Nhiệt lượng Q tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn m(kg) nhiên liệu được tính bằng công thức:
Q = q.m
- Q là nhiệt lƣợng tỏa ra: J
- q là năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu: J/kg
- m là khối lƣợng của nhiên liệu bị đốt cháy hoàn toàn: kg
Chất q(J/kg) Chất q(J/kg)
Củi khô 10.106 Khí đốt 44.106
Than bùn 14.106 Dầu hoả 44.106
Than đá 27.106 Xăng 46.106
Than gỗ 43.106 Hiđrô 120.106
II. Bài tập cơ bản
1 Tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 54kg than củi; 20kg than đá.
Để thu được mỗi nhiệt lượng trên cần đốt cháy hết bao nhiêu kg dầu hỏa?
Cho q1 = 10.106J/kg; q2 = 27.106J/kg; q3 = 44.106J/kg Hướng dẫn giải
Tóm tắt đề:
Đề cho: m1 = 54kg ; m2 = 20kg ; q1 = 10.106J/kg q2 = 27.106J/kg; q3 = 44.106J/kg
Cần tìm: m3
Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 54kg than củi là:
Q1 = m1.q1 = 54.10.106 = 540.106J
Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 20kg than đá là:
Q2 = m2.q2 = 20.27.106 = 540.106J Do: Q1 = Q2 = Q3
Nên khối lượng dầu hỏa cần đốt để thu được mỗi nhiệt lượng trên là:
6
3 2
3 6
3 3
Q Q 540.10
m 12,3kg
q q 44.10
2 Gọi q1, q2, q3, q4 lần lượt là năng suất tỏa nhiệt của củi khô, than gỗ, than đá, khí đốt. Điều nào sau đây là đúng:
A. q1 > q2 > q3 > q4 B. q1 < q2 < q3 < q4 C. q1 < q3 < q2 < q4 D. q1 < q3 < q4 < q2
Hướng dẫn giải Theo số liệu sách giáo khoa:
q1 = 10.106J/kg; q2 = 43.106J/kg q3 = 27.106J/kg; q4 = 44.106J/kg Nên chọn đáp án: C
III. Giải bài tập A
C.1 Tại sao dùng bếp than lại lợi hơn dùng bếp củi?
C.2 Tính nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 15kg củi, 15kg than đá. Để thu được mỗi nhiệt lượng trên cần đốt cháy hết bao nhiêu kg dầu hỏa?
Hướng dẫn giải
C.1 Vì than đá có năng suất toả nhiệt lớn hơn củi. Ngoài ra, có thể nêu những lợi ích khác của việc dùng than thay củi như đơn giản, tiện lợi, góp phần bảo vệ rừng ...
Taây AÂu Chaâu AÂu
ẹoõng
Châu Đại Dửụng Nam Á
Nam Mó
Dự trữ Tieõu thuù Baéc Mó
Sản xuất
C.2 Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 15kg củi:
Q1 = q1.m1 = 10.106.15 = 150.106J
Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 15 kg than đá:
Q2 = q2.m1 = 27.106.15 = 450.106J Muốn có Q1 cần
6 1
6
Q 150.10
m q 44.10 = 3,41kg dầu hỏA Muốn có Q2 cần
6 2
6
Q 405.10
m q 44.10 = 9,2kg dầu hỏA B
1. Trong các mệnh đề có sử dụng cụm từ “năng suất tỏa nhiệt” sau đây, mệnh đề nào đúng?
A. Năng suất tỏa nhiệt của động cơ nhiệt B. Năng suất tỏa nhiệt của nguồn điện C. Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu D. Năng suất tỏa nhiệt của một vật
2. Hãy dựa vào bản đồ tiêu thụ, khai thác và dự trữ dầu ở hình bên dưới để chọn câu trả lời đúng cho các câu hỏi dưới đây:
Nếu duy trì mức độ khai thác dầu như trong bản đồ thì khi vực nào trên thế giới có nguy cơ cạn kiệt nguồn dự trữ dầu trong 10 năm tới?
A. Trung ẹoõng B. Đông Nam Á C. Baéc Mó D. Chaâu AÂu
3. Người ta dùng bếp dầu hỏa để đun sôi 2 lít nước từ 200C đựng trong một ấm nhôm có khối lượng 0,5kg. Tính lượng dầu hỏa cần thiết, biết chỉ có 30% nhiệt lượng do dầu tỏa ra làm nóng nước và ấm.
Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K, của nhôm là 880J/kg.K, năng suất tỏa nhiệt của dầu hỏa là 46.106J/kg.
4. Dùng một bếp dầu hỏa để đun sôi 2 lít nước từ 150C thì mất 10 phút.
Hỏi mỗi phút phải dùng bao nhiêu dầu hỏa? Biết rằng chỉ có 40% nhiệt lượng do dầu hỏa tỏa ra làm nóng nước.
Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4190J/kg.K và năng suất tỏa nhiệt của dầu hỏa là 46.106J/kg.
5. Tính hiệu suất của một bếp dầu, biết rằng phải tốn 150g dầu mới đun sôi được 4,5 lít nước ở 200C.
6. Một bếp dùng khí đốt tự nhiên có hiệu suất 30%. Hỏi phải dùng bao nhiêu khí đốt để đun sôi 3 lít nước ở 300C? Biết năng suất tỏa nhiệt của khí đốt tự nhiên là 44.106J/kg.
