热机及热量的计算

热机及热量的计算

一．热机：

热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的动力机械的

一类，如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机等。热机通常以气体作为工作物质（传递能量的媒介物质叫工质），利用气体受热膨胀对外做功。内能的来源主要有燃料燃烧产生的热能、核能、太阳能和地热等。

热机在人类生活中发挥着重要的作用。现代化的交通运输工具都靠它提供动力。热机的应用和发展推动了社会的快速发展，也不可避免地损失部分能量，并对环境造成一定程度的污染。

热机的工作原理：由内能通过做功转化为机械能（例：酒精燃烧，化学能转化为内能，热量传给水，水沸腾将瓶塞顶出去，水蒸气的一部分内能转化为瓶塞的机械能。）。

热机的四个冲程：吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。

热机的发展史：

蒸汽机→蒸汽轮机→内燃机→喷气发动机→火箭发动机

热机是利用内能来做功的机器。分为内燃机和外燃机两种。

常见的内燃机有柴油机和汽油机，通过做功将内能转化为机械能。

一、汽油机：用汽油作燃料的内燃机

1. 构造

进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。

冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程

在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程是依靠飞轮的惯性来完成。

2．工作过程

四冲程是指在进气、压缩、做功和排气四个行程内完成一个工作循环，此间曲轴旋转两圈。吸气冲程时，此时进气门开启，排气门关闭。流过空气滤清器的空气，和经化油器与汽油混合形成的可燃混合气，经进气管道、进气门进入气缸；压缩冲程时，气缸内气体受到压缩，压力增高，温度上升，将机械能转化为然气的内能；做功冲程是在压缩上止点前点火，使混合气燃烧，产生高温、高压，推动活塞下行并作功；排气冲程时，活塞推挤气缸内废气经排气门排出。此后再由进气行程开始，进行下一个工作循环。

内燃机气缸内的燃料燃烧使活塞、气缸套、气缸盖和气门等零件受热，温度升高。为了保证内燃机正常运转，上述零件必须在许可的温度下工作，不致因过热而损坏，所以必须备有冷却系统。

内燃机不能从停车状态自行转入运转状态，必须由外力转动曲轴，使之起动。这种产生外力的装置称为起动装置。常用的有电起动、压缩空气起动、汽油机起动和人力起动等方式。

二、柴油机：用柴油作燃料的内燃机

1．构造：进气门，排气门，喷油嘴，气缸，活塞，连杆，曲轴

2．为了向气缸内供入燃料，内燃机均设有供油系统。汽油机通过安装在进气管入口端的化油器将空气与汽油按一定比例(空燃比)混合，然后经进气

管供入气缸，由汽油机点火系统控制的电火花定时点燃。柴油机的燃油则通过柴油机喷油系统喷入燃烧室，在高温高压下自行着火燃烧。

外燃机

外燃机是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机，因它是在1816年为苏格兰的R.斯特林所发明，故又称斯特林发动机。新型外燃机使用氢气作为工质，在四个封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸一端为热腔，另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀做功。燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质不直接参与燃烧，也不更换。

由于外燃机避免了传统内燃机的震爆做功问题，从而实现了高效律、低噪音、低污染和低运行成本。外燃机可以燃烧各种可燃气体，如：天然气、沼气、石油气、氢气、煤气等，也可燃烧柴油、液化石油气等液体燃料，还可以燃烧木材，以及利用太阳能等。只要热腔达到700℃，设备即可做功运行，环境温度越低，发电效率越高。该公司提供的STM4-120型25kW级机组的发电效率为29.6%，大大高于同容量的内燃机。外燃机最大的优点是出力和效率不受海拔高度影响，非常适合于高海拔地区使用。

二．热机的效率

热机是利用燃料的燃烧来做功的装置。燃料在热机中燃烧时，总有一小部分燃料不能完全燃烧而损失掉，但更主要的是热机工作时，排气冲程排出的废气带走很大一部分能量，另外还有一部分能量损失在散热上，由于热机的各零部件之间有摩擦，需要克服摩擦做功而消耗一部分能量。因此，燃气推动活塞做有用功的能量只是燃料完全燃烧放出的能量中的一部分，而热机的效率就是指用来做有用功的那部分能量和燃烧完全燃烧放出的能量之比。所以，热机的效率总小于1。热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。

三．提高热机效率的途径

（1）在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，提高效率。（2）在使用上，要正确使用，注意保养。例如加润滑剂以保证良好的润滑，减小摩擦；运动零件之间的间隙要调整得当，减小摩擦和防止漏气。

（3）充分利用废气带走的能量。例如热电站就是利用废气来供热的，这种既供电又供热的热电站，比一般的火电站，燃料的利用率将大大提高。

四．热量计算

一、纯热量计算类型

分析步骤：

1、确定研究对象

2、判断吸放热；确定对应公式Q=Cm△t，其中(吸热升温)△t=t-t0，(放热

降温)△t=t0-t

3、公式变形进行计算

例1、质量为2kg、温度为l5℃的水，吸收l.68×l05J的热量后，温度升高到多少摄氏度？[C水=4.2×103J/(kg·℃)]

分析：1、水为研究对象；

2、吸热：Q=Cm(t-t0)；

3、公式变形t-t0= Q/ Cm=l.68×l05J/（4.2×103J/(kg·℃) ×2kg）

t=（20+15）℃=35℃答略

注意：1、物理计算题步骤细节也很重要，以此题6分为例，公式要占去3分，而带入数据1分，计算结果和单位2分，一步都不能少，望各位学生引起重视。2、此类题如是水在标准大气压下升温，最高温度只能是100℃。3、“升高”和“升高到”的不同含义，前者指的是温度变化量，而后者是指末温。4、水的质量单位是kg

例2、质量为500g的铁锅中放有3kg的水，把它们从15℃热到85℃，吸收了多少热量？[C铁=0.46×103J/(kg·℃)，C水=4.2×103J/(kg·℃)]

