滚动小专题(一) 热量的综合计算类型1 燃料烧水1．(2022·衡阳)2022年6月10日，作为中国大陆核电的发源地——秦山核电基地安全运行100堆年(一座核反应堆运行一年为一堆年)．被誉为“国之光荣”的秦山核电站从1991年12月15日投入运行开始，秦山核电基地一直保持安全稳定运行，目前每分钟的安全发电量相当于少消耗烟煤13.0t，减排二氧化碳约40.6t、二氧化硫约0.2t，氮氧化物约0.8t．秦山核电基地目前共有9台运行机组，年发电量约500亿千瓦时，是目前我国核电机组数量最多、堆型品种最丰富、装机容量最大的核电基地．(1)13.0t烟煤如果完全燃烧，放出的热量为多少？(烟煤的热值为2.9×107J/kg)(2)假设13.0t烟煤在煤炉中完全燃烧，放出的热量部分被水吸收，可以使4×105kg的水从20℃升高到100℃，求水吸收的热量为多少？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)](3)求煤炉加热水的热效率．(用百分数表示，结果保留两位有效数字)2．(2022·桂林)若家用天然气的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)．(1)完全燃烧0.04m3天然气放出的热量是多少？(2)若某新型天然气灶烧水的效率为40%，完全燃烧0.04m3天然气可使室温下5kg的水温度升高多少？3．天然气灶使用方便、经济环保．如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾，大约需要10min，已知：水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为3.5×107J/m3.求：(1)水吸收的热量；(2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气．3\n类型2 太阳能、电能(其他能)烧水4．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26℃的水，加热到46℃.求：(1)热水器中的水吸收的热量Q吸；[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)](2)热水器在5小时有效照射时间内接收到的太阳能E；(3)热水器在5小时有效照射时间内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量．(天然气的热值为7×107J/m3)类型2 热机效率5．某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上匀速行驶了36km，用时0.5小时，车的总质量为3×103kg，受到的阻力为车重的0.1倍，其中g取10N/kg.求：(1)该汽车牵引力所做的功；(2)已知这一过程消耗燃油1.5×10－2m3，则热机在这一过程中消耗的总能量(假设燃油完全燃烧，燃油密度为0.8×103kg/m3，燃油热值为4.5×107J/kg)；(3)该汽车发动机的效率；(4)若该汽车在平直的公路上匀速行驶的路程为s，发动机牵引力为F，其发动机效率为η，汽油的热值为q，请推导该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式m＝Fs/ηq.3\n滚动小专题(一) 热量的综合计算1．(1)13.0t烟煤如果完全燃烧，放出的热量：Q放＝mq＝13.0×103kg×2.9×107J/kg＝3.77×1011J (2)水吸收的热量：Q吸＝cm水Δt＝4.2×103J/(kg·℃)×4×105kg×(100℃－20℃)＝1.344×1011J (3)煤炉烧水的效率：η＝＝≈36% 2.(1)完全燃烧0.04m3天然气放出的热量：Q放＝Vq＝0.04m3×4.2×107J/m3＝1.68×106J (2)由题知，水吸收的热量：Q吸＝Q放×40%＝1.68×106J×40%＝6.72×105J 由Q吸＝cmΔt可得水升高的温度：Δt＝＝＝32℃ 3.(1)在一个标准大气压下，水沸腾时的温度t＝100℃水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×3kg×(100℃－20℃)＝1.008×106J (2)由η＝得，天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝＝＝1.68×106J 由Q放＝Vq得，烧开这壶水需要天然气的体积：V＝＝＝4.8×10－2m3 4.(1)水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(46℃－26℃)＝8.4×106J (2)热水器在5小时的有效照射时间内接收到的太阳能：E＝5×4.2×106J＝2.1×107J (3)根据题意知Q放＝E＝2.1×107J由Q＝Vq得，需要完全燃烧的天然气的体积：V＝＝＝0.3m3 5.(1)车重：G＝mg＝3×103kg×10N/kg＝3×104N 车受到的阻力：f＝0.1G＝0.1×3×104N＝3×103N 因为车匀速行驶，所以牵引力：F＝f＝3×103N 则牵引力做功：W有用＝Fs＝3×103N×3.6×104m＝1.08×108J (2)由ρ＝得消耗燃油的质量：m＝ρV＝0.8×103kg/m3×1.5×10－2m3＝12kg 燃油完全燃烧放出的热量(消耗的总能量)：Q放＝mq＝12kg×4.5×107J/kg＝5.4×108J (3)汽车的牵引力所做的功就是有用功，燃油完全燃烧放出的热量就是总功，则发动机的效率：η＝＝＝20% (4)因为Q＝mq，W＝Fs，又因为η＝＝所以η＝，由此可得：该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式：m＝3
