小專題(一)有關(guān)熱量的計算類型1燃料燒水效率1如圖1所示，做“探究水沸騰時溫度變化的特點”實驗，在燒杯中加入200 g的水，測得初始溫度為18 .用酒精燈加熱一段時間后，如圖2所示，溫度變?yōu)開68_；若水的比熱容為4.2×103 J/( kg·)，不計熱量損失，則水吸收的熱量為_4.2×104_J，這些熱量相當(dāng)于完全燃燒_1.4_g熱值為3.0×107 J/kg的酒精放出的熱量2(2018·連云港)天然氣熱水器將40 kg的水由22 加熱到42 ，水的內(nèi)能增加了_3.36×106_J，水的內(nèi)能增加是通過_熱傳遞_方式實現(xiàn)的；若天然氣燃燒放出的熱量有84%被水吸收，需要消耗_0.1_m3的天然氣已知c水4.2×103 J/(kg·)，q天然氣4×107 J/m33(2018·巴中)出于安全和環(huán)保考慮，巴中市政府為喜愛戶外燒烤的市民提供了專門的場所燒烤主要燃料是木炭，已知它的熱值是3.4×107 J/kg，那么84 g的木炭完全燃燒放出熱量為_2.856×106_J，如果這些熱量的50%被水吸收，則能使初溫為20 ，質(zhì)量為17 kg的水，溫度升高到_40_ .4(2017·棗莊)新農(nóng)村建設(shè)中正在大力推廣使用瓶裝液化氣如果每瓶裝10 kg液化氣，液化氣的熱值取4.2×107 J/kg，則每瓶液化氣完全燃燒放出的熱量是_4.2×108_J，若放出的熱量有40%被水吸收，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可把_500_kg的水從20 加熱至沸騰c水4.2×103 J/( kg·)5(2017·云南)可燃冰是一種新型能源，它是水和天然氣在高壓低溫情況下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)，主要成分是甲烷，其開采是世界難題，據(jù)中央電視臺2017年5月18日報道，我國可燃冰已試采成功，技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平用燃?xì)忮仩t燒水時，把質(zhì)量為500 kg，初溫為20 的水加熱到100 ，共燃燒了12 m3天然氣已知水的比熱容c水4.2×103 J/(kg·)，天然氣的熱值q4.2×107 J/m3，可燃冰的熱值為同體積天然氣的160倍求：(1)水吸收的熱量；(2)燃?xì)忮仩t燒水時的效率；(3)若換用可燃冰，應(yīng)使用多少立方米的可燃冰解：(1)水吸收的熱量：Q吸 cmt4.2×103 J/(kg·)×500 kg×(100 20 )1.68×108 J(2)天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放 Vq天然氣12 m3×4.2×107 J/m35.04×108 J燃?xì)忮仩t燒水時的效率：33.3%(3)可燃冰的熱值為同體積天然氣的160倍，則可燃冰的熱值：q可燃冰160q天然氣160×4.2×107 J/m36.72×109 J/m3若換用可燃冰燃燒放出相同的熱量，應(yīng)使用可燃冰的體積： V可燃冰0.075 m3類型2太陽能、電能燒水效率6(2017·黃石)某品牌太陽能熱水器內(nèi)裝有50 kg的水，陽光照射一段時間后，熱水器中的水從15 升高到55 ，熱水器中的水吸收的太陽能為_8.4×106_J；同樣的水改用電加熱，則消耗的電能為_2.33_kW·h已知水的比熱容c水4.2×103 J/(kg·)，熱水器熱散失忽略不計7太陽能路燈的燈桿頂端有太陽能電池板，它能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能并向燈桿下方的蓄電池充電，供夜晚路燈照明若在一段時間內(nèi)，太陽光輻射到該太陽能電池板的能量為2.7×107 J這與完全燃燒_0.9_ kg的煤放出的熱量相當(dāng)；這些能量經(jīng)轉(zhuǎn)化后，可供功率為35 W的路燈工作60 h，那么該太陽能路燈的能量轉(zhuǎn)化率是_28%_(煤的熱值為3.0×107 J/kg)8太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之一某品牌太陽能熱水器每小時平均接收4.2×106 J的太陽能，在5小時的有效照射時間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為100 kg、初溫為26 的水，加熱到46 .求：(1)熱水器中的水吸收的熱量Q吸；水的比熱容c4.2×103 J/(kg·)(2)熱水器在5小時有效照射時間內(nèi)接收到的太陽能E；(3)熱水器在5小時有效照射時間內(nèi)接收到的太陽能，相當(dāng)于完全燃燒多少立方米的天然氣放出的熱量(天然氣的熱值q7×107 J/m3)解：(1)水吸收的熱量：Q吸cm(tt0)4.2×103 J/(kg·)×100 kg×(46 26 )8.4×106 J(2)熱水器在5小時的有效照射時間內(nèi)接收到的太陽能：E5×4.2×106 J2.1×107 J(3)根據(jù)題意知Q放E2.1×107 J則需要完全燃燒的天然氣的體積：V0.3 m3類型3熱機效率5某型號汽車在車型測試中，在一段平直公路上勻速行駛了36 km，用時0.5小時，車的總質(zhì)量為3×103 kg，受到的阻力為車重的0.1倍，其中g(shù)取10 N/kg.求：(1)該汽車牽引力所做的功；(2)已知這一過程消耗燃油1.5×102 m3，則熱機在這一過程中消耗的總能量(假設(shè)燃油完全燃燒，燃油密度為0.8×103 kg/m3，燃油熱值為4.5×107 J/kg)；(3)該汽車發(fā)動機的效率；(4)若該汽車在平直的公路上勻速行駛的路程為s，發(fā)動機牽引力為F，其發(fā)動機效率為，汽油的熱值為q，請推導(dǎo)該汽車在這段路程內(nèi)消耗汽油質(zhì)量的表達(dá)式m.解：(1)車重：Gmg3×103 kg×10 N/kg3×104 N車受到的阻力：f0.1G0.1×3×104 N3×103 N因為車勻速行駛，所以牽引力：Ff3×103 N則牽引力做功：W有用Fs3×103 N×3.6×104 m1.08×108 J(2)由得消耗燃油的質(zhì)量：mV0.8×103 kg/m3×1.5×102 m312 kg燃油完全燃燒放出的熱量(消耗的總能量)：Q放mq12 kg×4.5×107 J/kg5.4×108 J(3)汽車的牽引力所做的功就是有用功，燃油完全燃燒放出的熱量就是總功，則發(fā)動機的效率：20%(4)因為Qmq，WFs，又因為所以，由此可得：該汽車在這段路程內(nèi)消耗汽油質(zhì)量的表達(dá)式：m3