比热容、热量和热机效率经典计算题(含答案)
比热容、热量和热机效率计算题
1、质ft为2kg的某种物质，吸收& 4XU/J的热St温度升高200 它的比热容为多少J/(kg-?C)?
解析5根据S之泌￡可得，它的比热容为C二“/泌匸& 4X10°J/2kgX20X>2?lX10'j/ (kg??C) 0
2、某太阳能热水養中装有质金为50kg的水，在阳光的照射卜?，该热水器中水的温度从25C升岛到45-Co求这些水吸收的热a-[水的比热容为4.2X10^5/(kg--C)]
解析："沪皿(L") =4?2X10\j/(kg - r)X50kg X (45-25) 'CM.2X10'j 3天然气灶烧水，燃烧0. 5n?的天然气，使100kg的水从2()?C升高到70匸。己知水的比热容为e4.2xW(kg-r),
天然气的热值为沪7?0Xl(/j/『。求：
(1)0?5m夭然气完全燃烧放出的热星(2)水吸收的热卑：0如(3)燃气灶的效率q C
解析：(1) 0. 5in'天然气完全燃烧放出的热S 0X lOT/m'xO. 5m^=3. 5X 107/m\
(2)水吸收的热沪初心f=4 .2X10'j/ (kg-'C) XI00kgX (7(rC?2(rC) =2.1X10》。
(3)燃气灶的效率z) =Q^/Qi>^2. lX10^J/3.5X10W=60%o
4、完全燃烧42g焦炭所放出的热ft,若有50%被2kg、309的水吸收，则水温可升商多少9? [c *=4. 2X l(fj/(kg ?°C), q建沪3. OX lO’J/kg,此时外界为1标准大气压]
7or
5.为了利用太阳能资源，节约经莒成木，崇左市某大型宾馆在楼?安装了10台相同的太阳能热水器，每台热水
器的水箱容积为2()()L。在夏季光照条件下，一?满箱15*C的水经白夭太阳能加热，温度可达到659。已知水的比热容为4. 2X1(0/ (kg?9) ?天然气的热值为& 4X10^J/kgo求:
(1)10台热水器装满水时，温度从15t升高到659吸收了多少热虽？(3分)
(2)S这些热虽由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？(2分)
X解析：(1)—台热水器的水箱能容纳的水的质W为"/卫* r-1. 0X IO'kg/ni'X2OOX 10 V=200kg.
1台热水器装满水时，温度从15C升高到65C,所吸收的热tt为
"2C?加￡2-G = 4?2X1O'J/ (kg* X?) X200kgX (65C-15C) =4.2X10\b
那么，10台热水器装满水时，温度从15C升高到65C吸收的热tt为0尸lO024?2Xlo\b
(2)设10台热水器获得的太阳能相当于质tt为"的天然气完全燃烧放出的热址.则?如Q所以?"
=鱼=上半也一= 5kg。即若这些热ft由完全燃烧的夭然气提供，需要5 T?克天然气.
q & 4xI0"j/kg
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KTC升高到509。水的比热容足
4.2XHO/ (kg? Do 试求:
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热S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鱼是2.8X10^J,则这段时间该热水器的效率是多少?
26、解析:（l ）?iii=rw （z - R=4?2X1O"J /（kg 弋）X50kgX （5（rC -l （rC ）=&4
XKT J
（2） q =%/"A =8?4X10\J/2?8X107 J=30%
(3) 根据妇处g 可得，需完全燃烧煤：/(7=2. 8X 10；1 / 3, 5X lO^J / kg=0. 8 kg
答：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热tt 是& 4 Xl (r J 。(2)这段时间该热水
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(7=4. 6X Wj/kg,小汽年发动机的效率为25%。求小汽车在这段路程中:
运动的时间；(2)发动机所做的功：(3)消耗汽油的质?。
小汽车的速度 i ?=72km/h=20iD/s,运动的时间 r=sA =100X 10W20ni/s=5X lO's.
