初中物理燃料的热值及其计算试题

一台四冲程汽油机，其中　　冲程将机械能转化为内能；已知所用汽油的热值是 $4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，完全燃烧 $2g$汽油所释放的内能是　　 $J$，若热机效率为 $40\%$，燃烧 $2g$汽油转化的机械能是　　 $J$，若此机械能全部用于发热，能使质量 $1\mathit{kg}$的水，温度升高　　 ${}^{°}\text{C}$，（此空结果保留1位小数），已知水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$

有质量为 $5\mathit{kg}$，初温为 ${15}^{°}\text{C}$的水，吸热后温度升高到 ${95}^{°}\text{C}$，则需吸收的热量为　　 $J$；如果这些热量由天然气燃烧来提供，则至少需要燃烧热值为 $4.0\times {10}^{7}J/m^3$的天然气　　 $m^3$．（水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right))$

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 $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $q_{\mathit{天然气}}=1.68\times {10}^{7}J/m^3]$。

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 $\left(q_{\mathit{汽油}}=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}\right)$。

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 $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $q_{\mathit{天然气}}=1.68\times {10}^{7}J/m^3]$。

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 $q_{\mathit{煤气}}=4.2\times {10}^{7}J/\mathit{Kg})$。

按照规定，我国载货车辆的轮胎对地面的压强应控制在 $7\times {10}^5\mathit{Pa}$以内。某型号货车部分参数如表所示。王师傅在执行一次运输任务时，开着装满沙子的货车在一段平直的公路上匀速行驶 $15\mathit{km}$。 $(g$取 $10N/\mathit{kg}$，沙子的密度为 $2.4\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$，燃油的热值为 $4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

自重	$6\times {10}^{4}N$
车轮个数	10
每个轮胎触地面积	$3\times {10}^{-2}{m}^2$
车厢容积	$10m^3$

请解答该货车在本次运输过程中的下列问题：

（1）通过计算判断该货车是否超载？

（2）货车在这段公路上行驶时所受阻力为车总重的0.02倍，这段时间内货车牵引力所做的功是多少？

（3）货车在这一过程中消耗燃油 $4\mathit{kg}$，其热机效率是多少？

我们每天都在产生大量垃圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了 $200\mathit{kg}$燃料油，若燃料油的热值为 $4.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，则这些燃油完全燃烧放出的热量为　　 $J$，燃料油燃烧时发热，燃料油的化学能转化为　　能。

一定气压下，某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热，用字母 $\lambda$表示。在标准大气压下，用一个热效率为 $40\%$的酒精炉为热源，将 $50g$初温为 $0^{°}\text{C}$的冰全部熔化为 $0^{°}\text{C}$的水，共燃烧了 $14g$酒精，酒精的热值为 $3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$。求：

（1）冰熔化过程中吸收的热量；

（2）在标准大气压下，冰的熔化热 ${\lambda }_{冰}$。

小明家有一艘玻璃钢海钓船，底部平直，其参数如表所示（柴油热值 $q=4.3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $g=10N/\mathit{kg})$。

（1）不出海时，空船放置在水平沙滩上，船底与沙滩的接触面积为 $2m^2$，求船对沙滩的压强。

（2）小明一家人某次出海钓鱼，人员和钓鱼装备共 $300\mathit{kg}$，船匀速直线行驶 $4.3\mathit{km}$，船受到的阻力为总重力的0.5倍，发动机的实际输出功率为 $12\mathit{kW}$、消耗柴油 $1\mathit{kg}$（假设柴油完全燃烧）。求：船行驶的速度和发动机的效率。

为了减少环境污染，共建绿水青山的美好生态，我市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭，设天然气热值为 $4.2\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，完全燃烧 $0.2\mathit{kg}$天然气放出的热量为　　 $J$；若这些热量的 $25\%$被 $12.5\mathit{kg}$、 ${30}^{°}\text{C}$的水吸收，能使水的温度升高到　　 ${}^{°}\text{C}$． $\left(c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right)$

某载重汽车自重 $12t$，车轮与地面的总接触面积为 $0.5m^2$，汽车以 $72\mathit{km}/h$的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为 $210\mathit{kW}$，每行驶 $43s$消耗柴油 $700g$，柴油的热值为 $4.3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $g$取 $10N/\mathit{kg}$。下列说法中 $($　　 $)$

①完全燃烧 $700g$柴油放出的热量为 $3.01\times {10}^{9}J$

②该柴油发动机效率为 $30\%$

③汽车的牵引力为 $1.05\times {10}^{4}N$

④若公路所能承受的最大压强为 $8\times {10}^5\mathit{Pa}$，汽车最多能装载 $40t$的货物

A．只有①②正确B．只有③④正确C．只有①③正确D．只有②③正确

2019年5月6日，聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源， $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$； $q_{氢}=1.4\times {10}^{8}J/\mathit{kg})$求：

（1）质量为 $0.3\mathit{kg}$的氢燃料完全燃烧放出的热量；

（2）若这些热量全部被质量为 $200\mathit{kg}$，温度为 ${15}^{°}\text{C}$的水吸收，则水升高的温度；

（3）某氢能源公交车以 $140\mathit{kW}$的恒定功率做匀速行驶，如果 $0.3\mathit{kg}$的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。

$1\mathit{kg}$铀全部裂变，释放的能量不低于 $2000t$煤完全燃烧时释放的能量。已知煤的热值为 $3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，那么 $1.2\mathit{kg}$铀全部裂变，释放的能量至少为　　 $J$。

改革开放以来，我国人民的生活水平不断提高，汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以 $72\mathit{km}/h$ 的速度在平直公路上匀速行驶 $100\mathit{km}$ ，消耗了汽油 $6L$ ，汽车发动机功率为 $12\mathit{kW}$ ，已知：汽油的热值为 $q=4.6\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$ ，汽油的密度为 $\rho =0.7\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$ 。求该汽车匀速行驶 $100\mathit{km}$ 过程中：

（1）消耗汽油的质量；

（2）发动机所做的功；

（3）发动机的效率（百分号前保留整数）。