热学效率问题

热学效率问题： 一、热效率 1、我们生活的佳木斯地区，到了冬季，因日照时问短，太阳能热水器的水达不到所需温度，为此人们研制了太阳能、电能两用热水器．大鹏家最近就安装了一台这样的两用热水器，如图所示，铭牌如下： （1）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量？（1L=10-3m3） （2）大鹏将水箱装满水，只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时，需加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为热能） （3）在上述（2）情况下，加热器正常工作实际用了3小时，则此热水器的效率为多少？ （4）仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点？（写出一条即可） 2、每到夏收季节，高淳农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤，使50kg、20℃的水温度升高到80℃。（热值为2.4×107J/kg）求： （1）水需要吸收的热量。 （2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤。 3．一瀑布高70m，水从瀑布顶上流下，假设水的重力做的功全部转化为内能，其中60％被水吸收，水温能升高多少摄氏度？（C水=4.2×103J/(kg·℃)  g=10N/kg） 4、今年我省出现大面积干旱，造成农田缺水，严重影响农作物生长，为缓解旱情，很多地方采用柴油抽水机从江湖中引水灌溉。某柴油抽水机把湖水抬升4.5m流入沟渠，再去灌溉农田。已知在2h内抬升了1600 m3的水，此柴油抽水机的效率为40%，柴油的热值为4.5×107J/kg，g取10N/kg，求： （1）此柴油抽水机2h做了多少有用功？ （2）此柴油抽水机工作2h消耗了多少柴油？ （3）此柴油抽水机的总功率为多少千瓦？ 5．阅读下面的短文，回答问题 太阳能热水器 太阳能热水器利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活需要，它具有安全、节能、环保等优点。 如图21所示，太阳能热水器主要由两部分组成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空。如图22所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。 玻璃吸热管的工作原理如图22所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为热能，将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高到一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。 请回答以下问题： （1）玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，所受到的浮力＿＿＿重力。 （2）能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面？简单说明理由。＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 （3）将质量为100kg的初温为20℃的水加热到60℃，求这些水需要吸收多少热量？[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃] （4）某品牌太阳能热水器集热器面积为S＝2m2，热效率为η＝40%（即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的热能），该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P＝1.4×103W/m2（即平均每平方米每秒种太阳能辐射能为1.4×103J）。在第（3）小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热多少小时？ 二、力热转换效率 1、一辆汽车匀速行驶，速度为90km/h，匀速时阻力为920N，其发动机效率为30%，汽油热值为4.6×107J/kg.  求： （1）发动机的功率       （2）汽车匀速行驶300km做多少功       （3）匀速行驶300km消耗多少汽油 2、2005年12月起，我市开始推广使用乙醇汽油。乙醇汽油是由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的能源。乙醇汽油能有效改善油品的性能和质量。它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量。乙醇汽油的推广及使用，可以缓解因石油资源短缺而造成的经济压力，乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点。 小北湖风景秀丽，水面开阔，乘坐快艇是许多游客积极参与体验的水上娱乐项目。为了保护环境，小北湖风景区管委会改用乙醇汽油作为快艇的燃料。下表为某种快艇的部分技术： (1)请写出使用乙醇汽油的两点好处? ①_______________________________；②_____________________________。 (2)为保证安全，快艇上乘客的质量之和不得超过___________kg． (3)已知该快艇使用的乙醇汽油热值约为4.6×107J／kg，密度约为0.7×103kg／m3，它在水中匀速航行时所受的阻力f=1400N，若发动机的效率为25％，则该快艇匀速行驶46km耗油多少升 限载 6人 排水量 1.4t 油箱容积 40L 自身质量 1000kg         3、2010年12月30日通车的湛徐高速，使得从湛江市区到徐闻县海安港口全程只需约1个小时，从而使雷州半岛的居民从此真正进入湛江市“一小时生活圈”． 今年“五·一”期间，爸爸开车带着李兵从湛江市区出发沿湛徐高速到徐闻参观“大汉三墩”景点，汽车(包括车上的人和物品)质量为1.8×103kg，车轮与地面的总接触面积为0.09m2，当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机牵引力为1000N，效率为30％，汽油的热值为4．6×107 J／kg(假设汽油完全燃烧，g取10N／kg)．求： (1) 汽车静止时对路面的压强． (2) 汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率． （3）若汽车按照这种方式行驶，这次旅行全程往返250km，牵引力做的功是多少？李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg？ 4、一辆汽车，总重为1.2×104N，四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，该车在平直公路上匀速行驶1h，消耗汽油10L，汽油完全燃烧放出的热量有30％转化为机械能。(汽油的热值为4.6 ×10 7J／kg，密度为0.7 ×103kg／m3，g=10N／kg)求： (1)该车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少? (2)10L汽油完全燃烧放出的热量是多少? (3)这段时间内该汽车发动机的功率是多少千瓦?(功率的计算结果保留小数点后一位) 5、汽 车 已进 入 百 姓 家 庭 ，汽 车 发 动 机 性 能 的 好 坏 倍 受 人 们 关 注 。 在 汽 车 发 动机 的 设 计 过 程 中 ，既 要 考 虑 能 量 的 有 效 利 用 ，又 要 考 虑 发 动 机 的 冷 却 问 题 。汽 油 热 值 为 4.6×107Ｊ ／ ｋｇ，汽 油 密 度 为0.7×103 ｋｇ ／ ｍ３） （ １）为 了 防止 发 动 机 过 热 ，汽 车 的 冷 却 系 统 常 用 水 的 循 环 来 降 低 发 动 机 的 温 度 。5kg水 在 冷 却 系 统 中 温 度 升高 ５０℃，所 吸 收 的 热 量 是 多 少 ？ （ ２）10L汽 油 在 汽 车 发 动 机 汽 缸内 燃 烧 30ｍｉｎ，可 以 释 放 出 多 少 能 量 （假 设 汽 油 完 全 燃 烧 ） ？若 发 动机 输 出 的 功 率 是6×104Ｗ，则此 汽 车 发 动 机 的 效 率 是 多 少 ？（汽 车 发 动 机 效 率 的 计 算 结 果 精 确 到 １％） 6、“问道武当山，养生太极湖”，中外游客慕名前往武当山旅游观光。武当山景区推出了“山水一体游”项目，购进一批旅游观光艇（如图），其部分技术参数如下表：（取g=10N/kg，q 柴油=4.3×107J/kg， ） 求：（1）某旅游团队从武当山旅游码头乘坐观光艇以最大航速 行驶2小时的路程是多少？ （2）假设每位乘客的平均质量为60kg，观光艇满载乘客时，所受浮力是多少？ （3）观光艇以最大航速匀速行驶时，受到水的平均阻力是多少N？ （4）若这次航行共消耗柴油30L，则柴油发动机的效率为多大？ 7、今年长江中下游遭遇了50年以来最长时间的干旱，各地都在抽水抗旱。图20是某村抽水抗旱的示意图，水泵的流量为180m3/h（每小 时流出管口的水的体积），抽水高度H为12m。 （1）水泵的轴心距水面的高度h最大为多少? （2）该机械装置所做有用功的功率为多少? （3）带动水泵的动力装置为柴油机，每小时燃烧的柴油为1.25L。则整个机械装置的效率为多少? 8．一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程是25cm，做功冲程燃气产生的平均压强为9.84×105Pa，若飞轮的转速是600转/分钟，效率为30 ％，求汽油机在1小时内要消耗多少在汽油？（汽油的燃烧值为4.6×107J/kg）