分析：给水加热时，铁锅也要同时吸热。

1、水和铁锅为研究对象；

2、均吸热：Q=Cm△t，△t=t-t0；

3、求热量之和Q

解：△t=t-t0=85-15=70(℃)

Q=Q1+Q2=C1m1△t+C2m2△t=(C1m1+C2m2)△t=

(4.2×103×3+0.46×103×0.5)×70 J =8.981×105J答略

※例3、为了测量某种液体的比热容，把质量为l00g的铜块从沸腾的水中取出(标准大气压下)，迅速投入质量为l00g、温度为l0℃的待测液体中，混合后的共同温度是25℃，若不计热量损失，求这种液体的比热容为多少？[铜的比热容C铜=0.4×103J／(kg·℃)]

分析：铜块和水之间发生热传递，铜块放热降温，水吸热升温，Q吸=Q放。

如果题目中已知条件较多，一定要提前设好物理量，所以建议大家写已知、求。

已知：C铜=0.4×103J/(kg·℃)，t01=100℃，t02=10℃，t=25℃，

m=100g=0.1kg

解：∵Q吸=Q放

∴C液m(t-t02)=C铜m(t01-t)

∴C液=2×103J/(kg·℃)答略

二、与热效率相关

公式：Q=Q有+Q无，Q总=Q有/η

※例4、在一把质量为500g的铝质电热水壶中，装有2kg水。用这把电水壶把20℃的水加热到100℃。若该电水壶的热效率为80%，问烧开这壶水需要消耗多少电能？[C铝=0.88×103J／(kg·℃)，C水=4.2×103J/(kg·℃)]

分析：本题与例2的区别在于消耗电能并没有全部被水吸收，壶身、外界空气等均要吸热。只有水吸收热量为有效部分，空气吸热未知，所以不能用Q=Q 有+Q无计算。因为知道电水壶的热效率η，所以可使用Q总=Q有/η计算，而

不需要计算铝壶吸收的热量。

解：Q水=C水m(t-t0)

=4.2×103×2×(100-20) J

=6.72×105J

Q=6.72×105J/80% ==8.4×105J

三、与热机及燃料有关

例5、人造湖有“吸热”功能，在炎热的夏季能大大减弱周围地区的“热岛效应”。若人造湖湖水的质量为8.1×107kg，水温升高2℃，湖水吸收的热量是多少？这些热量相当于多少吨无烟煤完全燃烧放出的热量？(无烟煤的热值为3.4×107J/kg)

分析：水吸热升温Q=Cm△t，△t=t-t0，无烟煤燃烧防热Q=qm，且Q吸=Q放

解：Q吸=C水m△t=4.2×103×8.1×107×2 J =6.804×1011J

∵Q吸=Q放

∴m= Q吸/q=6.804×1011J/3.4×107J/kg==2.0×104(kg)=20t 答略

※※例六．单缸汽油机的飞轮每分钟转600圈，第三冲程燃气对活塞的压强为5×105Pa（假设压强在整个冲程中不变）活塞行程为0.2m 活塞横解面积为100cm2,求这个汽油机的功率。

F=PS=5×105Pa×100cm2 =5000N

W=FS=5000N×0.2 m =1000J(每个冲程活塞所做的功）

功率P＝W/t=(1000J×600/2)/60S=5000w

热身训练：

1、汽油机的工作过程是由吸气、压缩、___ __ 和排气四个冲程组成的。完全燃烧10kg 的汽油可以放出___ __ J的热量（汽油的热值为4.6×107J/kg）。

2、随着人们物质生活水平逐步提高，农村的厨灶发生了革命性的变化．煤球炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家庭.液化气与煤相比,热学方面突出的优点是________________；环保方面突出的优点是 __________________________ .若要将2.5kg 初温为20℃的水加热到80℃,至少需要燃烧 _________________m3的液化气．［水的比热容是4.2×103J/(kg?℃),液化气的热值是5.0×107J/ m3 ］

3、某中学为学生供应开水，用锅炉将200㎏的水从25℃加热到100℃，燃烧了6㎏的无烟煤。［水的比热容是4.2×103J/（㎏·℃）,无烟煤的热值是3.4×107J/㎏］试求：

（1）锅炉内200㎏的水吸收的热量是多少焦耳？

（2）6㎏无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳？

（3）此锅炉的效率是多少？

4.质量为20g的水，温度从10℃降低到0℃，但未凝固成冰，它放出的热量是多少？如果这些热量恰好使80g的某种固体温度从-5℃刚好升高到0℃，这种固体的比热容多大？

5.一间容积为200m3的房间，若不供给热量，每5min室温将降低1℃，为保持室温恒定，每小时应向房间供热多少焦耳？[空气密度为1.3kg/m3，空气比热容为1.0×l03J/(kg·℃)]

6.在一个标准大气压下，把质量为200g的铝块放在沸水中充分加热后，迅速投入温度为16℃，质量为210g的水中，不计热损失。求：当它们达到共同温度时铝块大约放出了多少热量？(保留整数)[C铝=0.88×103J/(kg·℃)]

7.某同学在实验室用酒精灯把0.1kg的水从20℃加热到l00℃。求：(1)水吸收的热量；(2)如果这些热量由酒精燃烧提供，至少要完全燃烧多少千克酒精？[水的比热容C=4.2×103J/(kg·℃)；酒精的热值q=3.0×l07J/kg]

参考答案：

1．做功，4.6×108

2．热值大，污染小，0.0126 m3

3．6.3×107，2.04×108，30.9%

4.840J；2.1×103J/(kg·℃)

5.3.12×106J

6.1.232×104J

7.3.36×104J；1.12×10-3kg

热机效率计算题(汇编)

