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九年级物理解答题一般
题目
氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点,氢燃料新能源公交车逐渐在很多城市投放使用.氢的热值为1.4×108J/kg1.4\times 10^{8}J/kg,水的比热容为c=4.2×103J/(kgC)c=4.2\times 10^{3}J/\left(kg\cdot ^{\circ}\mathrm{C}\right)求:
(1)(1)质量为0.9kg0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)(2)若放出的热量全部被初温为20C20^{\circ}\mathrm{C}的水吸收后,水的温度升高到50C50^{\circ}\mathrm{C},则水质量是多少?
(3)(3)若放出的热量可以使恒定功率为1.4×105W1.4\times 10^{5}W的公交车匀速行驶99分钟,则氢燃料公交车的效率为多少?
知识点:功的计算II章节:第11章 简单机械和功 / 11.3 功

答案与解析

答案

(1)0.9kg\left(1\right)0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量:
Q=mq=0.9kg×1.4×108J/kg=1.26×108JQ_{放}=mq_{氢}=0.9kg\times 1.4\times 10^{8}J/kg=1.26\times 10^{8}J
(2)(2)由题意可知水吸收的热量:Q=Q=1.28×108JQ_{吸}=Q_{放}=1.28\times 10^{8}J
Q=cmΔtQ_{吸}=cm\Delta t得水的质量:m=QcΔt=1.26×108J4.2×103J/(kg•℃)×(5020)=1000kgm_{水}=\frac{{Q}_{吸}}{{c}_{水}Δt}=\frac{1.26×1{0}^{8}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×(50℃-20℃)}=1000kg
(3)(3)公交车的功率为P=1.4×105WP=1.4\times 10^{5}W,做功时间t=9min=540st=9\min =540s
根据P=WtP=\frac{W}{t}得公交车所做的功为:
W=Pt=1.4×105W×540s=7.56×107JW=Pt=1.4\times 10^{5}W\times 540s=7.56\times 10^{7}J
氢燃料公交车的效率为:η=WQ×100%=7.56×107J1.26×108J×100%=60%\eta =\frac{W}{{Q}_{放}}\times 100\%=\frac{7.56×1{0}^{7}J}{1.26×1{0}^{8}J}\times 100\%=60\%
答:(1)质量为0.9kg0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是1.26×108J1.26\times 10^{8}J
(2)(2)若放出的热量全部被初温为20C20^{\circ}\mathrm{C}的水吸收后,水的温度升高到50C50^{\circ}\mathrm{C},则水质量是1000kg1000kg
(3)(3)若放出的热量可以使恒定功率为1.4×105W1.4\times 10^{5}W的公交车匀速行驶99分钟,则氢燃料公交车的效率为60%60\%

解析

(1)0.9kg\left(1\right)0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量:
Q=mq=0.9kg×1.4×108J/kg=1.26×108JQ_{放}=mq_{氢}=0.9kg\times 1.4\times 10^{8}J/kg=1.26\times 10^{8}J
(2)(2)由题意可知水吸收的热量:Q=Q=1.28×108JQ_{吸}=Q_{放}=1.28\times 10^{8}J
Q=cmΔtQ_{吸}=cm\Delta t得水的质量:m=QcΔt=1.26×108J4.2×103J/(kg•℃)×(5020)=1000kgm_{水}=\frac{{Q}_{吸}}{{c}_{水}Δt}=\frac{1.26×1{0}^{8}J}{4.2×1{0}^{3}J/(kg•℃)×(50℃-20℃)}=1000kg
(3)(3)公交车的功率为P=1.4×105WP=1.4\times 10^{5}W,做功时间t=9min=540st=9\min =540s
根据P=WtP=\frac{W}{t}得公交车所做的功为:
W=Pt=1.4×105W×540s=7.56×107JW=Pt=1.4\times 10^{5}W\times 540s=7.56\times 10^{7}J
氢燃料公交车的效率为:η=WQ×100%=7.56×107J1.26×108J×100%=60%\eta =\frac{W}{{Q}_{放}}\times 100\%=\frac{7.56×1{0}^{7}J}{1.26×1{0}^{8}J}\times 100\%=60\%
答:(1)质量为0.9kg0.9kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是1.26×108J1.26\times 10^{8}J
(2)(2)若放出的热量全部被初温为20C20^{\circ}\mathrm{C}的水吸收后,水的温度升高到50C50^{\circ}\mathrm{C},则水质量是1000kg1000kg
(3)(3)若放出的热量可以使恒定功率为1.4×105W1.4\times 10^{5}W的公交车匀速行驶99分钟,则氢燃料公交车的效率为60%60\%

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