初三热效率的专题计算训练
1、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。
2、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、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,拉伸性能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)
4、随着低碳理念的普及,学校科技小组的同学拟设计一种以太阳能电池驱动的汽车.通过查阅资料得知:肇庆地区太阳光垂直照射时,每平方米太阳能电池板最大可提供150W红楼惊梦的电功率.拟设计的太阳能汽车质量是500kg,它在平直路面上最快每秒可行驶15m,行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍.该汽车的驱动电机能够将90%的电功率转化为牵引汽车前进的机械功率.若该车在平直路面上以最高速度行驶,试通过计算回答下列问题(g取10N/kg):
(1)驱动电机提供的推力是多少牛?(2)驱动电机提供的机械功率是多少瓦?
(3)该车的太阳能电池板面积约为多大?(计算结果小数点后保留一位数字)
5、2010年12月30日通车的湛徐高速,使得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约1个小时,从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小时生活圈”.今年“五·一”期间,爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点,汽车(包括车上的人和物品)质量为1.8×103kg,车轮与地面的总接触面积为0.09m2,当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时,汽车发动机牵引力为1000N,效率为30%,汽油的热值为4.6×107 J/kg(假设汽油完全燃烧,g取10N/kg).求:
(1)汽车静止时对路面的压强;(2) 汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率;
(3)若汽车按照这种方式行驶,这次旅行全程往返250km,牵引力做的功是多少?李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg?
答案:
氢氧化铜1、(1)小汽车的速度v=72km/h=20m/s,运动的时间t=s/v=100×103m/20m/s=5×103s。
(2)发动机做的功W=Pt=20×103W×5×103s=1×108J。
(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。
2、解析:(1)0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放=qV=7.0×107J/m3×0.5m3=3.5×107J/m3。
(2)水吸收的热量Q吸=cmΔt=4 .2×103J/(phdkg•℃)×100kg×(70℃-20℃)=2.1×107J。
(3)燃气灶的效率η=Q吸/Q放=2.1×107J/3.5×107J/m3=60%。
3、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=1.2×104N,汽车对路面的压强:
(2))知道汽油的体积和汽油的密度,利用密度公式求汽油的质量,再利用燃料完全燃烧公式Q放=mq求10L汽油完全燃烧放出的热量。
V=10L=0.01m3,汽油的质量:鄞州m=ρV=0.7×103kg/m3×0.01m3=7kg,汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J。
(3)发动机做的有用功:W=Q放×30%=3.22×108J×30%=9.66×107J,汽车发动机的功率:
9、解析:(1)驱动电机提供的推力F=f=0.02G=0.02mg=0.02×500kg×10N/kg=100N.
(2)驱动电机提供的机械功率是P=Fv=100N×15m/s=1500W.
(3)电功率转化率η===90%,太阳能电池板面积约为S≈11.1m2.
4、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/m3×200×10-3m3=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徐四民(t2-t1) = 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=4.2×108J。
(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 =。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。
5、解析:(1)汽车静止时对地面的压力为F=G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N,汽车静止时对地面的压强为2×105Pa。
(2)汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率P=Fv=1000N×25m/s=2.5×104W。
(3)全程往返约250km牵引力所做的功W=Fs=1000N×2.5×105m=2.5×108J,
由得,全程往返约250km需要汽油的质量为:
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