14章专题训练(一) 热量综合计算

这是一份14章专题训练(一) 热量综合计算，共5页。
专题训练(一)　热量综合计算 类型1　Q=cmΔt、Q=mq(Q=vq)的应用1.[2020·盐城] 小华在燃烧皿中放入5 g酒精,对300 g水加热,待酒精燃尽后水温升高了50 ℃。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),酒精的热值为3.0×107 J/kg,此过程中,酒精燃烧放出的热量为　　　 J,水吸收的热量为　　　 J,水的内能是通过　　　　　的方式增加的。 2.[2020·哈尔滨] 在标准大气压下,把一壶盛有质量为2 kg,温度为20 ℃的水烧开(不计热损失),需要吸收的热量为　　　　J;若不考虑热量散失,这些热量需要完全燃烧　　　　m3的天然气来提供。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=3.0×107 J/m3] 3.小明用电热水壶来加热水,将1.5 kg的水从20 ℃加热到100 ℃,水需吸收的热量为　　　　J。已知该电热水壶每分钟可以产生1.68×105 J的热量,若不计热量损失,要将1.5 kg的水从20 ℃加热到100 ℃,需要　　　　min。 4.[2019·聊城] 2019年5月6日,聊城首批30辆氢燃料新能源公交车(如图ZT-1-1所示)投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,被认为是21世纪最理想的能源。求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q氢=1.4×108 J/kg](1)质量为0.3 kg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200 kg、温度为15 ℃的水吸收,则水升高的温度是多少。(3)某氢能源公交车以140 kW的恒定功率匀速行驶,如果0.3 kg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。图ZT-1-1   规律方法类型2　有关热效率的计算5.[2020·绵阳] 四川人爱吃辣,色香味俱佳的红油辣子是四川人家常必备。红油辣子的制作关键是对油温的控制,用菜油制作红油辣子的最佳温度为150 ℃。用沼气将0.1 kg菜油从室温17 ℃加热到制作红油辣子的最佳温度,菜油吸收了　　　　J的热量,燃烧了　　　　m3的沼气。已知沼气燃烧释放的热量有50%被菜油吸收,沼气的热值取1.9×107 J/m3,c菜油取2.0×103 J/(kg·℃)。 6.[2020·百色] 如今太阳能热水器已走进了千家万户,某家庭太阳能热水器某天内接收太阳能的总热量为2.52×107 J,使质量为80 kg、初温为20 ℃的水温度升高到50 ℃,求:(1)已知干木柴的热值为q=1.2×107 J/kg,若由燃烧干木柴来提供2.52×107 J的热量,需要完全燃烧多少千克干木柴。(2)这天该太阳能热水器中的水吸收的热量是多少。[水的比热容为c=4.2×103 J/(kg·℃)](3)该太阳能热水器的效率是多少。   7.[2019·潍坊] 一定气压下,某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热,用字母λ表示。在标准大气压下,用一个热效率为40%的酒精炉作为热源,将50 g初温为0 ℃的冰全部熔化为0 ℃的水,共燃烧了14 g酒精,酒精的热值为3×107 J/kg。求:(1)冰熔化过程中吸收的热量。(2)在标准大气压下,冰的熔化热λ冰。   规律方法类型3　有关热机效率的计算8.[2020·岳阳] 某型号汽车整车与驾驶员的总质量是2060 kg,驾驶员驾驶该汽车在平直公路上匀速行驶进行车型测试,测试过程中消耗汽油的体积为1.5×10-3 m3。(g取10 N/kg,ρ汽油=0.7×103 kg/m3,q汽油=4.5×107 J/kg)求:(1)汽车与驾驶员的总重力。(2)测试过程中消耗汽油的质量。(3)假设汽油完全燃烧,汽油机的效率为40%,汽车在测试过程中做的有用功是多少。   9.我国自主研制的某型号新一代战斗机,具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能,该飞机最大起飞质量为3.7×104 kg,最大飞行高度达2×104 m,最大航行速度达2.5倍声速,最大载油量为104 kg。飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表:速度v/(m·s-1)100200300400500阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104已知飞机发动机燃油完全燃烧释放的能量转化为机械能的效率是30%,飞机使用的航空燃油的热值为5×107 J/kg。(1)飞机发动机完全燃烧6.4×103 kg燃油放出的热量为多少焦?(2)当飞机以400 m/s的速度巡航时,这些燃油可以让飞机飞行多少千米?飞机发动机的输出功率是多少千瓦?    规律方法典题讲评与答案详析专题训练(一)　热量综合计算1.1.5×105　6.3×104　热传递2.6.72×105　2.24×10-23.5.04×105　34.(1)0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量:Q放=m氢q氢=0.3 kg×1.4×108 J/kg=4.2×107 J。(2)水吸收的热量:Q吸=Q放=4.2×107 J,由Q吸=cmΔt得水升高的温度:Δt===50 ℃。(3)公交车所做的功:W=Q放=4.2×107 J,由P=得公交车行驶的时间:t===300 s。5.2.66×104　2.8×10-36.(1)由题意知,干木材完全燃烧放出的热量:Q放=E=2.52×107 J,由Q=mq得,需要完全燃烧干木柴的质量:m干木材===2.1 kg。(2)水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×80 kg×(50 ℃-20 ℃)=1.008×107 J。(3)太阳能热水器的效率:η=×100%=×100%=40%。7.(1)14 g酒精完全燃烧放出的热量:Q放=qm酒精=3×107 J/kg×0.014 kg=4.2×105 J,由η=可得,冰熔化成水共吸收热量:Q吸=Q放×η=4.2×105 J×40%=1.68×105 J。(2)冰的熔化热:λ冰===3.36×106 J/kg。8.(1)汽车与驾驶员的总重力:G=mg=2060 kg×10 N/kg=2.06×104 N。(2)由ρ=可得消耗汽油的质量:m汽油=ρ汽油V汽油=0.7×103 kg/m3×1.5×10-3 m3=1.05 kg。(3)汽油完全燃烧放出的热量:Q放=m汽油q汽油=1.05 kg×4.5×107 J/kg=4.725×107 J,由η=可得汽车在测试过程中做的有用功:W=η×Q放=40%×4.725×107 J=1.89×107 J。9.(1)燃油完全燃烧放出的热量:Q=mq=6.4×103 kg×5×107 J/kg=3.2×1011 J。(2)有用功:W=ηQ=30%×3.2×1011 J=9.6×1010 J;当飞机以400 m/s的速度巡航时,由表格中的数据可知,受到的阻力为f=4.8×104 N;由于飞机做匀速直线运动,则F=f;由W=Fs可知,飞机飞行的距离:s===2×106 m=2000 km;飞机发动机的输出功率:P=Fv=4.8×104 N×400 m/s=1.92×107 W=1.92×104 kW。