初中物理热传递改变物体内能计算题

如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃）。试求：

（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×10⁷J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5×10⁷J/kg）。
（4）说说使用太阳能热水器的一个优点。

小阳家的热水器内装有质量为5kg的水，该热水器中水的温度从20°C升高到40°C。求这些水吸收的热量。[水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃）]

质量为2kg的水，温度升高了50℃，求水吸收的热量。[水的比热容为4.2×10³ J/（kg·℃）]

(7分)阅读短文，回答问题：
如图所示是无锡创业科技园道路两边安装的一种“风光互补路灯”，它头顶小风扇，肩扛太阳能电池板，风扇在风中不停的转动，俨然一道亮丽的风景。它不需要挖路面埋管铺设输电线路，无风有光时，通过太阳能电池板发电，有风无光时通过风力发电机发电，二者皆备时同时发电，并可日夜为蓄电池充电。以一杆传统的路灯和该新颖路灯对比，“风光互补路灯”1年大约可以节省电能3.6×10⁹J，减少碳粉尘排放300kg。

请回答下列问题：
（1）对于风光互补路灯上的小风扇和太阳能电池板，下列说法正确的是

A．当无风时，小风扇和太阳能电池板既没有动能也没有重力势能

B．当气温为0℃时，小风扇和太阳能电池板均没有内能

C．白天太阳能电池板产生的电能转化成化学能储存在蓄电池里

D．夜晚无风时，储存在蓄电池里的电能转变为化学能

（2）若煤炭的热值为3×10⁷J/Kg，一盏这样的路灯每年可节约煤炭多少千克？
（3） 若每年节约的能量有14%被水吸收，可将多少千克的水由20℃加热到沸腾？（水的比热容为4.2×10³J/（kg.℃）、大气压强为标准大气压）
（4）这种风光互补路灯的优点有哪些？（答一点即可）

用简易太阳能热水器代替燃料加热水不仅很方便，还能节约能源，如果水箱内装有水60L，玻璃盖的面积为0 .84m ²,地球上垂直于太阳光线的表面辐射热为7 .56×10 ³J／﹙min· m ²）,水箱吸收太阳能的效率为50％，如果在不考虑水散热的情况下，随时调整水箱的位置，使太阳光总能垂直射入玻璃盖，请计算嗮水4h后水温升高多少？

太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息。
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1㎡面积上的太阳能。求：

（1）水在5h内吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m³的天然气；（天然气的热值为8.4×10⁷J／m³，天然气完全燃烧放出的热量50%被水吸收）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率。

人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页．钻木取火的一种方法是将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓．木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260℃时木棒便开始燃烧．因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0.25克．巳知：来回拉一次钻弓需1.0秒，钻弓长为s=0.25米，人拉钻弓的力为16牛顿，木头比热容c=2×10³焦／(千克·℃)，室温为20℃，问：
（1）人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少?
（2）人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25％被木棒尖端吸收，则1秒内可使木棒尖端温度提高多少℃?
（3）请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来?

五一假期，小明全家驾车从高淳到南京游玩，出发前，爱学习的小明收集了相关数据，整理成下表，请你根据表中数据完成相关计算．

轿车质量（kg）	1050
车轮与地面接触总面积（m^2）	0.15
高淳到南京距离（km）	100
预设行车速度（km/h）	90
行驶l km耗油量（g）	50
匀速行驶时受到的阻力（N）	2000

（1）匀速行驶lkm牵引力所做的功．
（2）全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量（q_汽油=4.6×10⁷/kg）．

小明家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水．经过一天照射后，温度升高到75℃，假设用煤烧水，水吸收的热量占煤完全燃烧放出的热量的10%，且已知水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃），煤的热值是3.0×10³J/kg．问
（1）热水器中的水升温吸收的热量为多少焦？
（2）如果用煤烧水，那么需要多少千克的煤？

沼气是当前已开发和使用的一种新型能源。通过将农村大量的秸秆、人畜粪便等发酵来获取沼气，利用沼气来烧水做饭、点灯照明．沼气的主要成分为甲烷，它燃烧后的产物是二氧化碳和水，对环境无污染．图所示是一农户沼气池及使用沼气的示意图．[水的比热容为4.2×10³ J／（kg·℃），沼气的热值约为1.9×10⁷ J／m³]

（1）沼气是         （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）若沼气灶前的沼气压强至少为0.5 kPa时，沼气灶能正常工作．根据图中压力表（实质上是一个U形管压强计，里面装有染成红色的水）的示数，通过计算说明，该农户此时，能否使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭?
（3）若沼气灶正常工作时，将一壶质量为2.5kg、温度为20 ℃的水烧开，需要消耗沼气0.13 m³．试估算沼气灶烧水的效率．
（4）推广使用沼气对新农村建设有什么好处?（写出一条即可）

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4.2×10⁶J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20℃的水温度升高到40℃．求：
(1)热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容C=4.2×10³J/(kg．℃)]
(2)热水器5小时内接收到的太阳能E；
(3)热水器的效率η；
(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=4.2×10⁷J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）

发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能与品质，现代汽车主要分汽油与柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的气缸。某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个气缸，其相关数据如下表所示：

1min内完成的 工作循环	2600次	93''汽油	气缸内汽油和空气的混合密度	1.35Kg/m^3
排气量	1.8L	热值	4.6×10^7(J/Kg)
发动机最大功率	75KW	空燃比	14:1

 
（1）汽车以100Km/h的速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1min内有用功       J。
（2）汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个气缸正常工作四个冲程的顺序是                  （对甲、乙、丙、丁重新排序），图所示的       冲程内燃机给汽车提供动力。

（3）汽车的排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大。空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。当汽车以100Km/h的速度匀速行驶时，根据表中数据求汽车发动机的效率。
（计算结果保留一位小数）

近年来，汽车逐步走进了普通百姓的家庭。
（1）现在汽车的发动机大多是用汽油作燃料的汽油机。如图所示的汽油机正处在
       冲程；

（2）由于过度开发和使用加剧了不可再生能源的消耗，现在很多地方正在使用乙醇汽油。乙醇汽油是一种由乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的替代能源，其中普通汽油体积占90％，乙醇（即酒精）体积占10%。某型号汽车使用上述乙醇汽油在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为920N，每行驶100km耗油10kg。则10kg乙醇汽油完全燃烧放出的热量是多少焦？（乙醇汽油热值q＝4.6×10⁷J/kg）
（3）该车此时的效率为多少？
（4）请写出使用乙醇汽油的好处是什么？（写出一条即可）

汽车是我们十分熟悉的交通工具，也包含丰富的物理知识：水作为汽车发动机的冷却剂，这是因为水的____________较大；发动机把热量传给水是通过         ___（填“做功”或“热传递”）的方式使水的内能增加的。

随着经济水平的不断提高，小汽车越来越多地走进了我市普通家庭。下表为小军家小汽车的相关数据：

总质量：1600kg	额定功率：100kW
车轮与地面的总接触面积：8.0×10^-2m^2	水箱容量：5L

（1）汽车发动机是汽油机，从能源可否再生角度来看，汽油是            能源；发动机工作时，____________冲程将内能转化为机械能。
（2）汽车上的散热器用水作为冷却剂，这是利用了水的             较大的性质。
（3）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为            Pa。（g=10N/kg）
（4）假若该车在水平路面上以40 kW的功率匀速行驶11.5min，消耗汽油1.5 kg，求小汽车发动机的效率。（q_汽油=4.6×10⁷Jkg）