《2020年基于核心素养下的34个中考物理特色专题专题34热学计算问题含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年基于核心素养下的34个中考物理特色专题专题34热学计算问题含解析（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题34 热学计算问题1.物体吸收或放出热量的公式计算物体吸收热量的公式为：Q吸=cm(t-t0)=cmt。计算物体放出热量的公式为：Q放=cm(t0-t)=cmt。其中,Q吸表示吸收热量,单位是J；c表示物体比热容,单位是J/(kg)；m表示质量,单位是kg；t0表示物体初始温度,单位是；t表示物体后来的温度,单位是。t=t-t0表示物体升高了的温度。t=t0-t,表示物理降低了的温度。2.燃料完全燃烧放出热量的公式燃料完全燃烧释放出的热量公式为：Q放=mq。气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为：Q放=qV。推导过程如下：说明：中的公式对固体、液体、气体、均适用。只对气体适用。两个公式的得
2、出都是根据热值的定义式得到的。其中,Q放表示燃料完全燃烧放出的热量,单位是J；q表示燃料的热值,单位是J/kg；m表示质量,单位是kg。V表示体积,单位是3。3.热效率公式（1）热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。热机的效率是热机性能的一个重要指标。汽车发动机的效率、飞机发动机的效率、轮船发动机的效率均属于热机的效率,其公式为：=。（2）炉具的热效率：天然气燃烧放出的热量是炉具提供的总热量,Q总=Q放,水吸收的热量是有用的热量Q有=Q吸,则=。（3）电热水器的效率：电热丝所产生热量为Q总,总=Q放,水需要吸收热量为Q有,有=Q吸,则=。【例题1】（2018济宁）将
3、盛有凉牛奶的瓶子放在热水中（如图所示）,通过方式改变牛奶的内能,图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象,则牛奶在加热过程中吸收的热量为Jc牛奶=4.2103J/（kg）【答案】热传递；2.1104。【解析】（1）改变内能方法：一是做功,二是热传递,物体放出热量、内能减少、温度降低；（2）知道牛奶的质量、比热容,求出温度升高值,利用吸热公式Q吸=cmt求牛奶吸收的热量。给牛奶加热的过程中,牛奶吸收热量、内能增加,是通过热传递方式改变了牛奶的内能；由图乙可知,牛奶升高的温度：t=4020=20,则牛奶吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）0.25kg20=2.1104J。【例
4、题2】（2019湖南省邵阳）如图所示,一平底热水壶,其质量为0.5kg,内底面积为180cm2有一次小军同学用该热水壶装了1.5L的水放在水平桌面上,测得壶中水深15cm,初温20请你通过计算回答：（1）此时水和热水壶的总质量是多少？（2）加热前水对壶底的压强多大？（3）在标准大气压下加热水至沸腾,水至少要吸收多少热量？水1.0103kg/m3,c水4.2103J/（kg）,g10N/kg【答案】（1）此时水和热水壶的总质量是2kg；（2）加热前水对壶底的压强为1.5103Pa；（3）在标准大气压下加热水至沸腾,水至少要吸收5.04105J热量。【解析】（1）水的体积：V水1.5L1.5103
5、m3,根据可得水的质量：m水水V水1.0103kg/m31.5103m31.5kg；则水和热水壶的总质量：mm壶+m水0.5kg+1.5kg2kg；（2）水深h15cm0.15m,则壶底受到水的压强：pgh1103kg/m310N/kg0.15m1.5103Pa；（3）1标准大气压下水的沸点是100,则水吸收的热量：Q吸c水m水（tt0）4.2103J/（kg）1.5kg（10020）5.04105J【例题3】（2018德州）在一个标准大气压下,用炉子将10kg的水从20加热至沸腾,燃烧了0.5kg的焦炭,已知水的比热容为4.2103J/（kg）,焦炭的热值为3.0107J/kg。求：（1）水
6、吸收的热量；（2）0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量；（3）炉子烧水的效率。【答案】（1）水吸收的热量是3.36106J；（2）0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量是1.5107J；（3）炉子烧水的效率是22.4%。【解析】知道水的质量、水的比热容和水的温度变化,根据Q吸=cm（tt0）求出水吸收的热量；知道焦炭的热值和质量,根据Q放=mq求出焦炭完全燃烧释放的热量；水吸收的热量和焦炭完全燃烧放出热量的比值即为炉子烧水的效率。（1）一个标准大气压下水的沸点为100,即需将水加热至100,水吸收的热量：Q吸=cm（tt0）=4.2103J/（kg）10kg（10020）=3.36106J；（2）0.5
7、kg焦炭完全燃烧释放的热量：Q放=mq=0.5kg3.0107J/kg=1.5107J；（3）炉子烧水的效率：=100%=100%=22.4%。一、填空题1.（2019贵州黔东南）小王路过加油站时闻到了汽油的气味,这是汽油分子作 ,汽油属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源；将质量为100kg、初温为20的水加热到40,水吸收了 J的热量c水4.2103J/（kg）。【答案】无规则运动；不可再生；8.4106。【解析】（1）闻到汽油味,这是扩散现象,说明汽油分子在不停地做无规则运动；（2）汽油属于化石能源,消耗后不可能在短时间内得到补充,属于不可再生资源；（3）水吸收的热量：Q吸c水m（t