热机效率 一、填空选择题 1、如图所示,是我国选手在第24届世界大学生冬运会女子冰壶比赛中夺冠的一个场景.比赛时两名队员在冰壶前方“刷冰”,通过的方式改变冰的内能,使表面的冰成薄薄的一层水(填物态变化名称)，这样就能够减小冰壶与冰面之间的，使冰壶按照运动员预计的运动快慢和方向运动. 2、中央气象台每天都会发布全国主要城市的天气预报，右表 列出的是2009年6月4日沿海城市天津和内地城市西安地气温情 况。请根据两座城市的气温变化情况判别城市名称，甲 是，你做出判别的依据 是 3、关于物体内能，下列说法正确的是（） A．同一物体温度降低，它的内能一定减少。 B．任何两个物体间，都会发生热传递。C．.温度为0℃的物体没有内能。 D．相同质量、相同温度的物体，它们的内能一定相同。 4、已知C铝>C铜，温度和质量相等的铝球和铜球，它们吸收相同的热量后，将它们相互接触，则（） A.热量由铝球传给铜球 B.热量由铜球传给铝球 C.它们之间不发生热传递。 D.缺少条件，无法确定。 5、甲乙两物体质量相等，甲温度降低20℃，乙温度升高15℃时，乙物体吸收的热量是甲物体放出热量的2倍，甲乙两物体的比热容之比是（） A.3：8 B.8：3 C.4：3 D.3：2 6、单缸四冲程汽油机，完成一个工作循环时曲轴转过（） A、720° B、180° C、150° D、90 7. 甲、乙两台汽油机，甲的热机效率比乙高，则下列说法中正确的是（） A. 做相同的功，甲用的时间少 B. 在相同时间内，乙消耗的汽油多 C. 消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙少 D. 做同样多的有用功，甲消耗的汽油少 8、单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如图所示，下列关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列正确的是（） A、丙、丁、乙、甲 B、乙、丁、甲、丙 C、乙、甲、丁、丙 D、甲、乙、丙、丁

热机的效率计算题

精心整理 热机效率基础题型 1.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为:燃料不完全燃烧损失5﹪,汽缸散热损失占25﹪,废气带走的能量占30﹪,摩擦等机械损耗占10﹪,则它的机械效率是多少？ 2、一台效率为40﹪的柴油机,当输出66000J的有用功时，消耗的柴油为多少kg？柴 3、_____. 4 5、 多少 6 7 的 8、，那么热水器的效率为多少？（q=3.78×107J/Kg） 9、把0.5Kg的木炭，完全燃烧后有25%的热量被50Kg温度为50oC的水吸收，求水温升高到多少（q=3.4×107J/Kg) 10、某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg 的无烟煤。试求1）锅炉内200kg的水吸收了多少热量？

2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ 3）此锅炉的效率是多少？（无烟煤的热值是3.4×107J/kg） 提高题 1、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 （2 （3 2 3.0×103N3，热值 （1 （3 （4 3 每小时每平方米的接收面积上有效接收太阳能约为2.1×106J，则该热水器每小时水温升高多少？ 4、太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量是多少？，这些热量相当于完全燃烧多少的天然气放出的热量．[天然气的热值取7×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J／(kg?℃)]

5、图所示为小艳家新买的一辆小汽车。周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在lh的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km，消耗汽油6kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为1．5t，汽油的热值为4．6×107J／kg，g=10N／kg。求小汽车的热机效率？ 6、轿车已逐步进入我国普通百姓家中.?已知某国产骄车每行驶100km消耗8L汽油(1L ＝10-3m3)，汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×l07J／kg．则：???? (1)10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是多少？(2)该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是多少？??(3)当该汽车以50kW的功率在平直公路上以72km／h的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于多少？(4)该汽车发动机的效率是多少？

热量和热机计算专题

热量和热机计算专题 1．把一铁块放在火炉上加热一段时间后，下列物理量中不变的是（） A．铁块的体积B．铁块的比热容 C．铁块的内能D．铁块的密度 2．质量相等的铁块和水，吸收相等的热量后，把铁块投入水中，则（） A．热从铁块传给水B．热从水传给铁块 C．铁块与水间不发生热传递D．无法确定是否发生热传递 3．在标准大气压下，1kg20℃的水吸收了3.78×105J的热量后，其温度为( ) A．80℃ B．90℃ C．100℃ D．110℃ 4．单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成，只有一个冲程是不用靠飞轮的惯性来完成的，这个冲程是（） A．压缩冲程 B．做功冲程 C．吸气冲程 D．排气冲程 5、质量相等的金属块A和B，放在沸水壶中煮10分钟后取出，马上分别投入质量相同、温度相同的两杯水中，到两杯水的温度不再上升时，测量发现放在A的水温高于放在B 的水温，则（） A、金属块A的比热容大 B、金属块A原来的温度高 C、金属块A有较多的热量 D、金属块A有较好的导热性 6、两物体之间没有发生热传递，是因为它们具有相同的（） A、热量 B、温度 C、内能 D、比热容 7、下面说法正确的是（） A、比热大的物体放出的热量不一定多 B、质量大温度高的物体放出的热量一定多 C、质量相同初温不同的两个物体，升高相同的温度，吸收的热量也相同，则两物体的比热容一定不同 D、把一大杯热水与一小杯冷水混合，当它们温度相同时，热水放出的热量一定大于冷水吸收的热量 8、由同种物质组成的甲、乙两物体，质量之比为2：1，它们降低的温度之比为1：4，则它们放出的热量之比是（） A、2；1 B、1：2 C、1：1 D、1：4 9、一个热水袋内装1kg水，水温从90℃降到20℃，它放出的热量为J。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 10、随着科技的发展，现在太阳能热水器的效率越来越高，不少单位、家庭安装了太阳能热水器。安全、清洁的太阳能的利用，节约了大量的常规能源。假设一太阳能热水器内装有100kg30℃的水，在阳光照射6h后，水温升高到80℃，则热水器内的水吸收了 J的太阳能，这相当于节约了 m3的煤气。（煤气的热值约为3.9×107J/m3）11、我国许多城市中建有大型绿地，绿地中的人工湖具有“吸热”功能，盛夏时节能大大减弱周围地区的“热岛效应”。若某一人工湖水的质量为1.0×107kg，水温升高2℃，则湖水吸收的热量为 J。若这些热量被同等质量的沙石吸收（c沙

