热量能综合题
1、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，如果水箱装水60 kg，玻璃盖面积为0.84 m2，地球上垂直于太线的外表太阳辐射热为7.56×104J/(min·m2)，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，随时调整水箱位置，使太总能垂直射入玻璃盖，请计算晒水4小时后水温升高多少？
解：由题意知太阳照射4小时水箱传递的太阳能为：
W太= aSt= 7.56×104J/(min·m2)×0.84 m2×4×60 min = 1.524×107J
根据水箱吸收太阳能的效率为50％，那么水箱中水所能吸收的热量为：
Q吸= W太×η =1.524×107J×50％ = 7.62×106J
根据Q吸=cm△t所以水箱的水温升高为：
△t = Q吸/cm = 7.62×106J/﹝4.2×103J/(kg•℃)×60kg﹞≈30.24℃
点评：由题意根据已有的经历写出类似的公式也是一种能力的表现，在考试中要引以重视。
2、空气能热水器是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运〞装置．其工作原理是：空气能热水器在工作时，吸收空气中的能量Q，消耗的电能为W，通过热交换使水吸收的热量为Q吸，即Q吸=Q+W，所以它的热效率〔Q吸/W的值〕可以到达300%～500%．某型号空气能热水器的热效率为400%，电功率为1400W，当用此热水器将100kg的水从15℃加热到55℃时[水的比热容为4.2×103J/〔kg．℃〕，干木柴的热值为1.2×107J/kg]．求：
〔1〕水吸收的热量；
〔2〕水吸收的热量相当于完全燃烧多少千克的干木柴所释放的热量；
〔3〕空气能热水器完成上述加热过程所用的时间．
分析：〔1〕知道水的质量、比热容、升高的温度，根据Q吸=cm〔t-t0〕求出水吸收的热量．
〔2〕由题知Q吸=Q放，知道水需要的热量和干木柴的热值，利用m=Q/q得到需要的干木柴质量．
〔3〕水吸收的热量如果用空气能热水器加热，利用中的η2=Q吸/W=Q吸/Pt列出等式，求出利用空气能热水器需要的时间．
解：〔1〕水吸收的热量：Q吸=cm〔t-t0〕=4.2×103J/〔kg•℃〕×100kg×〔55℃-15℃〕=1.68×107J；
〔2〕由题知，Q吸=Q放，需要的干木柴质量：m= Q放/ q=1.68×107J/1.2×107J/kg=1.4kg；
〔3〕由题意的η= Q吸/W=Q吸/Pt=400%，
即1.68×107J/1400W×t=400%解得t=3×103s
点评：空气能热水器属于新产品，针对新产品，重大事件设计物理问题，都是中考的热点，一定要关注．
力热综合题
1、随着国民经济的开展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L。假设这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，
所用汽油的热值为4.6×107 J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：(1)这些汽油完全燃烧放出的热量；(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
解：(1)10L汽油的质量为 m=ρV= 0.7×103 kg/m3×10×10-3m3= 7kg
      10L汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=7kg×4.6×107J／kg=3.22×l08J
(2) 10L汽油完全燃烧放出的热量转换成的机械功为
W有= Q放 η= Q放×30%=3.22×l08J×30%=9.66×107J
      所以轿车获得的动力为：F= W有/s =9.66×107J/100×103m=966N   
∵车匀速直线行驶          ∴f= F= 966N
2、如右上图所示，在抗震救灾中，解放军部队某战士用150kW的铲车清理废墟。假设铲车用5s匀速推进了3m，然后将1.5t的建筑废料举高3m装车运走，整个过程是连续的。假设柴
油发电机的热效率为34.5%。
〔q柴=3.3×107J/kg〕求：〔1〕在推土过程，铲车受到的阻力。 〔2〕在举高过程，铲车所做的功。
〔3〕整个过程消耗柴油多少千克？
解：〔1〕由s=v t得：    v=s/t=3m/5s=0.6m/s
∵铲车匀速前进，∴铲车受到的阻力f = F = P/V  =150×103W/0.6m/s = 2.5×105N
(2)铲车所做的功：W1=Gh=mgh= 1.5×103kg×10N/kg×3m = 4.5×104J
(3) 铲车匀速前进时做功：W2= Fs= 2.5×105N×3m = 7.5×105J
铲车整个过程做的总功：W=W1+W2=4.5×104 J +7.5×105J=7.95×105J
设柴油燃烧放出的热量为Q，由题意知Q×34.5%=W
那么Q= W /34.5%=7.95×105J /0.345=2.3×106J
