加热的效率计算

加热效率的问题-吕1、天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20°C升高到70°C .已知水的比热容为C=4.2X103J/(kg°C),天然气的热值为q=7.0X107j/m3.求：(1) 0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q 放.(2)水吸收的热量Q 吸.(3)燃气灶的效率n.放吸2、小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L。小星进行了一次观察活动：某天早 上，他用温度计测得自来 水的温度为20C，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45C。请你求解下列 问题：(1)水吸收的热量；【c =4.2X103J/(kg°C)】水(2) 如果水吸收的这些热量，由燃烧天然气来提供，而燃气灶的效率为40，求至少需要燃烧多少天然气？ (天然气的热值为q=3.5X107j / kg)3、小明家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为4.5X107J/m3，放出的热量有50%被有效 利用，现要将初温为25C的水加热到100C，需要完全燃烧0.03m3的天然气，则能加热水的质量为多少？c 水=4.2X103J/ (kg °C)4、小亮家有一个容积为2L的水壶，水壶里装有初温为25C的水，在1标准大气压下小亮用天然气炉具对水进 行加热。已知天然气的热值q=8.4 X 107j/m3，水的比热容c4.2X103/ (kg °C)求：水(1) 烧开1L水，水需要吸收多少热量？(2) 若天然气炉具的效率是30%，则烧开1L水需要完全燃烧多少m3的天然气？5、某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化 的图线.若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2X103/(kg °C),煤的热值约为3X107j/kg.求:(1) 煤完全燃烧产生的热量；(2)经过6min时间加热，水所吸收的热量；(3)煤炉烧水时的热效率.温度兀SO 70 I厂II24& 时间Fmin6、小明学习了热学的有关知识后，知道水的比热容是4.2X103j/(kg C),他想估算一下自己家每天烧水做饭 需要的热量。于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每 天将30kg、20C的水烧开。小明家每天烧水做饭需要多少热量？如果普通煤的热值为3X107j/kg，从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克普通煤？小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤含煤0.5kg算，他家每天实际用煤2kg，由此小明计 算出他家煤炉的效率只有16.5%。你认为小明家煤炉效率低的原因是什么？从大的方面讲，家用煤除了热效率低、浪费能源的缺点外，另一个主要缺点是什么？7、太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一.某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2X106J的太阳能, 在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20C的水温度升高到40C .求：(1) 热水器中的水吸收的热量Q；水的比热容C=4.2X103j/(kg.C)(2) 热水器5小时内接收到的太阳能E； (3)热水器的效率n；(4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？(煤气的热值q=4.2X107j/kg,假设煤气燃烧放出 的热量全部被水吸收)8、某团队在海拔3000多米高山上野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为2L的水从10C加热到85C时， 共消耗了 5kg的干木柴，已知水的比热容为4.2X103J/ (kg. C)，干木柴的热值为1.2X107j/kg)。求：(1)干木柴完全燃烧放出的热量。(2)水吸收的热量。(3)铁锅烧水的的效率。(4)他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时，尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间。马铃薯还是煮不软，为什 么？参考答案1、解：(1)天然气完全燃烧放出的热量:Q =Vq=0.5m3X7.0X 107j/m3=3.5 X IO7J.放(2)水吸收的热量：Qns=cm (t-t°) =4.2X103/ (kg°C)X100kgX(70°C-20°C) =2.1X107.2. IX 107J(3)燃气灶的效率：n=°放 X100%=3.5汎 1O7Jx100%=60%.2、解：热水器中水的质量1分険玳=pF = l.OxlOg/ x 200= 200畑水吸收的热量Q =cm (t-t )=4.2X103j/(kg.°C)X200kgX(45°C20°C)=2.1X107j -2 分 吸 水0天燃气燃烧放出的热量Q囁 _ 2.1X107!T40%5.25X107 /5.25 X107/2分3、解：水吸收的热量为Q吸= c*m水(t tO),又因为天然气完全燃烧放出的热量为0放=，由题意可知：Q 吸=nQ放=nqV，则有：c水m水(ttO)=nqV，所需水的质量为：皿水=kg2.14kg。4、解：(1)由题意可知水的体积V1L=1X10-3m3水皿水=卩水"水=1-0X 103kg/m3X 1 X 10-3m3=1kg(1分)一标准大气压下水的沸点是100C水吸收的热量：0吸之水皿水(t t0)=4.2X103J/ (kg°C)X1kgX(100°C25°C) = 3.15X105(2分)(2)由得(2分)Q血二旳得玄糾 q &4皿1赫=1.210曲(2分)5、解：(1)煤完全燃烧产生的热量0 =mq=2kgX3X107j/kg=6X107j；放(2) Q/cm(t-t°) =4.2X1O3J/ (kg°C)X10kgX(80°C-20°C) =2.52X 106；Q服2. 52沉1 (/j(3) 煤炉烧水时的热效率n丿放X100%= &况X 100%=4.2%.6、(l)1.008X 107 J；0.336kg ；小明家煤炉效率低的原因是：一方面煤不能完全燃烧，另一方面煤燃烧放出的热量不能被水完全吸收，大部分的热量散失掉了。煤在燃烧过程中产生废渣、废气，造成环境污染。详解：利用Q K=cm七及©：!等公式进行计算，熟悉相关计算公式是解题的关键。吸小明家每天烧水做饭需要的热量即是水升温吸收的热量Qn”= c 水m 水( tt )=4.2X103j/(kg °C)X30kgX吸 水 水0(100°C-20°C)=1.008X 107 J。小明家每天烧水做饭需要的能量需要煤燃烧放出，即QjQ吸=1.008X 107则需要的煤的质量为m=Q放/q=1.008放 吸放X 107J/3X 107j/kg=0.336kg。小明家煤炉效率低的原因是：一方面煤不能完全燃烧，另一方面煤燃烧放出的热量不能被水完全吸收，大部 分的热量散失掉了。煤在燃烧过程中产生废渣、废气，造成环境污染。7、(1) 8.4X106J(2) 2.1X107J(3) 40%(4) 0.2kg8、解：(1)干木柴完全燃烧放出的热量Q 放=mq=5kgX 1.2X 10J/kg=6X 10J (3分)(2) 水的质量 m=pV=2X10-3m3X1.0X103kg/m3=2kg (2分)水吸收的热量：Q吸=c*m (t-t0)=4.2X103j/ (kg °C)X2kgX(85°C10°C) =6.3X105(2分)(3) n=Q 吸/Q 放X100%=6.3X105j/6X107jX100%=1.05%. (3分)(4) 水沸腾了很长时间马铃薯还是煮不软，这是因为海拔高度越高，气压越低，气压低，沸点降低，所以不易 把马铃薯煮软.(2分)