1、第十四章 内能的利用 人教版专题训练二 热学综合计算 比热容、热值的综合计算 1质量为50 kg的水温度从20 升高到50 吸收的热量是_J，这些热量如果完全由煤气燃烧来提供，至少需_kg的煤气。水的比热容为4.2103 J/(kg)，煤气的热值为4.2107 J/kg6.31060.152小金分别用质量均为0.5 kg的水和煤油进行“探究物质的放热能力与哪些因素有关”实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示。实验过程中，控制水和煤油在相同时间内放出相等的热量，分析图象可以得出_(填“甲”或“乙”)物质为水，煤油在015 min内放出的热量为_J，煤油的比热容为_J/(kg)。c水4.21
2、03J/(kg)甲4.21042.11033某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200 kg燃料油，并用这些燃料油加热体积为30 m3的水用来供暖，可使水温升高60，根据以往经验可知供暖炉的加热效率为84%，则提炼出的燃料油的热值为_J/kg。c水4.2103 J/(kg)4.51074中国科学家已在南海试采“可燃冰”取得圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。“可燃冰”清洁无污染，储量巨大，是一种非常理想的新型能源。“可燃冰”的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15倍计算，求：c水4.2103 J/(kg)，天然气的热值q7.0107 J/m3(1)体积为0.01 m3的“可燃冰”
3、完全燃烧放出的热量为多少？(2)若这些热量的90%被质量为100 kg的水吸收，则水升高的温度是多少？解：(1)由题意可得，“可燃冰”的热值：q 可燃冰15q157.0107 J/m31.05109 J/m3；0.01 m3“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q 放Vq 可燃冰0.01 m31.05109 J/m31.05107 J。(2)由 Q 吸Q 放得，被水吸收的热量：Q 吸 Q 放90%1.05107 J9.45106 J；由 Q 吸cm t 可得，水升高的温度：t Q 吸c 水m 9.45106 J4.2103 J/（kg）100 kg 22.5。5工匠用钢铁打制刀具时，有一个重要流程叫“
4、淬火”，把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧，然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1 kg，温度为20，放入836 的炉火中煅烧足够长时间，迅速取出放入5 kg、20 的水中冷却，最后与水达到共同的温度不计热量损失，c水4.2103 J/(kg)，c合金钢0.42103J/(kg)。求：(1)此刀具在火炉中吸收的热量。(2)淬火后水的温度。热平衡方程的应用 解：(1)合金钢刀具放入 836的炉火中煅烧足够长时间，达到热平衡，温度相同，所以，合金钢刀具的末温 t836，则此刀具在火炉中吸收的热量：Q 合吸c 合金钢 m 合金钢(tt0)0.42103 J/(kg)1 kg(8
5、36 20)3.427 2105 J。(2)将煅烧后的刀具迅速取出放入 20 的水中冷却，最后刀具与水达到共同的温度，设为 t，不计热量损失，则有：Q 水吸Q 合放，即：c 水m水(tt0)c 合金钢 m 合金钢(tt)，42103 J/(kg)5 kg(t20)0.42103 J/(kg)1 kg(836 t)，解得：t36。6我国自主研制的某型号飞机具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距等优异性能，该飞机最大起飞质量为37 t，最大飞行高度达20 000m，最大航行速度达2.5倍声速(合3 060 km/h)，油箱最大容积为1.25104L，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
6、速度v/(ms1)100200300400500阻力f/N0.31041.21042.71044.81047.5104热学与力学综合计算 已知飞机使用的航空燃油密度为0.8103 kg/m3，热值为5107 J/kg。求：(1)飞机发动机完全燃烧1.25104 L燃油获得的能量是多少焦？(2)当飞机以500 m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少瓦？(3)若在飞机油箱中加满燃油，并且以500 m/s的速度巡航时，飞机的最大航程可达2103 km，则飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是多少？解：(1)1.25104 L 燃油的质量：mV0.8103 kg/m31.251041
7、03 m31104 kg，燃油完全燃烧放出的热量：Q 放mq1104 kg5107 J/kg51011 J。(2)由表中数据可知，飞机以500 m/s的速度巡航时，所受阻力为7.5104 N，则飞机发动机的输出功率：PWtFstFv7.5104 N500 m/s3.75107 W。(3)克服阻力做的有用功：W 有用Fs7.5104 N2106 m1.51011J，所以飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率：W 有用Q 放1.51011 J51011 J30%。7如图所示是我国自主研制的某轻型水陆两栖坦克，它的质量为24 t，履带与地面总接触面积为3 m2，它以 8.6 m/s的速度在水
8、中匀速直线行驶了6min，消耗柴油 10 kg，此时发动机功率为4.3105W。(g取10 N/kg，q柴油4.3107 J/kg)求：(1)坦克在水平地面上静止时，对地面的压强。(2)坦克在水中匀速直线行驶时受到的阻力。(3)坦克发动机的效率。解：(1)坦克对地面的压力：F 压G 坦克m 坦克g24103 kg10 N/kg2.4105 N，坦克对地面的压强：pF 压S2.4105 N3 m28104 Pa。(2)由 PWtFstFv 得坦克受到的牵引力：FPv 4.3105 W8.6 m/s5104 N，由于坦克做匀速直线运动，所以 fF5104 N。(3)W Pt4.3105 W 660 s 1.548108 J，Q 放mq 柴 油10kg4.3107 J/kg4.3108 J，WQ 放1.548108 J4.3108 J36%。