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第2节 热机的效率
一、选择题
1.某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km,用时5min45s,消耗燃油1.5kg,已知汽车的牵引力是2000N,燃油的热值为4.6×107J/kg,假设燃油完全燃烧。通过计算可知,下列结果正确的是( )
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
A.只有①和② B.只有②和③ C.只有①和④ D.只有②和④
2. 已知煤气的热值为q煤气=4.2×107J/kg,水的比热容为c=4.2×103J/(kg?℃)。
用煤气灶烧水时,燃烧1kg的煤气,使100kg的水从20℃升高到70℃,则( )
A.水吸收的热量是4.2×107J,
B.水放出的热量是2.1×107J,
C.煤气完全燃烧放出的热量是4.2×107J
D.煤气完全燃烧吸收的热量是4.2×107J
二、填空题
3.我国长征运载火箭选用液态氢做燃料,主要是因为液态氢的______高;火箭外表涂有一层特殊物质,可利用该物质在发生物态变化时要______热,从而避免高速运行的火箭温度过高。
4.汽车在平直公路上匀速行驶9.2km,消耗燃油1kg,已知汽车的牵引力是2000N,则汽车发动机的效率是 。(燃油热值取4.6×107J/kg)
5.某中学为学生供应开水,用焦炭作为燃料,已知焦炭的热值是3×107J/kg,现完全燃烧了4.2kg的焦炭,放出的热量______J,设该热量有25%被水吸收,能将______kg的水从25℃加热到100℃。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]
6.习近平总书记来到荆州港码头乘船,沿江察看荆江两岸生态环境和发展建设情况,强调长江经济带建设要“共抓大保护,不搞大开发”。合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下,1t生活垃圾能“榨”出140kg燃料油。若燃料油的热值为4.0×107J/kg,某城镇每天产生50t生活垃圾,则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为 J.在一个标准大气压下,这些热量的30%被500m330℃的水吸收,则水温能升高 ℃.[c水=4.2×103J/(kg?℃),ρ水=1.0×103kg/m3]
三、计算题
7.2019年5月6日,聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是22世纪最理想的能源,[c水=4.2×103J/(kg?℃);q氢=1.4×108J/kg)求:
(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量;
(2)若这些热量全部被质量为200kg,温度为15℃的水吸收,则水升高的温度;
(3)某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶,如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等,则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。
8.用某锅炉把50kg的水从20℃加热到100℃。水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。试求:(1)水吸收的热量是多少?
(2)这些热量相当于完全燃烧多少千克酒精放出的热量?(酒精的热值是3.0×107J/kg)
9.现代家庭装修中有些浴室使用燃气热水器提供热水,小芳家安装了燃气热水器。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℃;如果小芳洗一次澡用热水0.05m3,水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)所用热水的质量为多少?
(2)水从热水器中吸收多少热量?
(3)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?(天然气的热值q=4×107J/m3)
10.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2kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤的热值约为3×107J/kg。求:
温度
温度/℃
时间/min
0
2
4
6
20
50
70
80
(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。
11.夏天,公园内的草坪都要定期使用如图所示的草坪修剪机进行修剪,它底盘刀具的动力靠汽油机提供。修剪机总重为200N,四个轮子与地面的接触面积为20cm2,修剪机正常工作时,刀具每秒钟通过的距离为23m,匀速运动时受到的平均阻力为20N,在一次修剪过程中,所用时间为5000s,耗油0.2kg.(q汽油=4.6×107J/kg)求:
(1)使用前修剪机静止时对水平地面的压强;
(2)修剪机克服阻力做功的功率;
(3)汽油机的效率。
第2节 热机的效率精品练习题参考答案
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