中考物理备考2023冲刺专题专练2 热量的综合计算附答案
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一、单选题
1.用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失),如图是A和B的温度随加热时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.A的比热容与B的比热容之比为1:2
B.A的比热容与B的比热容之比为2:3
C.都加热t时间,A和B吸收热量之比为1:1
D.A和B升高相同的温度,吸收热量之比为1:1
2.用相同的燃料分别对质量相等的甲、乙两种液体加热(不计热量损失)。如图所示是甲、乙的温度随加热时间变化的图像,下列说法中正确的是( )
A.沸腾前,升高相同温度,甲吸收的热量较多
B.4~8分钟,甲的内能在减小
C.乙内能增大时,温度一定升高
D.甲、乙的比热容之比为2∶3
3.甲、乙两物体的质量之比是3∶1,吸热之比是4∶1,则它们升高温度之比和比热容之比可能分别是( )
A.3∶4,1∶1 B.4∶1,1∶3 C.2∶6,2∶1 D.3∶2,1∶2
4.鲁能巴蜀中学刘老师在网上购买了一款网红55℃智能恒温暖水杯,此杯内胆中贮存了一种微米级传热材质,能很快将开水变成适饮的温水,而后又能将凉水变成适饮的温水,如图所示。为探究热材质的性质,刘老师将200g,100℃的开水倒入杯中摇晃一分钟后水温稳定在55℃,然后立即将热水倒掉,迅速加入200g,23℃的自来水再次摇晃一分钟后水温稳定在43℃,若忽略内胆及空间的热能消耗,该传热材质在整个实验过程中内能的改变量为( )
A.1.26×104J B.2.1×104J C.3.78×104J D.4.2×104J
5.一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J的热量,共计损失了4.8×107 J能量,下列说法错误的是
A.该柴油机的效率为40%
B.用来做有用功的能量为3.2×107 J
C.通过科技进步,在未来可以实现能量零损失
D.减少机械间的摩擦可以提高热机效率
6.据表格中数据,下列说法正确的是( )
物质
铁
铜
水
煤油
ρ/(kg·m-3)
7.9×103
8.9×103
1.0×103
0.8×103
c/[J(kg·℃)-1]
0.46×103
0.39×103
4.2×103
2.1×103
A.单位质量的铁温度升高1℃时吸收的热量是0.46×103J
B.1kg铜温度升高1℃时,吸收的热量是0.39×103J/(kg·℃)
C.煤油和水体积之比为2∶1,吸收热量之比为12∶5,则升高温度之比为3∶1
D.初温、质量相同的铁块和铜块,吸收相同的热量后相接触,内能从铁块转移到铜块
7.用两个相同的电热水器给质量同为2 kg的物体甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示。据此判断甲物质10 min吸收的热量为[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]( )
A.0.84×105 J B.1.2×105 J
C.2.52×105 J D.条件不足,不能计算
8.在一个标准大气压下,不计热量损失,把60kg,25℃的水加热到沸腾,需要完全燃烧热值为1.26×107J/kg的干木柴的质量为( )
A.15kg B.10kg C.1.5kg D.1kg
9.某四冲程汽油机的转速是1500r/min,那么在1min时间内,该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是( )
A.3000个,6000次 B.6000个,3000次
C.3000个,750次 D.750个,3000次
10.小明用酒精灯将质量为100g、初温为20℃的水加热到90℃(未沸腾),共燃烧了7g酒精[c水=4.2×103J/(kg℃,酒精的热值为q=3×107J/kg]。则( )
A.水吸收的热量是2.94×107J,效率为14%
B.水吸收的热量是2.94×104J,效率为14%
C.水吸收的热量是2.94×107J,效率为1.4%
D.水吸收的热量是2.94×104J,效率为1.4%
11.利用一燃气热水器对10kg 、20℃的水进行加热时,完全燃烧了0.105m3的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/kg·℃,煤气的热值为4×107J/ m3,该热水器烧水的效率是50%。下列说法中( )
①煤气完全燃烧放出的热量是 4.41×103J
②水吸收的热量是 2.1×106J
③水温升高了50℃
④加热过程中水的内能保持不变
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①②正确 D.只有②③④正确
12.某型号汽油机工作时的热损失情况是:汽缸散热损失30%,废气带走35%,机械摩擦损耗10%,由于汽油容易挥发等原因其利用率只有90%,则2kg能利用的汽油其完全燃烧(热值为4.6×107J/kg)获得的机械能是( )
A.2.48×107J B.3.02×107J C.0.88×107J D.2.07×107J
13.在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水,将一半热水倒入冷水杯内,冷水杯内的温度升高21℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内,冷水杯内的水温会升高( ).