Hướng dẫn giải 1. Caâu C
2. Caâu C
3. Nhiệt lượng cần để đun nóng nước:
Q1 = m1.c1(t2 – t1) = 2.4200(100 – 20) = 672000J Nhiệt lượng cần để đun nóng ấm:
Q2 = m2.c2(t2 – t1) = 0,5.880(100 – 20) = 35200J Nhiệt lượng do dầu tỏa ra để đun nóng nước và ấm:
Q = Q1 + Q2 = 707200J
Tổng nhiệt lượng do dầu tỏa ra:
Qtp = 100 Q 100 (Q1 Q )2
30 30 = 2357333J Vì Qtp = mq, neân m = Qtp 2357333
q 46000000 = 0,051kg 4. Nhiệt lượng cần cung cấp cho nước:
Q = m.c (t – t2)
Q = 2.4190(100 – 15) = 712300J Nhiệt lượng do bếp dầu tỏa ra:
Qtp = 100Q
40 = 100.712300
40 = 1780750J
Nhiệt lượng này do dầu cháy trong 10 phút tỏa ra. Vậy khối lượng dầu cháy trong 10 phút là:
m = Qtp 17807506
q 46.10 = 0,0387kg Lượng dầu cháy trong 1 phút là: m ' m
10 = 0,00387kg 4g.
5. Nhiệt lượng dùng để làm nóng nước (nhiệt lượng có ích):
Q = c2.m2(t1 – t1) = 4200.4,5(100 – 20) = 1512000J Nhiệt lượng toàn phần do dầu hỏa tỏa ra:
Qtp = m1.q1 = 0,15.44.106 = 6,6.106J Hiệu suất của bếp dầu là:
H =
tp
Q .100 1512000.100
Q 6600000 = 22%
6. Nhiệt lượng cần để đun sôi nước (nhiệt lượng có ích):
Q = m.c (t – t2)
Q = 3.4200(100 – 30) = 882000J Nhiệt lượng do khí đốt tỏa ra (nhiệt lượng toàn phần):
Qtp = Q.100
30 = 882000.100
30 = 2940000J Lượng khí đốt cần dùng:
m = Qtp 29400007
q 4,4.10 = 0,07kg.
IV. Bài luyện tập
1 Trong các câu sau đây có sử dụng cụm từ “năng suất tỏa nhiệt”, những câu nào chưa chính xác?
A. Năng suất tỏa nhiệt của than đá là 27.106J/kg B. Năng suất tỏa nhiệt của một động cơ điện là thấp
C. Năng suất tỏa nhiệt của các loại nhiên liệu khác nhau, nói chung là khác nhau
D. Năng suất tỏa nhiệt của khí hidrô lớn hơn năng suất tỏa nhiệt của khí đốt thiên nhiên
2 Biết năng suất tỏa nhiệt của than bùn là q = 1,4.107J/kg. Nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn 25kg than bùn:
A. 35.106J B. 3,5.108J C. 0,56.106J D. 17,9.107J
3 Trên hình vẽ là đồ thị biểu diễn mối liên hệ giữa nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn hai nhiên liệu khác nhau (I) và (II) theo khối lượng được đốt cháy. Dựa vào đồ thị hãy cho biết thông tin nào sau đây là đúng?
A. Cùng đốt cháy một khối lượng như nhau, nhiên liệu (I) tỏa ra nhiệt lượng ít hơn.
B. Để tỏa ra cùng một nhiệt lượng như nhau, lượng nhiên liệu cần dùng (II) ít hơn.
C. Năng suất tỏa nhiệt của nhiên liệu (II) lớn hơn so với (I).
D. Khi đốt cùng một khối lượng nhiên liệu như nhau (II) cháy nhanh hơn (I).
4 Khi dùng bếp gas để đun sôi 2 lít nước từ 25oC người ta đã dùng hết 0,02kg gas. Tính nhiệt lượng đã bị mất mát trong quá trình đun nước.
Cho năng suất tỏa nhiệt của gas 44.106J/kg; nhiệt dung riêng của nước là c = 4200J/kg.K.
5 Một ôtô chạy với vận tốc V = 80km/h thì công suất máy phải sinh ra là 60kW. Hiệu suất máy là H = 30%. Hãy tính thể tích xăng cần thiết để xe đi được 160km. Cho biết khối lượng riêng của xăng D = 700kg/m3, năng suất tỏa nhiệt của xăng q = 4,6.107J/kg.
Q
O m
(I) (II)
6 Dùng một bếp dầu hỏa để đun sôi 2,5 lít nước từ 18oC. Hỏi phải dùng bao nhiêu dầu hỏa? Biết rằng chỉ có 40% nhiệt lượng do dầu hỏa tỏa ra làm nóng nước. Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và năng suất tỏa nhiệt của dầu hỏa là 44.106J/kg.
7 Tính hiệu suất của một bếp gas, biết rằng phải tốn 760g gas mới đun sôi được 45 lít nước ở 20oC. Lấy nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và năng suất tỏa nhiệt của gas là 44.106J/kg.
8 Người ta dùng bếp ga để đun sôi 2 lít nước từ 20oC đựng trong một ấm inox có khối lượng 0,4kg. Tính lượng ga cần thiết, biết chỉ có 70% nhiệt lượng do gas tỏa ra làm nóng nước và ấm; năng suất tỏa nhiệt của gas là 44.106J/kg; nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K và của ấm inox là 450J/kg.K.
9 Người ta đốt cháy hoàn toàn 5kg than đá. Với nhiệt lượng tỏa ra, có thể đun nóng được bao nhiêu lít nước từ 25oC đến 100oC?
Cho biết năng suất tỏa nhiệt của than đá là 34.106J/kg, và nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K. Hiệu suất sử dụng nhiệt là 30%.
10 Hiệu suất của một bếp dầu hỏa là 35%. Với lượng dầu hỏa là 50g có thể đun 8kg nước từ 25oC lên đến bao nhiêu độ?
Cho biết năng suất tỏa nhiệt của dầu hỏa là 44.106J/kg, và nhiệt dung riêng của nước là 4200J/kg.K.