中考物理 热机效率计算题

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 .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。 例2（汽车发动机效率问题） 有一家大型的特种专用汽车生产基地，该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/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2.4×107J/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】 B1．用酒精灯给2kg的水加热，当水的温度从20℃升高到100℃时，共耗去酒精40g。 求：（1）水吸收的热量； （2）酒精完全燃烧放出的热量； （3）炉子的效率。（已知酒精的热值q=3．0×107J／kg ）

C2．一辆重为5×104N的汽车，在平直公路上以72km/h的速度行驶时，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4.6×107J/ kg，求这辆汽车发动机的效率。 C3、设计汽车发动机时，既要考虑能量的利用率，也要考虑发动机的冷却问题。 ⑴为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度，5kg 水在冷却系统中升高了50℃，所吸收的热量是多少？ ⑵柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2×107J的能量，发送机输出的功率是8.5×104W，则此汽车发动机的效率是多少？ B4．完全燃烧140 g焦炭(焦炭的热值为3．0×107J／kg)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?

比热容、热量和热机效率计算题含答案

比热容、热量和热机效率计算题 1、质量为2kg的某种物质，吸收8.4×104J的热量，温度升高20℃，它的比热容为多少J/(kg·℃)？ 2、某太阳能热水器中装有质量为50kg的水，在阳光的照射下，该热水器中水的温度从25℃升高到45℃。求这些水吸收的热量。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 3、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、完全燃烧42g焦炭所放出的热量，若有50％被2kg、30℃的水吸收，则水温可升高多少℃？[c水=4.2× 103J/(kg·℃)，q焦炭=3.0×107J/kg，此时外界为1标准大气压] 4、为了利用太阳能资源，节约经营成本，崇左市某大型宾馆在楼顶安装了10台相同的太阳能热水器，每台热水器的水箱容积为200L。在夏季光照条件下，一满箱15℃的水经白天太阳能加热，温度可达到65℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107J/kg。求：（1）10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量？（3分）（2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？ 6. 如图是某太阳能热水器，向其中注入50 kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。水的比热容是 4.2×103J／(kg·℃)。试求：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少?(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少?(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤?（煤的热值约为3.5×l07J／kg） 7、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。 8一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107 J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：(1)这些汽油完全燃烧放出的热量；(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。

热机的效率

第2节热机的效率 教学目标 1.建立热值概念。知道热值是燃料的重要特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。 2.了解热机效率；知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在。 3.了解热机的利用与人类社会发展的关系，并能够简述热机使用产生的排放物对环境的不良影响，培养自觉环保的意识，激发学生的社会责任感。 教学重点 建立热值概念，利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。 教学难点 1.建立热值概念 2.热机效率的理解和环境保护 教学过程 教案A 一、引入课题 至今，人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的，那么燃料燃烧释放的能量究竟有多少用来做了有用功？以及燃料的燃烧对环境会造成那些影响呢？今天我将和大家一道共同来学习“第2节热机的效率”。 二、新课讲授 1.燃料的热值 指导学生阅读阅读教材，然后提问： （1）燃料燃烧过程是物理变化还是化学变化？ （2）在这个过程中能的转化情况怎样？ 板书：燃料燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，放出热量。 （3）你说出燃料的种类和常用的燃料吗？ 固体（木柴、煤等）液体（汽油、柴油、酒精等）气体（煤气、天燃气、氢气）组织学生看教材22页图，并讨论分析图注中所出的问题。 四口之家一个月需要的内能，即吸收热量是一定的，这些热量由燃料燃烧放出。用

木柴需要150千克，煤只需75千克，而液化气只要30千克。从某种意义上讲，木柴不如煤，煤不如液化气。（提问：如何区别燃料之间上差异？）引入热值的概念。 2.燃料热值的定义，单位 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种燃料的热值。单位：焦耳/千克（读作：焦耳每千克） 热值是用来比较计算不同种类的等质量的燃料完全燃烧时放出的热量的多少。 各燃料的热值可由表查出。 提问：汽油的热值多大？它的物理含义是什么？ 汽油的热值是4.6×107焦/千克，它的物理含义是：完全燃烧1千克的汽油放出4.6×107焦的热量。注意：完全燃烧并非仅指充分燃烧。 3.燃料完全燃烧放出的热量的计算 已知烟煤的热值是2.9×107焦/千克，求7千克烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦？ 1千克烟煤完全燃烧放出的热量是2.9×107焦。 2千克烟煤完全燃烧放出的热量是2×2.9×107焦。 7千克烟煤完全燃烧放出的热量是7×2.9×107焦。 燃料完全燃烧放出的热量＝燃料的热值×燃料的质量。 教师指出：对于气体燃料，通常用体积做单位，那么热值的单位为焦耳/立方米。（读作：焦耳每立方米）所以气体燃料完全燃烧放出的热量=燃料的热值×燃料的体积。 4.热机的效率 （1）内燃机能量流向图 学生回答能量的流向，燃料燃烧产生的内能只有一部分转变为对外的有用功的能量，燃料燃烧产生的内能只有一部分转变为对外的有用功的能量。 学生讨论交流：请同学们对教材P24图14.2-2内燃机的能量流向进行讨论，然后把燃料产生的内能中能量损失部分说出来。 多媒体展示内燃机能量流向图，并总结热机中的能量损失：散热损失；机械摩擦损失；废气带走的能量。 （2）热机效率 ①定义：热机中用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比叫做热机效率。用符号η表示。 ②公式：η=Q有/Q总×100% ③热机效率是热机性能的重要指标，热机效率（“有”或“无”）单位，且热机效率总是100%。 ④提高热机效率的途径 引导学生从热机中的能量损失总结出提高热机效率的途径的途径：使燃料尽可能完全燃烧；减小机械摩擦（选用优良润滑油）；尽量简化机械传动部分（三角旋转式发动机）。 三、课堂小结 1.燃料的热值：定义单位物理意义