A.9℃ B.8℃ C.6℃ D.5℃
14.冷水的质量为m,温度为t0,吸收一定的热量后,温度升高到t1,另有质量为2m的热水,放出同样多的热量后,温度也降到t1,那么热水原来的温度为( )
A.3t1−t02 B.2t1−t02 C.3t0−t12 D.3t0−2t13
15.甲、乙两台汽油机,甲的功率是乙的2倍,甲的效率是30%,乙的效率是20%,那么甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为( )
A.3:4 B.2:3 C.3:2 D.4:3
16.有一辆汽车在水平路面上用0.5h匀速行驶了36km,消耗汽油3 kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW,汽车(包括车上的人和物品)质量为1.5 t,车轮与地的接触总面积是0.5m2,汽油的热值为4.6×107 J/kg,g=10 N/kg。下列分析正确的是( )
A.该汽车对路面的压力等于l.5×104 N,该汽车克服阻力做的功是2.3×104J
B.该汽车通过这段路程的平均速度是200m/s,车对地的压强是30 Pa
C.该汽车的牵引力是1.5×104 N ,汽油燃烧放出的热量是1.38×108 J
D.该汽车发动机的效率是30%,该汽车的牵引力是1.15×103 N
二、填空题
17.酒精的热值3.0×107J/kg。如果完全燃烧42g酒精,放出的热量是 J;如果这些热量完全被25kg的水吸收,可以使水的温度升高 摄氏度。
18.用煤气灶把2kg,初温为30℃的水烧到80℃,消耗了20g煤气,已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107J/kg,则水吸收的热量为 J,煤气完全燃烧放出的热量为 J,煤气灶烧水的效率为 %。
19.有两块金属块,它们的质量之比m1:m2=1:3,比热容之比c甲:c乙=3:4,让它们吸收相同的热量后,升高的温度之比为 。
20.汽油的热值4.6×107J/kg。这个数值究竟有多大?有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小:一个60kg的人,从大厦的一楼步行至11楼(走了10层楼),每层楼的层高度为3m,则他克服重力做的功是 焦耳;如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等,需要汽油的质量是 克。(保留一位小数)
21.“西气东输”工程中,输送的燃料为天然气。这是利用了天然气 较大的特性,当0.05m3天然气完全燃烧可以放出的热量为4.2×106J,则天然气的热值为 J/m3,质量为5kg,温度为15℃的水完全吸收了这些热量后,它的末温为 ℃(在一个标准大气压下)。
22.如图所示,这是汽油机的 冲程中,在这一冲程中,它将燃料燃烧产生的 转化为 (选填“机械能”或“内能”)。如果一辆汽车行驶时消耗汽油7kg,那么这些汽油完全燃烧能放出 J的热量,若该汽车发动机所做的有用功为9.45×107J,则该发动机的效率为 。(汽油的热值为4.5×107J/kg)
23.小明同学用一种加热器将质量为100g的冰持续加热熔化直至沸腾,记录并绘制出温度随时间变化的图象如图所示。根据图象可以看出AB段的比热容 CD段的比热容(选填“大于”、“等于”,或“小于”),BC段所吸收的热量为 J;如果他用酒精灯加热,从开始加热直到刚好沸腾,消耗了28g酒精,则酒精灯的加热效率是 。(酒精的热值为3.0×107J/kg)
24.小丽探究煤炉的热效率时,用煤炉给10kg的水加热,此过程中水温随时间变化情况如图。若这些水从70℃升高到80℃燃烧了0.3kg的煤,则从50℃升高到70℃需要燃烧 kg的煤.烧水过程中, (选填“0~2min”、“2~4min”或“4~6min”)时间段内的热效率最高。[设相同时间内燃烧煤的质量相等]
25.小张驾驶一辆额定功率为35千瓦、效率为30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶,在额定功率下行驶1小时至少需要 L汽油(汽油的热值为3.5×107J/L);若行驶的速度为72km/h,则汽车受到的阻力为 N。
三、计算题
26.为了测定铅的比热容,把质量为200g的铅块加热到98℃,再投入到80g的12℃水中,充分混合后水的温度为18℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),若不计热损失,求:
(1)水吸收的热量;
(2)铅的比热容。
27.小明用天然气将质量为2kg的水从25℃加热到75℃,完全燃烧天然气放出的热量有20%被水吸收,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为3.5×107J/m3J。求:
(1)这些水吸收的热量;
(2)需要完全燃烧天然气的体积。
28.如图所示是一辆满载防疫物资的货车,质量为30t,静止时对水平地面的压强为3×105Pa。货车以15m/s的速度在平直公路上匀速行驶9km,消耗柴油10kg,发动机的输出功率为225kW。(g取10N/kg,柴油的热值q=4.0×107J/kg)求:
(1)货车车轮与水平地面接触的总面积是多少?
