初中物理燃料的热值及其计算试题

2017年6月2日中央电视台报道，我国在南海海底实现“可燃冰”连续稳定产气22天，可燃冰燃烧时将化学能转化为　　能，完全燃烧热值为 $5.6\times {10}^{9}J/m^3$的可燃冰 $2m^3$，放出的热量是　　 $J$，相当于完全燃烧热值为 $2.8\times {10}^{7}J/m^3$的天然气　　 $m^3$放出的热量。

某汽车在水平地面上以25m/s的速度匀速行驶，行驶600s汽车发动机产生的牵引力所做的功为3×10⁷J，消耗汽油1kg（假设汽油在发动机气缸内完全燃烧，汽油热值取q＝5×10⁷J/kg，g＝10N/kg）。针对这一过程，求：

（1）汽车行驶的路程；

（2）汽车受到的阻力；

（3）汽车发动机的效率。

一杯质量为 $150g$，初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水，吸热后温度升高到 ${30}^{°}\text{C}$，所吸收的热量是　　 $J$；所需的热量如果由效率为 $30\%$的天然气灶来提供，则需要消耗天然气　　 $d{m}^3$．（天然气的热值为 $4.0\times {10}^{7}J/m^3)$

利用先进工艺和科学方法，可以使垃圾变废为宝。若从1吨垃圾中能提炼出 $140\mathit{kg}$燃料油，燃料油的热值为 $4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为　        　 $J$，这些热量可以使　        　 $\mathit{kg}$的水温度升高 ${50}^{°}\text{C}$． $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的，其中由机械能转化为内能的是　　冲程。已知汽油的热值为 $4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $2\mathit{kg}$汽油完全燃烧时释放的热量为　　 $J$．已知汽车防冻液比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，防冻液从 ${90}^{°}\text{C}$冷却到 ${20}^{°}\text{C}$的过程中，放出的热量为 $2.94\times {10}^{6}J$，则汽车防冻液的质量为　　 $\mathit{kg}$。

为了减少煤碳燃烧对环境的污染，达州市委要求推广使用天然气，天然气燃烧时，将　　能转化为内能，小王将质量为 $5\mathit{kg}$、温度为 ${20}^{°}\text{C}$的水烧开（在一个标准大气压下），水吸收了　　 $J$的热量；若他家每天需要3壶同样的开水，至少需要燃烧　　 $m^3$的天然气；如改用电热水壶烧水，则至少需要消耗　　 $\mathit{kW}·h$的电能 $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $q_{\mathit{天然气}}=1.68\times {10}^{7}J/m^3]$。

一单缸四冲程汽油机，飞轮转速为 $3000r/\mathit{min}$，则 $1s$对外做功　　次，若其效率为 $30\%$，消耗 $100g$汽油，对外做功　　 $J$．若水箱中 $5\mathit{kg}$水由 ${20}^{°}\text{C}$升高到 ${100}^{°}\text{C}$，水吸收　　 $J$热量 $\left(q_{\mathit{汽油}}=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}\right)$

太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一，如今太阳能热水器已走进了千家万户。如图，某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为 $2m^2$， $1m^2$面积上 $1h$接收到的太阳能平均为 $2.52\times {10}^{6}J$，若阳光照射该热水器 $5h$，可以使质量为 $80\mathit{kg}$的水温度升高 ${30}^{°}\text{C}$， $[c=4.2\times {10}^{3}J/(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C})$， $q_{\mathit{干木柴}}=1.2\times {10}^{7}J/\mathit{kg}]$，求：

（1）水吸收的热量。

（2）若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供，需要完全燃烧多少千克干木柴（假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收）。

（3）该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点。

如图是小宇家的电子式电能表。有一天他洗澡，关闭了家里其它用电器，只让家里标有“ $2000W$”的电热淋浴器正常工作，发现电能表指示灯闪烁了 $600\mathit{imp}$时。淋浴器内满箱水温从 ${23}^{°}\text{C}$升高到 ${43}^{°}\text{C}$，则消耗的电能是　　 $\mathit{kW}·ℎ$，通电时间是　　 $\mathit{min}$；如果水吸收的这些热由完全燃烧 $0.021m^3$的天然气提供 $(q_{\mathit{天然气}}=4.0\times {10}^{7}J/m^3{C}_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$不计热量的损失）；水箱内水的质量是　　 $\mathit{kg}$；水箱内水内能的改变是通过　　实现的；在用电吹风吹干头发时，发现吹热风比吹冷风更容易让头发变干，这是由于　　。

把 $1\mathit{kg}$初温为 ${35}^{°}\text{C}$的水加热到 ${85}^{°}\text{C}$，消耗了 $10g$的煤气，此过程水吸收的热量为　　 $J$，加热装置的效率为　　（煤气的热值 $q_{\mathit{煤气}}=4.2\times {10}^{7}J/\mathit{Kg})$。

为了减少煤碳燃烧对环境的污染，达州市委要求推广使用天然气，天然气燃烧时，将　　能转化为内能，小王将质量为 $5\mathit{kg}$、温度为 ${20}^{°}\text{C}$的水烧开（在一个标准大气压下），水吸收了　　 $J$的热量；若他家每天需要3壶同样的开水，至少需要燃烧　　 $m^3$的天然气；如改用电热水壶烧水，则至少需要消耗　　 $\mathit{kW}·h$的电能 $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $q_{\mathit{天然气}}=1.68\times {10}^{7}J/m^3]$。

小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华用容量为的水壶装满水，水的初温是，然后将水烧开。烧水前天然气表的示数是，水刚烧开时天然气表的示数变为，天然气的热值为，水的比热容，当地大气压为标准大气压。求：

（1）水吸收的热量（不计水的热量损失）；

（2）天然气完全燃烧放出的热量；

（3）天然气灶的效率。

昆明冬天的早晨，会看到嘴里呼出的“白气”，这是　　现象。“卡路里”简称“卡”，是热量的另一个单位，现在仍被广泛使用在营养计量和健身手册中。1卡是这样规定的：在一个标准大气压下，1克水温度升高 $1^{°}\text{C}$吸收的热量。那么1卡 $=$　　焦耳。一辆汽车发动机的效率是 $35\%$，那么该车完全燃烧 $1\mathit{kg}$汽油做的有用功是　　 $J$． $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $q_{\mathit{汽由}}=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}]$

可燃冰很容易发生　　（填物态变化名称）直接变为天然气，使它的体积在短时间内增大为原来的164倍，给开采、运输和储藏带来了困难。今年5月，我国已在世界上首次实现了可燃冰连续超过7天的稳定开采。若可燃冰的热值为 $1.38\times {10}^{10}J/m^3$， $1m^3$的可燃冰完全燃烧放出的热量相当于　　 $\mathit{kg}$汽油完全燃烧放出的热量。汽油的热值为 $\left(q_{\mathit{汽油}}=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}\right)$。

某物理兴趣小组的同学，用煤炉给 $8\mathit{kg}$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 $4\mathit{min}$内完全燃烧了 $1.4\mathit{kg}$的煤，水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，煤的热值约为 $3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，求：

（1）经过 $4\mathit{min}$时间加热，水所吸收的热量。

（2）煤炉烧水时的热效率。