热机效率计算题

热机效率计算题 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#

热机效率计算题 1、为了利用太阳能资源，节约经营成本，崇左市某大型宾馆在楼顶安装了10台相同的太阳能热水器，每台热水器的水箱容积为200L。在夏季光照条件下，一满箱15℃的水经白天太阳能加热，温度可达到65℃。已知水的比热容为×103J/（kg·℃），天然气的热值为×107J/kg。求： （1）10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量（3分） （2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气（2分） 2、某中学为学生供应开水，用锅炉将200 kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6 kg的无烟煤。水的比热容是×10 3 J／(kg·℃)，无烟煤的热值是×l 0 7 J／kg。求： (1) 锅炉内的水吸收的热量是多少 (2) 无烟煤完全燃烧放出的热量是多少 (3) 此锅炉的效率是多少 3、某型号小轿车油箱的容积是60升，所用的燃料是密度为×103kg/m3的汽油。 （1）该车油箱最多能装多少kg的汽油 （2）如果该车的总质量是1500kg，4个车轮的轮胎对地面的压强都是2×105Pa，求车的总重量是多少车与地面接触的总面积是多少(g取10N/kg) （3）该车以20m/s的速度匀速行驶100km时消耗的燃料是5kg，如果汽油的热值是×107J/kg，汽车发动机的输出功率是12kW，求有用功和发动机的热机效率分别是多少（保留两位有效数字） 4、随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气。小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢他通过实践收集如下数据：水壶里放入2000cm3、20℃的水，大火加热直至沸腾。又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3。［气压为1标准大气压；c水＝×103J／(kg·℃)］ （1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量 （2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少m3的天然气 5、小明家的太阳能热水器，水箱容积是200L。小明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)水吸收的热量【c水=4．2×103J／(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千克煤气(煤气的热值为q=4．2×107J／kg)

比热容热量和热机效率经典计算题

比热容、热量和热机效率计算题1、质量为2kg的某种物质，吸收8.4×104J的热量，温度升高20℃，它的比热容为多少 J/(kg·℃)？ 解析：根据Q吸=cmΔt可得，它的比热容为c=Q吸/mΔt=8.4×104J/2kg×20℃=2.1×103J/（kg·℃）。 2、某太阳能热水器中装有质量为50kg的水，在阳光的照射下，该热水器中水的温度从25℃升高到45℃。求这些水吸收的热量。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 3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。 4、完全燃烧42g焦炭所放出的热量，若有50％被2kg、30℃的水吸收，则水温可升高多少℃？ [c 水=4.2×103J/(kg·℃)，q 焦炭 =3.0×107J/kg，此时外界为1标准大气压] 70℃ 5、为了利用太阳能资源，节约经营成本，崇左市某大型宾馆在楼顶安装了10台相同的太 阳能热水器，每台热水器的水箱容积为200L。在夏季光照条件下，一满箱15℃的水经白天太阳能加热，温度可达到65℃。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107J/kg。求： （1）10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量？（3分） （2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？（2分） 6.如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。水的比热容是4.2×103J／(kg·℃)。试求： (1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少 (2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少

很好 热机效率计算题型

第1页 教室是自控者的天堂，是颓废人的地狱。 第2页 我们不怕不懂，就怕装懂；不怕不足，就怕满足。 100%Q Q ?有总 W 100%Q ?有 总 100% Q Q ?有 总 热量和热机效率的计算 【学习目标】1.理解热机效率的主要题型及规律， 2.理清解题思路。 【学习重点】利用规律、公式解决效率问题。 【学习难点】有热机效率参与的力学综合问题。 【考点及考试要求】常以现代家用电器、机车、 的计算，主要以综合计算题形式出现。 【学习过程】 一、效率问题 效率问题是初中物理中的一个重点，也是一个难点，率和热机效率。许多学生在这类问题的计算中常出现问题，有用能量部分和总能量部分。本次课主要以热机效率为主。 热机效率常以常见的家用电器（如热水器）动车） 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 η=或η= 计算效率。 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：η= （1）热水壶烧水 Q 有=Cm △t ； （2）汽车发动机效率问题：W 有=FS 或W 有总能量：一般为Q 总=mq. 例题讲解 例1（热水器烧水效率问题） 天然气灶烧水，燃烧0.5m 3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/m 3。求： （1）0.5m 3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。 解析：（1）Q 放=Vq=0.5m 3×7.0×107 J/m 3=3.5×107 J （2）Q 吸 =Cm △t=4.2×103J/（kg?℃）×100kg × (70℃-20℃)J=2.1×107 J (3) Q 有=Q 吸 Q 总=Q 放 η=100%Q Q ?有总 =100%Q Q ?吸放=7 7 2.110100% 3.510???=60% 总结：这类题关键是找出有用的能量为水吸收的热量：Q 有=Cm △t ，总能量为燃料完全燃烧放出的热量：Q 总=mq 或太阳辐射的能量 例2（汽车发动机效率问题） 有一家大型的特种专用汽车生产基地，该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km ，受到的阻力是3.0×103N ，消耗燃油 1.5×10－3m 3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m 3，热值q ＝4×107J/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？ 解析：（1）专用汽车做匀速直线运动，F 牵=f=3.0×103 N ， 则牵引力做的功W=FS=3.0×103N ×5.6×103 m=1.68×107 J （2）消耗的燃油质量为：m=ρV= 0.8×103kg/m 3×1.5×10－3m 3=1.2 kg 则Q 放=mq=1.2kg ×4×107J/kg=4.8×107 J η=100%W Q ?放 =77 1.6810100%4.810???=35%

