教育专题：热能热机效率计算题

1、 热、能、热机效率计算1、下面是小明同学的“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是( ) A做功和热传递在改变物体的内能上是等效的 B分子问相互作用的引力和斥力是同时存在的 C温度越高的物体含有的热量越多 D燃料的热值与燃料的质量没有关系2、在标准气压下，1kg20的水吸收了3.78105J的热量后，其温度为（ ）A、80 B、90 C、100 D、1103、下列事例中物体内能减小的是（ ） A、金属汤勺放进热汤中后会变得烫手 B、放入电冰箱中的食物温度降低 C、一块0的冰全部熔化成0的水 D、“神舟五号”飞船返回舱进入大气层后表面升温4、“鸟语花香”是人们对“生态文明村”一种赞美，其中“鸟语”是属于 现象，“花香”是 现象5、转速为1800 r/min的四冲程内燃机，每秒钟经过 个冲程，做功 次。若该内燃机功率是9000W， 则一次做功为 J。6、冬天手冷，可以烤火取暖，也可以搓手取暖，这两种增加内能的方法中，前者属于 的方法， 后者属于 的方法。7、有一台汽油机在一个工作循环中消耗了10g汽油（汽油的热值是4.6107J/kg）。这些汽油完全燃烧产生的热量是 J。若这台汽油机的效率为

2、30%，则一个工作循环中输出的有用机械能为 。8、城市“热岛效应”原因是：工厂、交通工具等排放大量的热；城市建筑材料的 较小，在相同的日照下温度上升较快；城市水少，水蒸发时 热量少；建筑物较高，空气难以形成对流。 9、实验探究回顾：（1）如图10-4是对100g冰加热过程中的温度随时间变化的图线。图中_段表示冰的熔化过程，熔点为_；DE段物质温度_，这是一个_热过程。冰的熔化热为3.35lO5J/kg，请你算出：烧杯中的冰从图中的B点加热到D点共吸收多少热量？ （2）在两只完全相同的烧杯中分别放入100g煤油和100g水，用两相同酒精灯分别 加热，用温度计测量温度的变化情况，发现_温度升高得快，-比热容大。10、回答问题： （1）夏天，突然打开汽水瓶时，随着“嘭”一声响，往往可以看到瓶口处冒“白气”，为什么？图10-4答：这是因为当突然打开瓶盖时，瓶内气体迅速膨胀，对外_，内能_，温度_， 瓶口附近的水蒸气遇冷_形成大量的小水珠，就是我们看到的“白气”。（2）夏天，刚从游泳池中出来，让风一吹感到很凉，为什么？ 答： 班级 姓名 考号 （考生填写） 密 封 线 内 不 准 答 题 11、

3、为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明做了如右图所示的实验：在两个相同的烧杯 中分别装质量、初温都相同的水和沙子，用两相同酒精灯对其加热，实验数据记录下：(1)在此实验中，用加热时间的长短来表示物质_(2) 分析下表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高 相同的温度时，水吸收的热量_沙子吸收的热量。(填 “大于”或“小于”) (3)如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，_升高的温度更高。(填“沙子” 或“水”)(4)实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与(3)结论不符，你认为可能的原因是_。 热机效率的计算例1（热水器烧水效率问题）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 .2103J/（kg），天然气的热值为q=7.0107J/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。 例2（汽车发动机效率问题）某汽车在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0103N， 消耗燃油1.5103m3（假设燃油完全燃烧）若燃油的密度0.8103kg/m3，热值q4107J/

4、kg， 求：（1）专用车牵引力所做的功？ （2）该专用车的热机效率是多少？例3（其他情景问题）每到夏收季节，农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，这不仅造成资源浪费、 环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料 秆浆煤。若燃烧秆浆煤，使50kg、20的水温度升高到80。（秆浆煤的热值为2.4107J/kg）求：（1）水需要吸收的热量？ （2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤？ 【针对练习】1一辆重为5104N的汽车，在平直公路上以72km/h的速度匀速行驶时，遇到的阻力为车重的0.02倍， 每小时需汽油6kg，汽油的热值为4.6107J/ kg，求这辆汽车发动机的效率。2、柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2107J的能量，发送机输出的功率是 8.5104W，则此汽车发动机的效率是多少？3完全燃烧140 g焦炭(焦炭的热值为30107Jkg)能放出多少热量?若这些热量的30被水吸收， 则能使30kg 20的水温升高到多少?4、小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为8.4107Jm

5、3，放出的热量有50 被有效利用，现要将质量为4kg，初温为25的水加热到100，需要完全燃烧多少立方米的天然气？5、一辆汽车的发动机输出功率为66000瓦,每小时耗柴油14千克,计算发动机的效率.（柴油的燃烧值 为4.3107焦千克）6、 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45请 你求解下列问题：（1）水箱中水的质量；水吸收的热量【c水=4.2103J(kg)】（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40，求至少需要燃烧多少kg的 煤气（煤气的热值为q=4.2107Jkg）7.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷 工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0lO5Pa,飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时(不 计摩擦)，求：(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功；（3）汽油机的功率8、 一台汽油机发动机的效率为40，每小时耗柴油2

6、千克,求发动机输出功率（汽油的燃烧值为 3.3107焦千克）9、一台拖拉机和汽车蓄电池坏了，推动后为啥拖拉机能前进汽车不能？ 热量和热机效率的计算热机效率常以常见的家用电器（如热水器）、交通工具（如汽车、电动车）、发电厂（垃圾发电厂等）为背景进行考查：问题分析能力、信息提取能力和公式规律应用能力等。解决效率问题，关键是通过分析题目，找出有用能量和总能量，。选择正确的公式计算出有用能量和总能量，最后利用公式 = 或= 有用能量：用来对外做有用功的能量总能量：燃料燃烧时所释放的能量 目前常见的两种题型：（1）热水壶烧水效率问题 （2）汽车发动机效率问题 总体思路：= （1）热水壶烧水效率问题：Q有=Cmt； （2）汽车发动机效率问题：W有=FS或W有=Pt；总能量：一般为Q总=mq.参考答案1、 ABD 2、C 3、B 4、声 扩散(分子运动) 5、60 15 600 6、热传递 做功 7、4.6105 1.38105 8 、比热 吸收 9、（1）BC 0 不变 吸 （2） 煤油 水 10、（1）做功 减少 降低 液化 （2）刚从游泳池中走出来让风一吹，加快了皮肤表面的空气流速，加快了液体蒸发，液体蒸发要吸收热量，所以感到很凉。 11、 （1）吸收热量 （2）大于 （3）沙子 (4) 水导热性比沙子好刚开始升温快或没搅拌温度计液泡插入较浅例1 （1）3.5107焦 （2）2.1107焦 （3）60 例2（1）1.68107焦 (2)35例3 （1）1.26107焦 （2）1.75kg针对性练习答案 1. 26.1 2. 42.5 3. 30度 4. 0.03m3 5. 39.5 6.（1）200kg 2.1107焦 (2) 1.25kg 7.(1) 2.7103 （2）135j (3)2025W8. 8. 7.3103 9.汽车内部是汽油机，其压缩冲程末需要火花塞点燃汽油和空气的混合物，完成做功冲程，所以需要电瓶提供电能，电瓶损坏就无法前进；拖拉机内部是柴油机，其结构是喷油嘴，是压燃式点火，没有蓄电池也可以工作所以蓄电池坏了拖拉机可以继续前进，而汽车不能

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