(2)货车受到的阻力是多少?
(3)货车发动机的效率是多少?
29.某野外考察队员使用酒精炉烧水,将1 kg的水从20 ℃加热到100 ℃,完全燃烧了22.4 g的酒精。水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),酒精的热值是3.0×107 J/kg。试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)酒精完全燃烧放出的热量是多少?
(3)该酒精炉的效率是多少?
30.太阳是离地球最近的一颗恒星,由于其内部深处的极高温度(约2×107℃)和极高压强(约2×1016 Pa),使原子的热核反应得以不断进行,从而通过太阳表面以光的形式向宇宙空间辐射出巨大的能量,这就是太阳能。
(1)利用太阳能的一种方式是用集热器把水加热。某太阳能集热器把质量为100kg、初温为20℃的水加热到80℃,水吸收的热量是多少?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)我国幅员辽阔,日照充足,一年可获得的太阳能约为3.6×1022J,这些太阳能相当于多少吨标准煤完全燃烧释放的能量?(q煤=3×107 J/kg)
31.随着我国经济社会发展,人们生活更加美好。我国农村地区也广泛使用了多挡位电热水器,如图甲为某一款多挡位电热水器,内部简化电路如图乙所示,根据电热水器的加热功率可以实现低挡位、中挡位、高挡位三个挡位工作,已知U=220V、R1=40Ω,R2=50Ω、c水=4.2×103J/(kg•℃)。
(1)将50kg的水从20℃加热到40℃,水吸收的热量是多少;
(2)当S1闭合、S2断开时,将50kg的水从20℃加热到40℃用时1h,求电热水器此挡位的加热效率;(保留一位小数)
(3)求该电热水器高挡位工作时的功率是多少?
32.如图是一个饮水机的工作原理图,其中R1和R2是阻值不变的发热电阻,下表是它的部分参数。[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃) ]求:
额定电压
220V
额定加热功率
2000W
额定保温功率
88W
(1)S1、S2都闭合时,饮水机处于哪种状态?
(2)1kg的水温度从20℃升高到80℃吸收的热量?
(3)饮水机正常工作时,加热效率为84%,则将1kg的水从20℃加热到80℃需用多长时间?
33.如图甲所示,A、B是两个底部装有完全相同的加热器的容器,加热器产生的热量90%可以被容器中的液体吸收,已知加热器每秒钟放出热量1000J。现将甲、乙两种液体分别倒入A、B杯中,其中甲液体的比热容3×103J/(kg•℃);让两个加热器同时开始工作,60s后停止加热,然后立即将质量为5.4千克的合金球迅速放入乙液体中(从球放入到达到热平衡不计热损失),它们的温度随时间变化图象如乙所示。
(1)加热60s时,乙液体吸收的热量为多少;
(2)甲液体的质量多少;
(3)合金球的比热容为多少?
34.随着科技的发展,无人驾驶技术日趋成熟。如图所示是利用5G网络实现远程驾驶的纯电动汽车,其质量为1.8t,车轮与路面接触的总面积为750cm2,该车在水平路面上匀速直线行驶12km,用时10min,这一过程中汽车发动机的功率恒为24kW。(汽油热值q=4.5×107J/kg,g取10N/kg)求:
(1)该车静止在水平路面上对路面的压强是多少?
(2)在这过程中汽车受到的阻力是多少?
(3)该车百公里消耗电能1.8×108J,若这些能量完全由燃烧汽油来获得,相当于完全燃烧汽油多少千克?
