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1、熱學計算
類型一:利用熱量公式計算
1.在冬天為使房間里保持一定的溫度,每小時要供給4.2×106焦的熱量,若進入散熱器中水的溫度是80℃,從散熱器流出的水的溫度是72℃,問每小時要供給散熱器多少80℃的水? (125kg)
2.小明家新安裝了一臺容積為0.5m3的太陽能熱水器,加滿水后,經(jīng)過4h陽光的照射,水溫由原來的20℃升高到了40℃.問:在這4h內(nèi)水吸收了多少熱量?
若這些熱量由效率為20%的火爐燃燒焦炭來提供,則需要燃燒多少千克焦炭?[水的比熱容c水=4.2×103J/(kg·℃)、焦炭的熱值q=3.0×107J/kg] (7kg)
2、
3:物理興趣小組的同學們做了這樣的實驗:取500 g水放在燒杯中,測得水的溫度為20 ℃,然后點燃酒精燈給燒杯加熱,并將溫度計插在水中,觀察水溫的變化,當溫度計的示數(shù)恰為70 ℃時,消耗了10 g酒精.[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)請計算出實驗中水吸收了多少熱量?
(2)有的同學試圖用水吸收的熱量來計算酒精的熱值.請你回答這種做法是否可以?并說明理由.
(3)若酒精的熱值為3.0×107J/kg,該實驗酒精燈燃燒效率是多少?
(答;實際燃燒時,酒精所放出的熱并沒有被水全部吸收,同時酒精也并不能夠做到完全燃燒,上面所計算出的酒精熱值將比實際偏小。所以該
3、同學利用這種方法來計算酒精的熱值是不妥的。)
類型二:太陽能計算
1.有一款太陽能熱水器,銘牌上的部分參數(shù)如右表所示. 將它安裝在陽光充足的水平臺面上,并送滿水.
型 號
JL—88
水 容 量/L
80
自身質(zhì)量/kg
40
(1)晴天平均每平方米的面積上,每小時接收的太陽能約為2.8×106J. 若該熱水器接受太陽能的有效面積為1.5m2,每天日照時間按8h計算,則它一天中接收的太陽能(E)約為多少?若這些太陽能有60%被熱水器中的水吸收,則可使水溫升高多少?[c水=4.2×103J/(kg·℃)] ( 60℃)
(2)若該熱
4、水器一天中接收的太陽能,由燃燒煤氣(熱值q=4.2×107J/kg)來獲得,則需要完全燃燒多少千克煤氣?(0。8 kg)
(3)請你:①從能源和可持續(xù)發(fā)展的角度,說出提倡開發(fā)利用太陽能的兩點主要理由;②說出當前在利用太陽能方面所面臨的某一主要困難(可從自然因素或技術(shù)因素等方面思考).
(答:①利用太陽能可節(jié)約化石類能源(或“減少煤、石油等化石類能源的消耗”、或“節(jié)約能源”);減少環(huán)境污染(或“減少污染”、“無污染”)②受天氣影響(或“受夜晚影響”);或轉(zhuǎn)換效率低,或提供的功率小 )
2.太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的裝置,為了有效利用太陽能,某興趣小組對“吸收太陽能與物體表面顏色
5、之間的關(guān)系”進行了實驗探究:在黑色和白色的塑料袋內(nèi)裝了質(zhì)量相同的水,插入溫度計后系好,放在太陽光下曝曬,每隔相同時間讀出溫度計示數(shù),數(shù)據(jù)如記錄如下:
塑料袋
水的質(zhì)量/㎏
初溫/℃
溫度t1/℃
溫度t2/℃
溫度t3/℃
…
黑色
1.0
15.0
22.3
27.8
31.5
…
白色透明
1.0
15.0
16.5
17.8
19.0
…
(1)他們在實驗中采用的科學研究方法是 。
(2)由以上研究可知,太陽能熱水器集熱管的吸熱表面顏色以 色為宜。
(3)某太陽能熱
6、水器裝水量為100㎏的水,集熱管接收太陽能的有效面積為2㎡,若每小時
1㎡上接收太陽能約為2.1×106J,則熱水器每小時接收太陽能多少J?裝滿水后每小時水的溫度可升高多少?
(4)若改用效率為70%天然氣熱水器加熱,使100㎏的水升高相同的溫度,需要燃燒多少m3的天然氣?(天然氣的熱值為4×107J/ m3)
類型三:利用熱量公式進行比例計算
1.銅的比熱容是鋁的比熱容的3倍,現(xiàn)有質(zhì)量相等的銅塊和鋁塊,如果供給它們的熱量一樣,銅塊溫度升高的度數(shù)是鋁塊溫度升高度數(shù)的幾倍?
2.甲、乙二物體的質(zhì)量之比為2:1,吸收的熱量之比是4:3,它們升高的溫度之比是1:3,則甲、乙兩種物質(zhì)的比熱之
7、比是 。
類型四:熱量公式與函數(shù)圖像綜合
1.某液體和水的質(zhì)量相同、初溫相同,每分鐘吸收的熱量均為1260J,根據(jù)圖中的圖象計算:該液體的比熱為多少?該液體的質(zhì)量為多少?
類型五。熱機效率的計算
1. 一汽車從甲地到乙地,全程高速勻速行駛速度是108Km/h,發(fā)動機的功率30Kw,4.6h從甲地到達乙地,共消耗汽油30Kg,汽油熱值是4.6×107J/kg。求:
(1)汽車發(fā)動機的牽引力 (2)汽車發(fā)動機工作時的效率是多少?
2.一汽車以72 Km/h的速度在平直的公路上勻速行駛,受到的阻力是600N,每行駛100 Km消耗汽油油量為10
8、kg,汽油熱值是4.6×107J/kg。求:
(1)牽引力的功率 (2)該汽油機的熱機效率
3.隨著人們生活水平的日益提高,小汽車越來越多地走進了百姓人家。一輛使用汽油為燃料的小汽車,以72km/h的速度在水平路面上勻速行駛時,發(fā)動機的實際功率為20? Kw. 若汽車行駛的距離為100km,汽油的熱值q=4.6×107J/kg,小汽車發(fā)動機的效率為25%。求小汽車在這段路程中:?(1)運動的時間;( 2)發(fā)動機所做的功; 3)消耗汽油的質(zhì)量。
類型六,熱機的計算
32..一臺單缸四沖程柴油機活塞的橫截面積為600cm ,活塞的行程是10cm,做功沖程的平均壓強是 3.5 ×105Pa.,求:
1)做功沖程中氣體做的功
2)若柴油機飛輪的轉(zhuǎn)速是 1200r/min,則柴油機滿負荷工作時的功率多大?(不計摩擦損失)
3)如果柴油機滿負荷工作時每分鐘消耗100g汽油,這種柴油機把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是多少?(柴油熱值為 3.3 ×107J/kg)