热学综合计算题课后作业
1.天然气是一种热值高、污染小的清洁能源.完全燃烧0.035m3的天然气放出多少焦的热量？
若这些热量有75%被水吸收，能使多少千克的水温度升高50C?
[水的比热容c=4.2 x 103J/ (kg?C)，天然气的热值取q=4X 107J/m3)].
2 .质量为2.5t的小型载重汽车，额定功率为100kW车上装有5t的砂石，已知汽车在平直公
路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.2倍，汽车先以15m/s的速度在平直公路上匀速行驶到山
坡底，消耗汽油2kg，然后又以额定功率行驶100s的时间，将砂石从坡底运送到50m高的坡顶施工现场(g=10N/kg)，求:
(1)2kg的汽油完全燃烧放出多少热量？(汽油的热值取 4.5 x 107J/kg )
(2)汽车在平直公路上匀速行驶的功率为多少？
(3)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少？
3 .某燃气热水器工作时，燃烧产生热量的功率为20kW水温升高25C时，每分钟出水量为10L.此时c 水=4.2 x 103J/kg? C,p 水=1.0 x 103kg/m3.求：
(1)1min内水吸收的热量；
(2)热水器的效率.
4. 用电热水壶把1kg的水从25C加热到100C,消耗的电能为3.6 x 105J .求：[c水=4.2 x 103J/ (kg?C)]
(1) 这壶水加热到100C需吸收的热量Q
(2) 该电热水壶的效率n.
5. 用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20C升高到70C .已知水的比热容为
4.2 x 103J/ (kg?C)，煤气的热值为4.2 x 107J/kg .求：
(1)0.5kg煤气完全燃烧放出的热量.
(2)水吸收的热量.
(3)燃气灶烧水的效率.
6. 某家庭用燃气热水器将质量为100kg，温度为20C的自来水加热到50C，消耗的天然气体
积为1m (假设天然气完全燃烧).已知水的比热容为 4.2 x 103J/ (kg?C)，天然气的热值为3.2 x
7 3
10 J/m .求:
(1) 天然气完全燃烧放出的热量；
(2) 水吸收的热量；
(3)
该热水器工作时的效率.
热学综合计算题参考答案
1.解：
3
7
3
6
(1) 天然气完全燃烧放热 Q 放=Vq=0.035m x 4X 10 J/m =1.4 x 10 J ； (2) 由题知，Q 吸=75%C 放=75%X 1.4 x 106J=1.05 x 106J ； 由Q ®=cm ^t 得水的质量为： m 上丄
—
'
=5kg .
cAt 4. 2X103J/(k S -C)X50r
答：
完全燃烧0.035m 3的天然气放出的热量是 1.4 x 106J ；若这些热量的75%全部被水吸收，能使5kg 的水温度升高50 C.
2 •解：(1)汽油燃烧放出的热量为:
—
7 7
Q=mq=2kg< 4.5 x 10 J/kg=9 x 10 J ；
(2)汽车的总重 G 总=口总 g= (2.5+5 )x 103kg x 10N/kg=7.5 x 104N, 4
4
f=0.2G 总=0.2 x 7.5 x 10 N=1.5 x 10 N, 由于汽车匀速运动，则受到的阻力为 汽车在平直公路上匀速行驶的功率 (3) 汽车在斜坡上做的有用功为:
3
6
W 有用=Gh=mgh=5X 10 kg x 10N/kg x 50m=2.5 x 10 J , 匚
7
由 pj 可得，总功 W 总=P 额 t=100000w x 100s=1.0 x 10J , g
x 100%=-"' I x 100%=25%
1.0X10T j|
答：(1) 2kg 的汽油完全燃烧放出 9x 107J 热量； (2)汽车在平直公路上匀速行驶的功率为 2.25 x 105W
(3)
汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是 25%
4
f=F=1.5 x 10 N;
=Fv=1.5 x 104N x 15m/s=2.25 x
则机械效率为：
3 .解：
3 (1)1min 出水体积V=10L=0.01m,由P亠得水的质量：
m=p V=1X 103kg/m 3x 0.01m 3=10kg , 1min 水吸收的热量： Q 吸=cm ^ t
3
=4.2 x 10 J/ (kg?C)x 10kg x 25C =1.05 x 106J ；
(2) 1min 燃气燃烧产生热量：
6
Q 放=Pt=20000W/X 60s=1.2 x 10 J , 热水器的效率：
n 二"丄'=-• —「 x 100%=87.5%
Q
it 1.2X :fo 6j
答：(1) 1min 内水吸收的热量为1.05 x 106J ； (2)热水器的效率为 87.5%. 4 .解：(1 )水吸收的热量： Q 吸=cm ^ t
3
=4.2 x 10 J/ (kg?C)x 1kg x( 100C- 25C) 5 =3.15 x 10J . (2)电热水壶的效率:
答：(1)这壶水加热到1OO C 需吸收的热量 Q 为3.15 x 105J ； (2)该电热水壶的效率 n 为87.5%.
5•解：
(1) 0.5kg 煤气完全燃烧放出的热量： Q 放=口煤气 q=0.5kg x 4.2 x 107J/kg=2.1 x 107J ； (2) 水吸收的热量： Q 吸=cm (t - 10)
3
=4.2 x 10 J/ (kg?C)x 50kg x( 70C- 20C) =1.05 x 107J ； (3) 煤气灶的效率:
n
=
x
3.15X1 “J a&x io 叮
x 100%=87.5%