由Q=m柴q得柴油的质量m柴=Q/q=2.3×106J÷3.3×107J/kg=0.07kg
3、某汽车发动机的功率为294KW，以36Km/h的速度匀速行驶，经过了200Km时，消耗汽油50kg，其中汽油的热值是46×107J/kg，求发动机的效率
解：汽车行驶完200所用的时间为：t = s/v =200km÷36km/h =2×104s
汽车共做功：W = Pt =2.94×104W×2×104s = 5.88×108J
汽油完全燃烧放出的热量为：Q= mq = 50kg×4.6×107J/kg = 2.3×109J
汽车发动机的效率为：η = W/Q = 5.88×108J÷2.3×109J = 25.6%
4、单缸汽油机的飞轮每分钟转300转，第三冲程燃气对活塞的压强为5×空气能汽车105Pa〔假设压强在整个过程中不变〕，活塞冲程长为0.3m，活塞的横截面积为120cm2，求这个汽油机的功率。
解： ∵每分钟飞轮转300转，∴每分钟做功n =300÷2 = 150〔次〕
燃气对活塞的压力F = p s    所以做一次功W = Fs = p SL
    所以1分钟做功 W总 = nW = n p SL
由P = W/t  得该汽车的功率：
  P = W总/t = 〔150×5×105 Pa×1.2×10-2m2×0.3m〕/ 60s = 4500 W
5、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成能，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〕
解：设水的质量为m，重力做功：W=Gh=mgh，由题知，Q吸=W×60%=mgh×60%，
∵Q吸=cm△t
∴水的温度的升高值：
△t= Q吸/ cm= mgh×60%/﹝4.2×103J/(kg•℃)×m﹞=10N/kg×70m×60%/4.2×103J/(kg•℃)=0.1℃．
6、目前，“节能减排〞已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视。
〔1〕大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的能局部转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶．请你将图7中汽油机工作时的能流图补充完整。
〔2〕发动机的效率是汽车的经济性能指标之一。厂家提供的某汽车出厂的局部参数如下：
①测试数据：汽车在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶时，百公里耗油量为V0(L)，发动机输出功率为P0(kW)；②使用燃料：93#汽油[热值为q0(J/kg)、密度为ρ0(kg/m3)］．
请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率。
解：〔1〕克制摩擦要耗能量；废气要带走热量。
〔2〕η = = = = =
点评：有些计算题为了突出物理原理和公式，减少数值的计算量，计算过程往往用代数式表达〔即象这题用字母表示结果〕
7、据估计，全国一年可产生城市生活垃圾约5.6×108t，燃烧生活垃圾释放的热量为我所用，是综合利用垃圾的一种方法。假设燃烧1t生活垃圾可以放出1.176×1010J的热量，问：
〔1〕1.176×1010J的热量相当于完全燃烧多少焦碳产生的热量" 
〔2〕1.176×1010J的热量可以在一个标准大气压下将多少体积的水由20℃加热到沸腾"
〔ρ水=1.0×103kg／m3，c水=4.2×103J／(kg·℃)，q焦碳=3.0×107J／kg〕
解：〔1〕∵Q = mq∴m焦碳=Q /q焦碳=1.176×1010J/3.0×107J／kg=392kg\〔2〕根据Q=c水m水Δt可得，1.176×1010J的热量可以在一个标准大气压下将多少kg的水由20℃加热到沸腾
m水= Q/c水Δt=1.176×1010J/4.2×103J／(kg·℃)×80℃=3.5×104kg
根据m水=ρ水V可得，被加热水的体积为V=m水/ρ水=3.5×104kg/1.0×103kg／m3=35m3
8、等地生产的混合动力汽车将效劳奥运．混合动力汽车启动时，燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量．
〔1〕根据以上描述，请你说出一种混合动力汽车不同于普通汽车的优点．．
〔2〕下表是某台混合动力汽车所用的镍氢蓄电池组的局部参数〔其中容量即为电荷量〕，
试求该蓄电池组最多可储存多少电能．
〔3〕测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间汽车燃机消耗燃油 4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的电能由最大值的60%增加到80%．从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如下列图所示．试计算该汽车燃机的效率〔不计燃机外机械传动及充电过程中的能量损失〕．