热量的综合计算类型1热量的综合计算1．(桂林中考)若家用天然气的热值为4.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)．(1)完全燃烧0.04m3天然气放出的热量是多少？(2)若某新型天然气灶烧水的效率为40%，完全燃烧0.04m3天然气可使室温下5kg的水温度升高多少？解：(1)完全燃烧0.04m3天然气放出的热量：Q放＝Vq＝0.04m3×4.2×107J/m3＝1.68×106J(2)由题知，水吸收的热量：Q吸＝Q放×40%＝1.68×106J×40%＝6.72×105J由Q吸＝cmΔt可得水升高的温度：Δt＝Q吸cm＝6.72×105J4.2×103J/（kg·℃）×5kg＝32℃2．(南宁中考)如图所示是某太阳能热水器，水的容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×106J，若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2，每天日照时间按8h计算，若这些太阳能能使装满水的热水器中的水温从20℃升高到60℃，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，水的密度为1.0×103kg/m3，求：(1)热水器中水的质量；(2)一天内热水器中的水吸收的热量；(3)热水器在冬季的效率．解：(1)热水器中水的体积：V＝100L＝100dm3＝0.1m3水的质量：m＝ρV＝1×103kg/m3×0.1m3＝100kg(2)一天内热水器中的水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(60℃－20℃)＝1.68×107J(3)一天内热水器接收太阳能的能量：E＝2.8×106J/(m2·h)×1.5m2×8h＝3.36×107J热水器在冬季的效率：η＝Q吸E×100%＝1.68×107J3.36×107J×100%＝50%3．(聊城中考)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20℃、质量为100g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3g．[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×107J/kg]求：(1)水吸收的热量是多少？(2)此过程中酒精灯烧水的热效率．(3)科学研究表明：1g100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103J的热量．水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量．解：(1)一个标准大气压下水的沸点为100℃，即需将水加热至100℃，水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(100℃－20℃)＝3.36×104J(2)3g酒精完全燃烧释放的热量：Q放＝mq＝3×10－3kg×3.0×107J/kg＝9×104J酒精灯烧水的热效率：η＝Q吸Q放×100%＝3.36×104J9×104J×100%≈37.3%(3)1g100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103J的热量，则5g100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量：Q＝5g×2.26×103J/g＝1.13×104J类型2热机的综合计算4．为响应国家“低碳环保，节能减排”的号召，我市新上线一批以天然气为燃料的新型公交汽车，其参数如图所示．某次行驶过程中，汽车搭载人员及物品共3000kg，所受阻力为总重力的0.01倍．在40s时间内匀速直线行驶400m，共消耗天然气0.025kg(天然气完全燃烧，其热值为6.4×107J/kg，g取10N/kg)．针对此次行驶过程，求：长度：12m高度：3.2m客车质量：13000kg核载人数：75人最大功率：180kW最高时速：70km/h(1)汽车的功率；(2)汽车发动机的效率．解：(1)汽车总质量：m总＝13000kg＋3000kg＝16000kg总重力：G总＝m总g＝16000kg×10N/kg＝1.6×105N因为汽车匀速直线行驶，汽车的牵引力：F＝f＝0.01G总＝0.01×1.6×105N＝1600N牵引力做的功：W＝Fs＝1600N×400m＝6.4×105J牵引力做功功率：P＝Wt＝6.4×105J40s＝1.6×104W＝16kW(2)0.025kg天然气完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝0.025kg×6.4×107J/kg＝1.6×106J汽车发动机的效率：η＝WQ×100%＝6.4×105J1.6×106J×100%＝40%5．汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈．一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程是25cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa，若飞轮的转速是2000r/min，效率为30%，求：(汽油的热值为4.6×107J/kg)(1)做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？(2)做功冲程中，平均压力做多少功？(3)汽油机在1h内要消耗多少千克汽油？解：(1)由p＝FS可得，燃气对活塞的平均压力：F＝pS＝8×105Pa×50×10－4m2＝4000N(2)做功冲程中，平均压力做的功：W＝Fs＝4000N×2...