35.孝顺的小梅同学给爷爷网购了一台额定电压为220V的双档位电热足浴器。足浴器某次加热工作时的控制面板显示如图所示。
(1)足浴器在加热状态下正常工作时的电流是多大?
(2)足浴器装入质量为5kg,初温为20℃的水,当水温达到控制面板上显示的温度时,水吸收的热量是多少?加热所用的时间是多长?[不计热量损失,水的比热容 c水=4.2×103J/(kg⋅℃) ]
(3)若晚上用电高峰时的实际电压只有200V,足浴器的实际加热功率是多少?(计算结果保留两位小数,电热丝阻值不变)
36.小华家用的天然气热水器铭牌如下表所示,该热水器的铭牌标明了它的热效率,表示该热水器工作时,天然气完全燃烧所消耗的化学能,有多大比例转化为水内能。已知当时自来水的温度是15℃,热水器输出热水的温度为40℃,天然气的热值为3.2×107J/m3。
净重
14.3kg
控制方式
微电脑
额定流呈
16L/min
等级效率
84%
气源
天然气
(1)小华尝试估测该热水器的热效率,以核对铭牌上的数值是否准确。他把家里自动洗衣机的“水量”设置为40L,用热水器输出的热水注入洗衣机,当注入水的体积达到40L时洗衣机便会自动停止注水。注水前天然气表的示数是2365.89m3,注水后变为2366.05m3。估算该热水器的热效率?(结果保留至1%)
(2)已知当时自来水的温度是15℃,热水器输出热水设定的温度为40℃不变。小华在洗澡时将水温调至最高并按额定流量放出热水,洗澡前天然气表的示数是2366.05m3,洗澡后天然气表的示数是2366.55m3。按照铭牌上的等级效率计算他洗一次澡用了多长时间?(此过程中家里没有其他设备使用天然气)
答案解析部分
1.【答案】C
2.【答案】A
3.【答案】B
4.【答案】B
5.【答案】C
6.【答案】C
7.【答案】C
8.【答案】C
9.【答案】C
10.【答案】B
11.【答案】B
12.【答案】D
13.【答案】C
14.【答案】A
15.【答案】D
16.【答案】D
17.【答案】1.26×109;12
18.【答案】4.2×105;8.4×105;50
19.【答案】4:1
20.【答案】18000;0.39
21.【答案】热值;8.4×107;100
22.【答案】做功;内能;机械能;3.15×108;30%
23.【答案】小于;3.15×104;10%
24.【答案】0.3;0~2min
25.【答案】12;1750
26.【答案】(1)解:水吸收的热量Q吸=c水m水(t−t0水)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.08kg×(18℃−12℃)=2.016×103J
水吸收的热量2.016×103J。
答:水吸收的热量为2.016×103J;
(2)解:已知不计热损失,则Q放=Q吸=2.016×103J
由Q放=cm(t0−t)得:铅的比热容c铅=Q放m铅(t0铅−t铅)=2.016×103J0.2kg×(98℃−18℃)=126J/(kg⋅℃)
铅的比热容是126J/(kg⋅℃)。
答:铅的比热容是126J/(kg⋅℃)。
27.【答案】(1)解:根据吸热公式可知,水吸收的热量为Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃) ×2kg×(75℃-25℃)=4.2×105J
答:这些水吸收的热量为4.2×105J;
(2)解:由Q放×20%=Q吸得Q吸=Q放η=4.2×105J20%=2.1×106J
由热值计算公式可知,需要的天然气体积为V=Q放q=2.1×106J3.5×107J/m3=0.06m3
答:需要完全燃烧天然气的体积为0.06m3。
28.【答案】(1)解:货车的质量m=30t=3×104kg
货车受到的重力G=mg=3×104kg×10N/kg=3×105N
货车静止在水平地面上,对地面的压力大小等于它所受的重力,即F压=G=3×105N
货车车轮与水平地面接触的总面积S=F压p=3×105N3×105Pa=1m2
答:货车车轮与水平地面接触的总面积是1m2
(2)解:发动机的输出功率P=225kW=2.25×105W
由P=Wt=Fst=Fv
得牵引力F=Pv=2.25×105W15m/s=1.5×104N
由于货车做匀速直线运动,牵引力和阻力是平衡力,所以阻力f=F=1.5×104N
答:货车受到的阻力是1.5×104N;
(3)解:货车匀速行驶的路程s=9km=9×103m
