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50℃？[水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值取q=4×107J/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4.5×107J/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25℃时，每分钟出水量为10L．此时c水=4.2×103J/kg?℃，ρ水=1.0×103kg/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25℃加热到100℃，消耗的电能为3.6×105J．求：[c水=4.2×103J/（kg?℃）]（1）这壶水加热到100℃需吸收的热量Q；（2）该电热水壶的效率η．5．用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤气的热值为4.2×107J/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20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m3（假设天然气完全燃烧）．已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），天然气的热值为3.2×107J/m3．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：（1）天然气完全燃烧放热Q放=Vq=0.035m3×4×107J/m3=1.4×106J；（2）由题知，Q吸=75%Q放=75%×1.4×106J=1.05×106J；由Q吸=cm△t得水的质量为：m===5kg．答：完全燃烧0.035m3的天然气放出的热量是1.4×106J；若这些热量的75%全部被水吸收，能使5kg的水温度升高50℃．2．解：（1）汽油燃烧放出的热量为：Q=mq=2kg×4.5×107J/kg=9×107J；（2）汽车的总重G总=m总g=（2.5+5）×103kg×10N/kg=7.5×104N，f=0.2G总=0.2×7.5×104N=1.5×104N，由于汽车匀速运动，则受到的阻力为f=F=1.5×104N；汽车在平直公路上匀速行驶的功率P===Fv=1.5×104N×15m/s=2.25×105W，（3）汽车在斜坡上做的有用功为：W有用=Gh=mgh=5×103kg×10N/kg×50m=2.5×106J，由P=可得，总功W总=P额t=100000W×100s=1.0×107J，则机械效率为：η=×100%=×100%=25%．答：（1）2kg的汽油完全燃烧放出9×107J热量；（2）汽车在平直公路上匀速行驶的功率为2.25×105W；（3）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是25%．3．解：（1）1min出水体积V=10L=0.01m3，由ρ=得水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×0.01m3=10kg，1min水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×10kg×25℃=1.05×106J；（2）1min燃气燃烧产生热量：Q放=Pt=20000W×60s=1.2×106J，热水器的效率：η==×100%=87.5%．答：（1）1min内水吸收的热量为1.05×106J；（2）热水器的效率为87.5%．4．解：（1）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×1kg×（100℃﹣25℃）=3.15×105J．（2）电热水壶的效率：η=×100%=×100%=87.5%．答：（1）这壶水加热到100℃需吸收的热量Q为3.15×105J；（2）该电热水壶的效率η为87.5%．5．解：（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量：Q放=m煤气q=0.5kg×4.2×107J/kg=2.1×107J；（2）水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（70℃﹣20℃）=1.05×107J；（3）煤气灶的效率：η==×100%=50%．答：（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量为2.1×107J；（2）水吸收的热量为1.05×107J；（3）燃气灶烧水的效率为50%．6．解：（1）天然气完全燃烧放出的热量：Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J；（2）水吸收的热量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（50℃﹣20℃）=1.26×107J；（3）该热水器的效率：η=×100%=×100%=39.4%．答：（1）天然气完全燃烧放出的热量为3.2×107J；（2）水吸收的热量为1.26×107J；（3）该热水器工作时的效率为39.4%．
