（完整）比热容、热量和热机效率计算题(含答案)
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（完整）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8.4×10J的热量,温度升高20℃，它的比热容为多少
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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4.2×10J/（kg·℃)］
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3、 天然气灶烧水，燃烧0。5m的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容为c=4 .2×10J/（kg•℃），天然气的热值为q=7.0×10J/m.求：（1）0。5m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℃？
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［c水=4。2×10J/（kg·℃)，q焦炭=3.0×10J/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
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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4.2×10J/（kg·℃），天然气的热值为8。4×10J/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?
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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4.2×10J／（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。8×10J，则这段时间该热水器的效率是多少?（3）若用煤燃烧来提供2.8×10J的热量，需完全燃烧多少千克煤？
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（完整）比热容、热量和热机效率计算题(含答案)
（煤的热值约为3.5×l0J／kg）
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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＝4.6×10J/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.
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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4.6×10 J/kg，密度为0。7×10kg/m，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。
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9、一辆汽车，总重为1.2×10N，四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m,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 J／kg，密度为0。7 ×10kg／m，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)
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10、某辆小轿车油箱内装有32kg汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km．假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N．已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4。6×10J/kg．求：(1)汽车到达目的地牵引力所做的功；(2)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油．
11、华扬1870系列太刚能热水器的数据如下: （1）已知我市向着阳光的地方每平方米的面积在1h内得到的太阳辐射能平均为 3×10J．若每天接收太阳能的时间以8h计算．热水器能
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把接收到的太阳能的50％转变成水的内能．则正常情况下一天内该热水器能把初温为20℃的一箱水加热到多少摄氏度?[已知c水=4。2×10J／（kg・℃）
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真空管直径×长度70×1800 （mm） 1840×1597×外型尺寸(mm) 1765 采光面积水箱容量（L） 150 （m) 2规格(支管） 15 保温层(mm） 60
2。1 参考答案：
1。解析：根据Q吸=cmΔt可得，它的比热容为c=Q吸/mΔt=8.4×10J/2kg×20℃=2.1×10J/（kg·℃）。
2.解析：Q 吸=cm（t—t0）=4.2×10J/（kg ·℃）×50kg ×（45—25）℃=4。2×10J 3。解析：（1）0。5m天然气完全燃烧放出的热量Q放=qV=7。0×10J/m×0。5m=3.5×10J/m。
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（2)水吸收的热量Q吸=cmΔt=4 .2×10J/(kg•℃)×100kg×（70℃-20℃)=2.1×10J。 （3)燃气灶的效率η=Q吸/Q放=2.1×10J/3。5×10J/m=60%。 4、70℃
5、解析：(1）一台热水器的水箱能容纳的水的质量为m=ρ水V=1.0×10kg/m×200×10
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m=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(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=4.2×10J。
（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=QQ总4.2108J5kg。即若这些热量由完全燃烧的天然气提供,需要总，所以，M =q8.4107J/kg8
5千克天然
气.
6. 解析：(1)Q吸=cm水(t – t0)=4。2×10 J／(kg·℃)×50kg×(50℃ - 10℃）=8。4×10 J
（2）η=Q吸/Q总=8。4×10J／2.8×10J=30％
(3）根据Q放=m煤q可得，需完全燃烧煤：m煤=Q放／q=2.8×10J／3。5×10J／kg=0.8 kg 7、(1）小汽车的速度v＝72km/h＝20m/s，运动的时间t=s/v=100×10m/20m/s=5×10s。 (2）发动机做的功W=Pt=20×10W×5×10s=1×10J。 (3）汽油完全燃烧放出的热量Q=mq,又因为Q=W/η，故
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m=Q/q=W/ηq=1×108J/ (25％ ×4.6×107J/kg）=8.7kg。 8.解：(1）= m/V m=V（1分）
= 0。7×10 kg/m×10×10m= 7kg (1分） Q放=质量×热值
=7kg×4。6×10J／kg=3.22×l0J （1分) （2）W有=Q放×30％
=3。22×l0J×30％=9.66×10J （1分)
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W有= Fs F= W有/s（1分)
966N （1分）
车匀速直线行驶 (1分）
f= F= 966N （1分）
9、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=1.2×10N，汽车对路面的压强：
F1.2104N5p10Pa
S0.12m24
（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：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。6×10J/kg=3。22×10J。
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（3）发动机做的有用功：W=Q放×30%=3。22×10J×30%=9。66×10J，汽车发动机的功率：
W9.66107JP2.68104W26.8kWt3600s
10、 （1)匀速行驶时牵引力F = f = 920N
W = F s = 920N×300×10m = 2。76×10 J
（2)轿车消耗汽油的质量为m，其完全燃烧产生的内能Q = q m 由题得:W = ηQ = ηqm 即
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m = = 20 kg
20kg＜32kg，不需加油． 11、解(1）8h内太阳能热水器接收的太阳能
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（完整）比热容、热量和热机效率计算题(含答案)
Q=3×10J/（m・h)×2.1m×8h=5.04×10J
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8h内太阳能热水器转变成水的内能 Q水=5.04×10J×50％=2.52×10J 水箱内水的质量m=150kg 由Q=cm(t-t0)得
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