发动机做的功 旳叱=20X10'WX5Xi0's=lX10\h 汽油完全燃烧放出的热$ Eq,又因为QW/n ■故
in=Q/Q=?7ri q=\X lO^J/ （25% X4. 6X lO^J/kg ） = & 7kgo 8 —辆小轿车以某一速度在平直路而上匀速行驶
100km.消耗汽油lOLo 若这些汽汕完全燃烧放出的热量有30%用来驱 动汽车做有用功，所用汽油的热色为4. 6X 1(/J/kg,密度为0, 7X lO'kg/n 人求：⑴这些汽汕尢全燃烧放出的热?; (2)
这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。 解：（1）Q= ra/V npQv （1 分）
=0.7X10' kgVxiOXlO V= 7kg （1 分）
QBt=质量X 热值
=7kgX4.6Xl （fj/kg=3.22Xl （/j （1 分）
（2）W^=0ttX30%
=3. 22 X lOVx 30%=9.66 X lO'j （1 分）
2 Fs F= Wft/s （1 分） _ 9.66xlO^J_ lOOxlO^M 966N （1 分）
?车匀速宜线行驶 （1分）
「?仁 2 966N （1 分）
9、一辆汽车，总朿为1.2X10^.四个轮胎与地而接触的总而积为0. I2m^该车在平直公路上匀速行驶Ih,消《汽
油10L,汽油完全燃烧放出的热址有30%转化为机械能。(汽油的热值为4.6 X10?J/kg,密度为0.7 XiO'kg/nf,
器的效率足30%?
(3)需完全燃烧0. 8 kg 的煤
（1） （2） （3）
g=10N / kg)求:
（1）该车静止在水平路面上时，对路而的压强是多少?
（2） iOL汽油完全燃烧放出的热虽足多少?
（3）这段时间内该汽车发动机的功率足多少kW?（功率的计算结果保留小数点后一位）
解析：（1）知道汽车总重，又在水平路面上，可求汽车对路而的压力.又知道受力而积，利用压强公式求汽车对路而的压强。
???汽车静止在水平路而上，.??汽车对路而的圧力：?1?2X1（/N,汽车对路而的压强:
厂乙空卑i = epa
S 0.12m"
（2））知道汽油的体积和汽油的密度，利用密度公式求汽汕的质蛍，再利用燃料完全燃烧公式Qm求10L汽油完
I^1OL=O. OlmS汽油的质a：m-p (-0. 7 X lO'kg/m^ X 0. 01ni'=7kg.汽油完全燃烧放出的热5b "尸刃旷7kgX4?6X
10'j/kg=3.22X10'jo
（3）发动机做的有用功：ttX 30%=3. 22X10'JX30%=9, 66X lO^J,汽车发动机的功率:
如0S268kW
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300kni.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4.6Xl（fj/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.
（1）匀速行驶时牵引力/= 920N ft =Fs = 920NX300X10m = 2.76X10* J
（2）轿车消耗汽油的质虽为奶其完全燃烧产生的内能4= Q m 由题得：
F = /） 0 = /）彌即
Z76xlO^J
30%x4.6xl0^J/kg 二20 kg
20kgV32kg,不需加油.
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而积在Ih内得到的太阳辐射能平均为3X10^J.若每天接收太阳能的时间以8h计算.热水器能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?C的一箱水加热到多少摄氏度？［己知C *=4.2X10^3/ （kg- -C）
5、解（1） 8h内太阳能热水器接收的太阳
Q=3X10'j/ (ra? h) X2. ImX 8h=5.
04X10^3
8h内太阳能执水器转变成水的内能
Q 疙5. 04 X lO^J X 50%=2. 52 X lO'j 水箱内水的质S 0=150kg
由 Q=cni(t-to)得
13某单缸四冲程汽油机的气缸活塞而积为30cm2＞ 一个冲程活塞在气缸中移动的距离足50niin ＞满负荷工作时做功冲 程燃气的平均压强为9.0X105Pa, 1＜轮Min 转动1800周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求：(1)做功冲程中燃 气对活塞的平均压力；(2)-个做功冲程中燃气对活塞做的功；(3)汽汕机的功率?
2 52x10^ J ￡ —。木 +f _
"cm °~4.2xl0^J/(Ag^Oxl50Ag o~ + 20°C=60°C