热效率计算

1.“热得快”是一种插在保温瓶中烧开水的家用电器，你利用课内学过的仪器，设计一个测定“220V 1000W”“热得快”的热效率的方案，要求： （1）写出所需器材、测量步骤及操作中为了减小误差而需注意的事项； （2）用字母代表物理量，写计算“热得快”热效率的公式．（设测量时照明电路电压为220伏） 考点：能量利用效率．专题：实验题；简答题；设计与制作题．分析：要解决此题，需要知道“热得快”的热效率是热得快有效利用的热量与所消耗电能的比值． 有效利用的热量是水吸收的热量，要掌握热量的计算公式Q=cm△t，同时要知道消耗的电能的计算公式W=Pt．根据所需测量的物理量选择合适的工具．根据热效率的概念得出热效率的计算公式． 解答：解：（1）需要用热得快加热水，所以要用到水，为了减少热量的散热损失，需要用到保温瓶．根据公式Q=cm△t，要用温度计测量温度，用天平测量水的质量． 根据公式W=Pt，还要用手表测量加热所用的时间． 用到器材：水、保温瓶、湿度计、手表． 测量步骤：①用天平测出一质量为m的水，装入保温瓶；②用温度计测出水的初温t0；③开始加热，同时计时；④经过一定时间t1后，测出水的末温t；⑤利用效率的公式代入数据求出“热的快”的效率． 2.（2008?宜昌）电磁炉是一种新型灶具，如图所示是电磁炉的原理图：炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时会产生磁场，这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的铁质锅底内产生感应电流（即涡流），涡流使锅体铁分子高速无规则热运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而迅速使锅体及食物的温度升高．所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导给锅具，它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具．请问： （1）电磁炉与普通的电炉相比，谁的热效率更高？为什么？ （2）某同学用功率为2000W的电磁炉，将1㎏初温为25℃的水加热到100℃，需要的时间为2分55秒，则消耗的电能是多少？电磁炉的热效率是多少？（水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）） 考点：能量利用效率；热量的计算；电功的计算．专题：计算题；应用题；信息给予题；推理法． 分析：（1）电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而不是电磁炉本身发热传导给锅具，它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨具，热散失少，电磁炉的热效率更高； （2）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量（有用能量）；知道电磁炉的电功率和加热时间，利用W=Pt求消耗的电能（总能量），再利用效率公式求电磁炉的热效率． 解：（1）因为电磁炉是利用锅体本身发热来加热食物，没有炉具向锅体传热的过程，热散失少，所以电磁炉的热效率更高； （2）加热水消耗的电能： 答：（1）电磁炉与普通的电炉相比，电磁炉的热效率更高； （2）消耗的电能是3.5×105J，电磁炉的热效率是90%． W=Pt=2000W×175s=3.5×105J， 水吸收的热量： Q吸=cm水△t =4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃-25℃） =3.15×105J， 3、电热沐浴器的额定电压为220V,水箱里装有50㎏的水,正常通电50min,观察到沐浴器上温度示数由20℃上升到46.4℃.求: （1）在加热过程中,水吸收的热量是多少?【C水=4.2×103J/（Kg·℃）】 （2）若沐浴器内的发热电阻产生的热量由84℅被水吸收,那么发热电阻的阻值多大?工作电路的电流多大? （3）请你说出热损失的一个原因,并提出减小热损失的相关建议.

热机及热量的计算

热机及热量的计算 一．热机： 热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的动力机械的 一类，如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机等。热机通常以气体作为工作物质（传递能量的媒介物质叫工质），利用气体受热膨胀对外做功。内能的来源主要有燃料燃烧产生的热能、核能、太阳能和地热等。 热机在人类生活中发挥着重要的作用。现代化的交通运输工具都靠它提供动力。热机的应用和发展推动了社会的快速发展，也不可避免地损失部分能量，并对环境造成一定程度的污染。 热机的工作原理：由内能通过做功转化为机械能（例：酒精燃烧，化学能转化为内能，热量传给水，水沸腾将瓶塞顶出去，水蒸气的一部分内能转化为瓶塞的机械能。）。 热机的四个冲程：吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。 热机的发展史： 蒸汽机→蒸汽轮机→内燃机→喷气发动机→火箭发动机 热机是利用内能来做功的机器。分为内燃机和外燃机两种。 常见的内燃机有柴油机和汽油机，通过做功将内能转化为机械能。 一、汽油机：用汽油作燃料的内燃机 1. 构造 进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。 冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程 在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程是依靠飞轮的惯性来完成。 2．工作过程 四冲程是指在进气、压缩、做功和排气四个行程内完成一个工作循环，此间曲轴旋转两圈。吸气冲程时，此时进气门开启，排气门关闭。流过空气滤清器的空气，和经化油器与汽油混合形成的可燃混合气，经进气管道、进气门进入气缸；压缩冲程时，气缸内气体受到压缩，压力增高，温度上升，将机械能转化为然气的内能；做功冲程是在压缩上止点前点火，使混合气燃烧，产生高温、高压，推动活塞下行并作功；排气冲程时，活塞推挤气缸内废气经排气门排出。此后再由进气行程开始，进行下一个工作循环。 内燃机气缸内的燃料燃烧使活塞、气缸套、气缸盖和气门等零件受热，温度升高。为了保证内燃机正常运转，上述零件必须在许可的温度下工作，不致因过热而损坏，所以必须备有冷却系统。 内燃机不能从停车状态自行转入运转状态，必须由外力转动曲轴，使之起动。这种产生外力的装置称为起动装置。常用的有电起动、压缩空气起动、汽油机起动和人力起动等方式。 二、柴油机：用柴油作燃料的内燃机 1．构造：进气门，排气门，喷油嘴，气缸，活塞，连杆，曲轴 2．为了向气缸内供入燃料，内燃机均设有供油系统。汽油机通过安装在进气管入口端的化油器将空气与汽油按一定比例(空燃比)混合，然后经进气

