃酒精灯给烧杯加热,并将温度计插在水中观察水温的变化,当温度计的示数恰为70时,消耗了10g的酒精.[C水等于4.2×103J/(kg·)]
(1)请计算出实验中水吸收了多少热量
(2)有的同学试图用水吸收的热量来计算酒精热值,请回答这种做法是否可以并说明理由.
(1)1.05×105,(2)不可以,因为有热损失,酒精燃烧放出的热量不能全部被水吸收,近两年政府推出了"汽车下乡","小排气量购置税减半"等政策,极大的促进了汽车行业的发展,随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭,小明的爸爸最近也购写了一辆轿车.小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究:(6分) (1)汽车发动机一般是柴油机或汽油机,它把燃料燃烧放出的________能转化为机械能,完全燃烧0.1kg的汽油能够获得________J的能量,(汽油的热值为4.6×107J/kg) (2)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热,主要是利用了水的__________较大的特点. (3)小明同学阅读了汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图所示的图表,请根据给出的信息,计算该内燃机的效率为.汽车行驶时发动机产生的牵引力是F,则燃烧质量为m,热值为q的汽油,能使汽车前进的距离 s等于.(用前面给出物理量的符号表示距离)1)内能,4.6×106(2)比热容(3)30%,0.3mq/F汽车发动机是汽车的核心部件,发动机的质量决定了整车的性能与品质.某汽车发动机为柴油机,当飞轮转速为2300r/min时,最低油耗可达240g/kw.h.求:(q柴油等于4.3×107J/kg) (1)"240g/kw.h"表示汽车获得1kw.h的有用功最低需消耗柴油. (2)该汽车发动机的效率最高可达多少
分析:(1)"240g/kw.h"表示汽车获得1kw.h的有用功最低需消耗240g柴油. (2)240g柴油完全燃烧放出的热量为Q等于mq等于1.032×107J 发动机获得的机械能为W有等于1kw.h等于3.6×106J 发动机的效率η等于W有/Q等于34.9%一瓶酒精倒出一半后,它的密度,比热容,热值.(填"不变","变大"或"变小)分析:密度是物质的特性,它跟体积和质量无关,比热容是物质的属性,跟物质的质量体积等无关,热值是物质的属性,跟物质的质量和体积无关.所以一瓶酒精倒出一半后,它的密度不变,比热容不变,热值不变.热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志,人类的现代生活已越来越离不开各种热机,热机从根本上改变着我们的世界.下列相关说法正确的是()
A.热机是把内能转化为机械能的装置B.内燃机完成一个工作循环对外做功两次
C.使用热值大的燃料可提高热机效率D.采取有效措施可以使热机效率达到100%
A分析:热机通过燃料燃烧将燃料的化学能转化为高温高压气体的内能,高温高压气体推动活塞对活塞做功,内能转化为机械能,A正确,内燃机一个工作循环中只有一个做功冲程对外做一次功,B错,热机用来做有用功那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机效率,与燃料热值的大小无关,C错,燃料释放的能量不可能全部用来做有用功(如机体吸热,尾气带走热量等),无论采取什么措施都不可以是热机效率达到100%.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一.某品牌太阳能热水器每小时平均接受4.2×106J的太阳能,在5小时的有效照射时间内,将热水器中质量为100kg,初温为20的水温升高到40.求:
(1)热水器中的水吸收的热量Q,【水的比热容C等于4.2×103J/(kg)】
(2)热水器5小时内接收到的太阳能E,
(3)热水器的效率η,
(4)若改用煤气来加热这些水,需要完全燃烧多少千克煤气(煤气的热值q等于4.2×107J/kg,检测设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收)
(1)根据Q等于Cm(t﹣t0)求出水吸收的热量,
(2)太阳能热水器每小时平均接受4.2×106J的太阳能,求出在5小时的有效照射时间内热水器接收到的太阳能,
(3)根据η等于求出热水器的效率,
(4)煤气放出的热量等于水吸收的热量,根据Q等于mq求出完全燃烧煤气的质量.