牵引力做功W=Fs=1.5×104N×9×103m=1.35×108J
放出的热量Q放=mq=10kg×4×107J/kg=4×108J
发动机的效率η=WQ放=1.35×108J4.0×108J=33.75%
答:货车发动机的效率是33.75%。
29.【答案】(1)解:水吸收的热量Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(100℃−20℃)=3.36×105J
答:水吸收的热量是3.36×105J;
(2)解:酒精完全燃烧放出的热量是Q放=mq酒精=0.0224kg×3.0×107J/kg=6.72×105J
答:酒精完全燃烧放出的热量是6.72×105J
(3)解:酒精炉的效率η=Q吸Q放×100%=3.36×105J6.72×105J×100%=50%
答:酒精炉的效率50%。
30.【答案】(1)解:根据吸热公式可知,水吸收的热量Q吸=c水m(t1−t0)=4.2×103J/(kg⋅°C)×100kg×(80°C−20°C)=2.52×107J
答:水吸收的热量是2.52×107J;
(2)解:根据热值公式可知,需要完全燃烧标准煤的质量m=Qq煤=3.6×1022J3×107J/kg=1.2×1015kg=1.2×1012t
答:这些太阳能相当于1.2×1012吨标准煤完全燃烧释放的能量。
31.【答案】(1)解:将50kg的水从20℃加热到40℃,水吸收的热量是Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×(40℃−20℃)=4.2×106J
答:将50kg的水从20℃加热到40℃,水吸收的热量是4.2×106J;
(2)解:当S1闭合、S2断开时,只有R1工作,将50kg的水从20℃加热到40℃用时1h,电热水器此挡位的加热产生的热量为W=UIt=U2R1t=(220V)240Ω×1×3600s=4.356×106J
电热水器此挡位的加热效率η=Q吸W×100%=4.2×106J4.356×106J×100%=96.4%
答:电热水器此挡位的加热效率为96.4%
(3)解:当两开关都闭合时,两电阻并联,总电阻最小,电功率最大,为高温挡,故该电热水器高挡位工作时的功率是P总=P1+P2=U2R1+U2R2=(220V)240Ω+(220V)250Ω=2178W
答:该电热水器高挡位工作时的功率是2178W。
32.【答案】(1)解:由图可知,当S1、S2都闭合时,电路中只有R1工作;只闭合S1时,电阻R1、R2串联,串联电阻大于其中任一电阻,根据P=U2R可知,当电路中的电阻最小,电路中的电功率最大,所以当S1、S2都闭合时,饮水机处于加热状态。
答:S1、S2都闭合时,饮水机处于加热状态;
(2)解:水吸收的热量:Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg×(80℃−20℃)=2.52×105J
答:1kg的水温度从从20℃升高到80℃吸收的热量为2.52×105J;
(3)解:由η=Q吸W可得,饮水机正常工作时消耗的电能W=Q吸η=2.52×105J84%=3×105J
由P=Wt可知,需要的加热时间t=WP=3×105J2000W=150s
答:饮水机正常工作时,加热效率为84%,则将1kg的水从20℃加热到80℃需用150s。
33.【答案】(1)解:已知加热器每秒钟放出热量1000J,则加热60s时,加热器放出热量Q放=1000J/s×60s=6×104J
根据题意可知,乙液体吸收的热量Q乙吸=Q放×90%=6×104J×90%=5.4×104J
答:加热60s时,乙液体吸收的热量5.4×104J;
(2)解:由乙图可知,加热20s时,甲液体的温度从10℃升高到40℃,由题意可知,甲液体在20s内吸收的热量Q甲吸=Q放′×90%=1000J/s×20s×90%=1.8×104J
根据Q吸=cm(t﹣t0)可得,甲液体的比热容 m甲=Q甲吸c甲Δt=1.8×104J3×103J/(kg⋅°C)×(40°C−10°C)=0.2kg
答:甲液体的质量是0.2kg;
(3)解:由乙图可知,加热60s时,乙液体的温度从10℃升高到60℃,则加热60s乙液体升高的温度△t乙升=60℃﹣10℃=50℃
加热60s乙液体吸收的热量Q乙吸=c乙m乙△t乙升①
合金球放入乙液体后,乙液体的温度从60℃降低到40℃,则乙液体放热时降低的温度
△t乙降=60℃﹣40℃=20℃