专题训练：热机效率计算专题

专题训练：有关热机效率的计算题 基础题型A组 1.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为:燃料不完全燃烧损失5%,汽缸散热损失占25%,废气带走 的能量占30%,摩擦等机械损耗占10%,则它的机械效率是多少？ 2、某柴油机燃烧2.4kg柴油时，对外做的有用功为2.8xlO7J,该柴油机的效率是多少？（柴油的热值q=3.3×107J∕kg） 3、一台效率为40%的柴油机,当输岀660OOJ的有用功时，消耗的柴油为多少kg?（柴油的热值q=3.3×107J∕kg） 4、有一台汽油机在一个工作循环中消耗了Iog汽油这些汽油完全燃烧产生的热量是多少?若这台汽油机的效率为25%,则一个工作循环中的有用机械能为多少J?（汽油的热值q=4.6×107J∕kg） 5、柴油机是工农业生产中常用的热机，己知某型号柴油机的效率是30%,在柴油机内完全燃烧2 千克柴油能放热多少J,这些热通过柴油机的转化能对外做有用功多少J。（柴油的热值为q=3.3× 107J∕kg）

6、邻居小许家用煤气把3kg的水从20 °C加热到100 °C消耗煤气约0.12m3θ求煤气的热效率? （煤气的热值q=3.9×107J∕m3） 7、一台燃气热水器，每分钟消耗煤气0.02kg能将5kg的水从15o C加热到45o C,那么热水器的效率为多少？（q=3.78X 107j/Kg） 8、完全燃烧140g焦炭（焦炭的热值为3.0XlO7JZkg）能放岀多少热量？若这些热量的30%被水吸收, 则能使30kg、20°C的水温度升高到多少°C? 9、把0.5kg的木炭，完全燃烧后有25%的热量被50kg温度为50o C的水吸收，求水温升高到多少（木炭的热值是q=3.4× 107J∕Kg） 10、某中学为学生供应开水，用锅炉将20Okg的水从25 °C加热到100 O C ,燃烧了6kg的无烟煤。试求1）锅炉内20Okg的水吸收了多少热量？ 2）6kg无烟煤完全燃烧放岀的热量是多少？ 3）此锅炉的效率是多少？（无烟煤的热值是q=3.4×107J∕kg）

锅炉热效率计算

1兆帕(MPa)=10巴(bar)=9.8大气压(atm)约等于十个大气压,1标准大气压=76cm汞柱=1.01325×10^5Pa=10.336m水柱约等于十米水柱,所以1MPa大约等于100米水柱，一公斤相当于10米水柱 水的汽化热为40.8千焦/摩尔,相当于2260千焦/千克.一般地：使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从一摄氏度加热到一百摄氏度所需要的热量. 一吨水=1000千克每千克水2260千焦 1000千克就是2260 000千焦 1吨蒸汽相当于60万千卡/1吨蒸汽相当于64锅炉马力/1锅炉马力相当于8440千卡热。 用量是70万大卡/H 相当于1.17吨的锅炉 以表压力为零的蒸汽为例，每小时产一吨蒸汽所具有的热能，在锅内是分两步吸热获得的，第一步是把20度的一吨给水加热到100度的饱和水所吸收的热能，通常这部分热能为显热，其热能即为1000×（100－20）=8万/千卡时。 第二步则是将已处于饱和状态的热水一吨加热成饱和蒸汽所需要吸收的热能，这部分热为潜热，其热能即为1000×539=53.9万/千卡时。 把显热和潜热加起来，即是一吨蒸汽（其表压力为零时）在锅内所获得的热能， 即：53.9＋8=61.9万/千卡时。这就是我们通常所说的蒸汽锅炉每小时一吨蒸发量所具有的热能，相当于热水锅炉每小时60万/大卡的容量。 天然气热值 天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，1千卡/1大卡/1000卡路里（kcal）=4.1868千焦（kJ），所以每立方米燃烧热值为33494.4—35587.8KJ 产地、成分不同热值不同，大致在36000~40000kJ/Nm3，即每一标准立方米天然气热值约为36000至40000千焦耳，即36~40百万焦耳。 天燃气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，1千卡/1大卡/1000卡路里（kcal）=4.1868千焦（kJ），所以每立方米燃烧热值为33494.4—35587.8KJ。而1度=1kW*h=3.6*10^6J=3.6*10^3KJ。即每立方燃烧热值相当于9.3—9.88度电产生的热能， 3.83<1.07*9.3 OR 9.88 天然气价格： 天然气的主要成分是甲烷,分子式是CH4,分子量是12+4*1=16. 在1标准大气压下,1mol气体的体积是22.4升,1立方米的气体有

热机的效率计算题

热机效率基础题型 1.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为:燃料不完全燃烧损失5﹪,汽缸散热损失占25﹪,废气带走的能量占30﹪,摩擦等机械损耗占10﹪,则它的机械效率是多少？ 2、一台效率为40﹪的柴油机,当输出66000J的有用功时，消耗的柴油为多少kg？柴油的热值 3.3×107J/kg 3、某柴油机燃烧2.4kg柴油时，对外做的有用功为2.8x107J，该柴油机的效率为_____. 4、邻居小许家用煤气把3kg的水从20 ℃加热到100 ℃消耗煤气约0.12m3求煤气的热效率? 5、有一台汽油机在一个工作循环中消耗了10g汽油这些汽油完全燃烧产生的热量是多少?若这台汽油机的效率为25﹪，则一个工作循环中的有用机械能为多少? 6、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2千克柴油能放热J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功J。（柴油的热值为3.3×107J/kg) 7、完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为3.0×107J/kg)能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使30kg 、20℃的水温度升高到多少度？ 8、一台燃气热水器，每分钟消耗煤气0.02Kg能将5Kg的水从15oC加热到45oC，那么热水器的效率为多少？（q=3.78×107J/Kg） 9、把0.5Kg的木炭，完全燃烧后有25%的热量被50Kg温度为50oC的水吸收，求水温升高到多少（q=3.4×107J/Kg) 10、某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25 ℃加热到100 ℃，燃烧了6kg的无烟煤。试求1）锅炉内200kg的水吸收了多少热量？ 2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ 3）此锅炉的效率是多少？（无烟煤的热值是3.4×107J/kg）