解答:解:(1)热水器中的水吸收的热量:
Q等于Cm(t﹣t0)等于4.2×103J/(kg)×100kg×(40﹣20)等于8.4×106J,
(2)热水器5小时内接收到的太阳能:
E等于4.2×106J/h×5h等于2.1×107J,
(3)热水器的效率:
η等于×100%等于×100%等于40%,
(4)煤气燃烧放出的热量全部被水吸收,即Q放等于Q等于8.4×106J,
由Q等于mq可知完全燃烧煤气的质量:
m′等于等于等于0.2kg.
答:(1)热水器中的水吸收的热量为8.4×106J,
(2)热水器5小时内接收到的太阳能为2.1×107J,
(3)热水器的效率为40%,
(4)完全燃烧煤气的质量为0.2kg.
天然气是一种清洁燃料,安庆市出租车使用天然气代替柴油或汽油.已知天然气的热值是7×107J/m3.当出租车消耗0.2m3天然气时,所释放的热量是J(检测定天然气完全燃烧).若天然气所释放热量的84%被水吸收,能使100kg的水温度升高.(水的比热容是4.2×103J/(kg))分析:释放的热量:Q放等于qv等于7×/m3×0.2m3等于1.4×107J,填1.4×107,由η等于Q吸/Q放得:Q吸等于ηQ放,因为Q吸等于cmΔt,得:Δt等于Q吸/cm等于ηQ放/cm等于"84%×1."4×107J/4.2×103J/(kg)×100kg等于28焚烧生活垃圾放出的热量用来发电,是综合利用垃圾的一种方法,据资料显示,仅2016年全国城市生活垃圾就达1.5×108t.若焚烧1t垃圾可放出1.5×1010J的热量,如果将2016年我国的城市生活垃圾全部焚烧,则放出的热量是___________J,它相当于________kg煤炭完全燃烧放出的热量(煤炭的热值为3.0×107J/kg)
2.25×1018,7.5×1010拖拉机深耕时总比在道路上行驶时速度慢,这是为了A.提高传动机械的效率B.节省燃料
C.增大拖拉机的牵引力D.提高柴油机的功率
C
22,为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值,小明采用如图所示的装置进行实验:他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中,点燃它们,分别给装有质量相等的水的两个相同烧杯加热,直至酒精和碎纸片完全燃烧.
(1)小明设计了一张记录实验数据的表格,其中两项内容漏写了,请你帮他补充完整.
比较项目燃料加热前水温度/℃①_________10g酒精②_________(2)实验后小明根据实验数据利用公式Q等于cmΔt算出了水吸收的热量,结合
"10g酒精"这一数据,算出了酒精的热值,算出的酒精热值是否可靠,请说明理由________________________________________________________
.
(1)为了算出水吸收的热量,应为加热后水温度/,为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值,应为10g碎纸片.
(2)由于热量损失,烧杯及温度计也要吸收热量,所以酒精完全燃烧放出的热量不能全部被水吸收,故算出的酒精的热值不可靠.
答案:(1)加热后水温度/10g碎纸片(2)不可靠酒精完全燃烧放出的热量不可能全部被水吸收
如图所示,甲,乙,丙三图中的装置完全相同.燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量也相同.
(1)为了比较不同燃料的热值,应选择两图进行实验,为了比较不同物质的比热容,应选择两图进行实验.
(2)水的比热容为4.2×103J/(kg·),它的物理意义是___,
质量为0.1kg的水温度由20升高到50吸收的热量为J.
(3)酒精的热值为3.0×107J/kg,完全燃烧10g酒精放出的热量为J.
本题考查热值和比热容的实验探究.(1)为了比较热值大小,要用不同的燃料加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低可比较出液体吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲,乙两图进行实验,为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低可比较出液体温度升高的多少,进而判断两种液体比热容的大小关系,应选择甲,丙两图进行实验.(2)水的比热容的物理意义是1kg水温度升高(或降低)1所吸收(或放出)的热量是4.2×103J,水吸收的热量Q吸等于
cmΔt等于4.2×103J/(kg·)×0.1kg×(50℃-20℃)等于1.26×104J.(3)完全燃烧10g酒精放出的热量Q放等于mq等于10×10-3kg×3.0×107J/kg等于3.0×105J.