8、t0）4.2103J/（kg）100kg（4020）8.4106J。2（2018泰安）标准大气压下,质量为0.5kg、温度为70的水放出4.2104J的热量,水的温度降低了c水=4.2103J/（kg）。【答案】20【解析】知道水的质量、放出的热量、比热容,利用Q放=cmt求水温度降低值。由Q放=c水mt可得,水降低的温度：t=20。3.（2018淄博）小红在实验室用酒精把质量是150g,初温是60的水加热到100,则水吸收的热量是J；若不计热损失,至少需要燃烧g酒精。c水=4.2103J/（kg）,q酒精=3.0107J/kg。【答案】2.52104；672。【解析】知道水的质量、水的比热容
9、、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cmt求水吸收的热量；由题知Q吸=Q放,再根据公式Q放=qm求出需要燃烧的酒精的质量。水吸收的热量：Q吸=cmt=4.2103J/（kg）0.15kg（10060）=2.52104J,不计热损失,Q吸=Q放=V酒精q,则V酒精=0.84103m3。由=可得,酒精的质量m=V酒精=0.8103kg/m30.84103m3=0.672kg=672g。4（2018青岛）质量之比为2：3的甲、乙两种液体,当它们吸收的热量之比为7：5时,升高的温度之比为6：5,则甲、乙的比热容之比为 。【答案】7：4。【解析】知道两物体的质量之比、升高的温度之比、吸收的热量之比,利用
10、吸热公式求甲乙两物体的比热容关系。由题知,m甲：m乙=2：3,t甲：t乙=6：5,Q甲：Q乙=7：5,因为Q吸=cmt,所以=,解得：=7：4。5（2019枣庄模拟）新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶装10kg液化气,液化气的热值取4.2107J/kg,则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是J,若放出的热量有40%被水吸收,在标准大气压下可把kg的水从20加热至沸腾。c水=4.2103J/（kg）。【答案】4.2108；500。【解析】（1）整瓶液化气完全燃烧释放热量：Q放=mq=10kg4.2107J/kg=4.2108J,（2）由题知,水吸收的热量：Q吸=Q放40%=4.210
11、8J40%=1.68108J,由Q吸=c水m水（tt0）得水的质量：m水=500kg。6（2018海南）在海滩上进行“沙疗”时,把人体埋在沙子里,沙子放出热量,人体吸收热量后体温升高,内能增加,这是通过（选填“做功”或“热传递”）来改变内能的；10kg的沙子温度降低1放出的热是J【已知c沙=0.92103J/（kg）】【答案】热传递；9.2103【解析】（1）把人体埋在沙子里,沙子放出热量,人体吸收热量后体温升高,内能增加,这是通过热传递来改变内能的；（2）10kg的沙子温度降低1放出的热量：Q放=c沙m沙t沙=0.92103J/（kg）10kg1=9.2103J7.（2019安徽省）假如完全
12、燃烧0.2m3天然气放出的热量全部被100kg初温为25的水吸收,可以使水的温度升高到_已知c水4.2103J/（kg）,q天然气4.2107J/m3。 【答案】 45 【解析】利用燃料完全燃烧放热公式Q放=mq求放出的热量；再由Q放=Q吸=cmt得到水升高的温度.完全燃烧0.2m3天然气放出的热量： Q放V天然气q0.2m34.2107J/kg8.4106J；根据Q吸cmtQ放可知,水温度升高值：tQ吸/cm20,水的末温度为：tt0+t25+2045。8（2019湖北滨州）用液化气灶烧水,把1.5kg初温为20的水加热到100,需要吸收的热量为 J若上述过程中完全燃烧了0.021kg液化气
13、,且只有60%的热量被水吸收,则液化气的热值为 J/kg。c水4.2103J/（kg）【答案】5.04105；4107。【解析】（1）水吸收的热量：Q吸cmt4.2103J/（kg）1.5kg（10020）5.04105J；（2）由题知,Q吸Q放60%m液化气q60%,需要液化气的体积：q液化气4107J/kg。二、选择题9（2018苏州）小李家使用的燃气热水器,将30kg的水从20加热到45,消耗了0.15m3的天然气。已知水的比热容为4.2103J/（kg）,天然气的热值为4107J/m3,则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是（）A水吸收的热量与水的末温成正比 B水吸收的热量是3.1
14、5105JC热水器的能量转化效率是52.5% D热水器的能量转化效率与环境温度无关【答案】C【解析】A由Q吸=cm（tt0）知,水吸收的热量与水的质量和升高的温度成正比,故A错误；B将30kg的水从20加热到45,水吸收的热量：Q吸=cm（tt0）=4.2103J/（kg）30kg（4520）=3.15106J,故B错误；C天然气完全燃烧放出热量：Q放=V天然气q=0.15m34107J/m3=6106J,热水器的能量转化效率：= Q吸 / Q放100%=52.5%,故C正确；D热水器的能量转化效率与环境温度有关,因为环境温度越低,加热的时间越长,其散失的热量越多,则热水器的能量转化效率越低,故D错误。10（2018武汉）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km,用时5min45s,消耗燃油1.5kg,已知汽车的牵引力是2000N,燃油的热值为4.6107J/kg,假设燃油完全燃烧。通过计算可知,下列结果正确的是（）汽车行驶