合金球放入乙液体后,乙液体放出的热量Q乙放=c乙m乙△t乙降②
根据①②可得,乙吸收和放出的热量之比等于升高和降低的温度之比,则两过程中乙液体放出的热量与其吸收的热量的比值 Q乙放Q乙吸=Δt乙降Δt乙升=20°C50°C=0.4
所以Q乙放=Q乙吸=0.4×5.4×104J=2.16×104J
从球放入到达到热平衡不计热损失,则Q球吸=Q乙放=2.16×104J
由图甲乙可知,合金球放入乙液体后,合金球的温度从20℃升高到40℃,则合金球升高的温度△t球升=40℃﹣20℃=20℃
由Q吸=cm△t可得,合金球的比热容 c金属球=Q球吸m球Δt球升=2.16×104J5.4kg×20°C=0.2×103J/(kg⋅°C)
答:合金球的比热容为0.2×103J/(kg•℃)。
34.【答案】(1)解:汽车静止在水平地面上时,对地面的压力F压=G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N
对地面的压强 p=F压S=1.8×104N750×10−4m2=2.4×105Pa
答:汽车静止在水平地面上时,对地面的压强为2.4×105Pa;
(2)汽车在该路段的速度 v=st=12000m10×60s=20m/s
由 P=Wt=Fst=Fv
可得汽车的牵引力 F=Pv=24×103W20m/s=1200N
因汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,所以,在这一过程中汽车受到的阻力f=F=1200N
答:在这一过程中汽车受到的阻力为1200N;
(3)由题意知Q放=W总=1.8×108J
根据Q=mq可得,汽油的质量 m=Q放q=1.8×108J4.5×107J/kg=4kg
答:该车百公里消耗电能1.8×108J,若这些能量完全由燃烧汽油来获得,相当于完全燃烧汽油4kg。
35.【答案】(1)解:加热状态下正常工作电流为 I=PU=880W220V=4A
答:足浴器在加热状态下正常工作时的电流是4A
(2)解:水吸收的热量 Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×5kg×(42℃−20℃)=4.62×105J
若不计热量损失时,消耗的电能 W=Q吸=4.62×105J
加热时间 t=WP=4.62×105J880W=525s
答:足浴器装入质量为5kg,初温为20℃的水,当水温达到控制面板上显示的温度时,水吸收的热量是 4.62×105J ,加热所用的时间是525s
(3)解:正常工作时,足浴器在加热状态下的电阻 R=UI=220V4A=55Ω
电压为200V时的实际功率为 P′=U′2R=(200V)255Ω≈727.27W
答:若晚上用电高峰时的实际电压只有200V,足浴器的实际加热功率是727.27W。
36.【答案】(1)解:水的体积 V水=40L=40dm3=0.04m3
由 ρ=mV 得水的质量 m=ρV水=1.0×103kg/m3×0.04m3=40kg
水吸收的热量 Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg⋅℃)×40kg×(40℃−15℃)=4.2×106J
使用了天然气的体积 V气=2366.05m3−2365.89m3=0.16m3
天然气完全燃烧所消耗的化学能 Q放=qV=3.2×107J/m3×0.16m3=5.12×106J
该热水器的热效率 η=Q吸Q放=4.2×106J5.12×106J≈82%
该热水器的热效率82%。
答:该热水器的热效率82%。
(2)解:由题意可得,洗一次澡消耗的天然气的体积 V=2366.55m3−2366.05m3=0.5m3
这些天然气完全燃烧放出的热量 Q放=Vq=0.5m3×3.2×107J/m3=1.6×107J
水吸收的热量 Q吸=ηQ放=84%×1.6×107J=1.344×107J
根据 Q吸=cmΔt 可得水的质量 m=Q吸cΔt=1.344×107J4.2×103J/(kg⋅℃)×(40℃−15℃)=128kg
由 ρ=mV 可得,水的体积 V=mρ=128kg1×103kg/m3=0.128m3=128L
他洗一次澡用了的时间 t=128L16L/min=8min
他洗一次澡用了的时间8min。
答:按照铭牌上的等级效率计算他洗一次澡用了8min。
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