初中九年级物理热量和热机效率计算问题讲解

热量和热机效率计算问题讲解 例1（热水器烧水效率问题） 天然气灶烧水，燃烧0.5m 3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/m 3。求： （1）0.5m 3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。 解析：（1）Q 放=Vq=0.5×7.0×107 J=3.5×107 J （2）Q 吸=Cm △t=4.2×103×100×(70-20)J=2.1×107 J (3) Q 有=Q 吸 Q 总=Q 放 η=100%Q Q ?有总=100%Q Q ?吸放=7 72.110100%3.510???=60% 总结：这类题关键是找出有用的能量为水吸收的热量：Q 有=Cm △t ，总能量为燃 料完全燃烧放出的热量：Q 总=mq 或太阳辐射的能量 例2（汽车发动机效率问题） 安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。 该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km ，受到的阻力是3.0 ×103N ，消耗燃油1.5×10－3m 3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m 3，热 值q ＝4×107J/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？ 解析：（1）专用汽车做匀速直线运动，F 牵=f=3.0×103 N ，则 牵引力做的功W=FS=3.0×103×5.6×103 J=1.68×107 J （2）消耗的燃油质量为：m=ρV= 0.8×103×1.5×10－3kg=1.2 kg 则Q 放=mq=1.2×4×107J=4.8×107 J η=100%W Q ?放=7 71.6810100%4.810 ???=35% 总结：这类题关键是找出有用的能量为牵引力做的功：W=FS 或W=Pt ，总能量为燃油完全燃烧放出的热量：Q 总=mq 例3（发电厂效率问题） 三峡水电站是世界上最大的水力发电站，每分钟发电量预计为8.7×1010 J （1） 三峡水电站的发电量，相当于消耗多少千克煤完全燃烧产生的热量？（煤的热值为2.9×107J ／kg ） （2）如果发电机输出的功率是0.09×1010 W,那么发电机的工作效率大概是多少？ 解析：（1）消耗煤的质量为：Q m q == 1078.7102.910??kg=3×310kg (2)三峡水电站的发电功率为总功率：

教科版九年级物理上册2.3热机效率基础计算题专题练习

热机效率基础计算题专题练习 1、一辆氢气动力试验汽车10min内在平直路面上匀速行驶了1.2×104m，消耗了0.1 5kg 的氢气．此过程中汽车发动机产生的牵引力为1.0×103N（氢气的热值取1.4×108J/kg ）．则：（1）氢气燃烧产生的热量； （2）汽车的牵引力做的功； （3）汽车发动机的效率． 2、用天然气灶烧水，燃烧0.3ｍ3的天然气，使50㎏的水从20℃升高到70℃，已知水的比热容为4.2×103J/（㎏·℃），天然气的热值为7×107J/ｍ3，求（1）0.3ｍ3天然气完全燃烧放出的热量？（2）水吸收的热量；（3）天燃气灶的效率？ 3、已知天然气的热值为3.8×107J/m2，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求： （1）完全燃烧1.4×10-2m3天然气放出多少热量? （2）若某天然气灶的效率为60%，则这些天然气可将质量为3.8kg，初温为25℃的水加热到多少℃?（当地的大气压强为1标准大气压）

4、完全燃烧0.5kg的煤气，如果放出热量的50％被水吸收，可以100kg的30℃水温度 升高多少？（q 煤气 =4.2×107J/kg,c=4.2×103J/（kg·℃） 5、2kg的水从30℃升高到80℃，水吸收多少热量？这些热量由煤气完全燃烧提供，假 设煤气完全热量放出热量的50％被水吸收，则需要多少千克煤气？（q 煤气 =4.2×107J/kg,c 水 =4.2×103J/（kg·℃）） 6、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 氢=4.2×107J/（kg?℃）；q 氢=1.4×10 8J/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。

热机效率计算

热机练习题 一、选择题 1、试管口木塞冲出过程（） A．试管口出现的白雾是水蒸气 B．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加 C．能量转化情况与内燃机压缩冲程相同 D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少 2、关于燃料的热值，以下说法中正确的是（） A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关 B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大 D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 3、如图7所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是（） 4、下列现象中，用物理知识解释正确的是（） A．风吹过，人便感到凉爽，主要是因为流动的空气加快了人身上汗液的蒸发B．吃冰棒感觉凉爽，是因为升华要吸热 C．物体的温度高，是因为它具有较多的热量 D．运载火箭的燃料采用液氢，是因为液氢的比热容大 5、图所示为小艳家新买的一辆小汽车。周末，爸爸开车带着小 艳出去游玩，途中，这辆汽车在lh的时间内，在水平路面上匀 速行驶了72 km，消耗汽油6 kg。若已知该汽车发动机的功率(即 牵引力的功率)为23 kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为1．5 t，汽油的热值为4．6×107 J／kg，g=10 N／kg。则关于上述l h 的行驶过程，下列分析正确的是（） A．该汽车对路面的压力大于l．5×104 N B．该汽车克服阻力做的功是2．3×104 J C．该汽车的牵引力是1．15×104 N D．该汽车发动机的效率是30％ 6、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（） A.温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小 B.物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 C.内能小的物体也可能将热量仁慈给内能大的物体 D.物体的温度越高，所含热量越多