答案:(1)甲,乙甲,丙(2)1kg的水温度升高(降低)1时吸收(放出)的热量为4.2×103J1.26×104(3)3.0×105
小红家里原来用液化石油气烧水,每天用60的热水100kg.她参加"探究性学习"活动后,在老师和同学的帮助下,制造了一台简易的太阳能热水器. (1)若用这台热水器每天可将100kg的水从20加热到60,这些水吸收的热量是多少 (2)若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收,她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg(液化石油气的热值是8.0×107J/kg) (3)请你说出太阳能热水器的优点.(至少说出一条)分析:(1)水吸收的热量:Q吸等于cm(t-t0)等于4.2×103J/(kg)×100kg×(60℃-20℃)等于1.68×107J (2) (3)太阳能环保,节能,取之不尽等. 考点:Q等于cm(t-t0)变式应用清洁能源下列有关热的说法正确的是()
A.晶体在熔化过程中温度不变,内能也不变
B.用水作汽车冷却液,是因为水的比热容大
C.内燃机的压缩冲程,主要是用热传递的方法增加了气缸内的物质的内能
D.柴油机的效率比汽油机的效率高,是因为柴油的热值比汽油的热值大
B
分析:晶体在熔化过程中温度不变,内能增大,选项A的说法不对,水的比热容较大,我们通常用水做冷却剂,选项B说法正确,在内燃机的压缩冲程,是把机械能转化为内能,通过做功的方式增加了气缸内的物质的内能,选项C的说法错误,柴油机的效率比汽油机的效率高,不是因为柴油的热值比汽油的热值大.故选B. 为了节约能源,需提高热机的效率,下列措施中不能提高热机效率的是A.尽量使燃料充分燃烧B.尽量增加热机的工作时间
C.量减少废气带走的热量D.尽量减少热机部件间的摩擦
B
27,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70.请你求解下列问题:
(ρ水等于1.0×103Kg/m3,C水等于4.2×103J/(kg.),q煤气等于4.2×107J/kg))
水箱中水的质量,水吸收的热量,如果水吸收的这些热量全部通过燃烧煤气提供,求至少需要燃烧多少煤气请你简述太阳能热水器的优点和缺点.
200Kg⑵4.2×107J⑶1Kg⑷优点:节约能源无污染,缺点:把水加热到预定温度需要较长的时间.小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热已知.(注:燃料完全燃烧放热用Q放等于mq计算,某燃料的热值用q表示,其质量用m表示).自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系.他组装了图10所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料加热前的水温/燃料燃尽后水温/煤油2544菜籽油2534
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还应控制:煤油和菜籽油的相同及相同.
(2)分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是.
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,那么小明还需要补充的实验仪器是.利用此实验方法计算出的热值将比真实值(偏大/偏小).说说你的看法.
(1)质量水的质量(2)煤油
(3)天平偏小燃烧放出的热会散失到空气中,又或被烧杯等实验装置吸了热,使Q放大于Q吸
有经验的柴油机维修师,不用任何仪器,只是靠近柴油机排气管口观察和闻一下,并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度,就能初步判断这台柴油机的节能效果,在同样负荷的情况下,关于柴油机的节能效果,下列判断中正确的是()
A.尾气的温度越高,柴油机越节能B.尾气的温度越低,柴油机越节能
C.尾气的柴油味越浓,柴油机越节能D.尾气的颜色越发黑,柴油机越节能
B
30,杨洋同学家原来是用液化石油气烧水的(每天至少用65的热水100kg),参加"探究性学习"活动后,在老师的指导和同学们的帮助下,制作了一台简易的太阳能热水器.这台热水器6月份平均每天可将100kg水从15升高到65.求: (1)100kg水从15升高到65所吸收的热量. (2)若杨洋家6月份仍然用液化石油气烧水,则平均每天需要液化石油气多少kg (已知液化石油气的热值为7.0×107J/kg,液化石油气燃烧放出的热量全都被水吸收,C水等于4.2×103J/(kg·))
答案(1)根据可以算出100kg水从15升高到65所吸收的热量,,(2)题目告诉我们燃料放出的热量全部被水吸收,所以,又根据燃料燃烧放出热量的公式的变形,可以求出平均每天需要的液化石油气质量
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