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1、 专题学啥 专题15 热平衡方程一、热平衡方程1.对于一个与外界没有热交换的系统，一个物体放热，另一个物体吸热，且Q吸= Q放 当物体温度相同时，热交换停止。据此我们可以列出热平衡方程。（1）高温物体放热公式：Q放=c1m1(t01-t)（2）低温物体吸热公式：Q吸=c2m2(t-t02)2.热平衡方程思想拓展高温物体和低温物体混合达到热平衡时，高温物体温度降低放出的热量等于低温物体温度升高吸收的热量。这时Q放=c1m1(t01-t)，Q吸=c2m2(t-t02)。燃料完全燃烧放出的热量等于另外物体吸收的热量。这时Q放=qm1，或者Q放=qV，Q吸=cm2(t-t0)。电热器通电流放出的热量等
2、于另外物体吸收的热量，这时Q放=I2Rt（焦耳定律公式），Q吸=cm(t-t0)。利用热平衡方程可以求解很多问题，有时结合比例式，解题更简单。3.比热容（1）定义：我们把单位质量的某种物质温度升高（或者降低）1所吸收（或者放出）的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。符号：c。（2）公式： （3）常用单位：焦耳/(千克 ) （4）符号：J/(kg )（5）读作焦耳每千克摄氏度（6）同种物质来讲,比热容是一个确定的数值（相等的）,跟物体质量的大小,温度改变的多少，物体的形状、体积、位置等无关，它仅与物质的种类和状态有关。对不同物质来讲，比热容一般是不相同的。（7）记住水的比热容：c水42103J/
3、(kg)，物理意义为：1kg的水温度升高（或降低）1，吸收（或放出）的热量为42103J。因为水的比热容较大，所以水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热等。4.燃料完全燃烧放出热量（1）燃料完全燃烧释放出的热量公式为：Q放=mq。（2）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。二、解答与热量相关的综合应用题的思维方法和解题技巧首先阅题、思题，找出物
4、体原来的温度t。和升高到的温度（或降低到的温度）t，看看物体的质量m是多少，查查物质的比热容是多少，或者对常见的物质（如水）的比热容记住即可，有时题中或试卷前给出。对这些物理量做到心中有数。然后对物体温度升高的情况，可用公式Q吸=cm(t-to)列出方程，代入数值和单位求出物体应吸收的热量；对物体温度降低的情况，可用公式Q放=cm(to-t)列出方程，代入数值和单位求出物体应放出的热量。对燃料燃烧的问题，可用公式Q放=mq求解燃料燃烧放出的热量。（1）如果题中物体吸热的多少是由电阻放热提供，那么放出的热量可用焦耳定律Q放=I2Rt求出，利用Q吸=Q放建立方程，将把电学量与热学量紧密联系起来。（
5、2）如果题中物体吸热只吸收了电阻放热的80%，则可列方程Q吸=80%Q放，所求量一定在此方程中，用电器的效率问题也可迎刃而解。（3）如果物体吸收的热量完全由另外燃料燃烧获得，则可用Q吸=cm(t-to)和 Q放=mq结合Q吸=Q放来求出所要的物理量。（4）如果物体吸收的热量只吸收了燃料完全燃烧的80%，则可列方程Q吸=80%Q放，燃料的热效率问题也可迎刃而解。（5）其它方面与热有关的问题按以上思路都会找到解题技巧。注意：在计算时，题中各个物理量要一一对应，并且都要化为国际单位。 专题考法 【例题1】（2018内蒙古包头）A、B两物体质量相等，温度均为10；甲、乙两杯水质量相等，温度均为50。现
6、将A放入甲杯，B放入乙杯，热平衡后甲杯水温降低了4，乙杯水温降低了8，不考虑热量的损耗，则A、B两物体的比热容之比为（ ） A 4:9 B3:5 C2:3 D1:2 【例题2】（2019赤峰）利用先进工艺和科学方法，可以使垃圾变废为宝。若从1吨垃圾中能提炼出140kg燃料油，燃料油的热值为4.5107J/kg，则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为J，这些热量可以使kg的水温度升高50水的比热容为4.2103J/（kg） 专题操练 一、选择题1.（2018陕西）甲、乙两容器中装有质量相等的水，水温分别为25和75，现将一温度为65的金属球放入甲容器中，热平衡后水温升高到45，然后迅速取出金属球并
7、放入乙容器中，热平衡后乙容器中水温为（不计热量散失和水的质量的变化）（）A65 B 60 C55 D502.（2018山东东营）水的比热容为4.2103J/（kg），1kg水温度从50降低到20，放出的热量是（ ）A4.2103J B8.4104J C1.26105J D2.1105J二、填空题3（2019凉山州）现有0.028kg酒精，完全燃烧释放的热量为J，若这些热量完全被水吸收，可以使10kg的水，温度从20升高到q洒精3107J/kg，c水4.2l03J/（kg）4.（2018湖北孝感）截止到2018年，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。每辆汽车每年耗油1.8t，这些汽油完全燃
8、烧放出的热量为J（q汽油=4.6107Jkg）。当汽车从身边经过时，我们会闻到汽油味，说明汽油分子在不停地做 。5.（2018湖北仙桃）在一标准大气压下，把体积为2L，温度为20的水烧至沸腾，水至少需要吸收 J的热量。若不计热量损失，需要燃烧 kg干木柴（q干木柴=1.2107J/kg）。6.（2018湖南张家界）质量为1.5 g的水温度升高80，需吸收的热量是J；若用功率为1400W的电热水壶来提供这些热量，需要的时间为sc水=4.2103 J/（kg）7.（2018哈尔滨）我国在南海进行的可燃冰试采获得成功可燃冰是一种固态晶体，在常温压下会迅速（填物态变化）为气态它的热值约为1.41010
9、J/m3，2m3的可燃冰完全燃烧后可放出J的热量，若这些热量60%被水吸收，可以将kg的水从0加热到100（C水=4.2103J/（kg）8.（2018绥化）菜油最适宜的烹饪温度在150至180之间用天然气将质量为0.02kg的菜油从室温20加热到170，天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收则菜油吸收了J热量，燃烧了m3的天然气（取c菜油=2.0103J/（kg），天然气的热值为4107J/m3）三、综合计算题9（2019聊城）2019年5月6日，聊城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源，c水4.2103J/（kg）；q氢1
10、.4108J/kg）求：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15的水吸收，则水升高的温度；（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。10.（2018海南）某电热水器的铭牌如下表所示，现将冰箱装满水，电热水器正常工作时，把水从20C加热到60C已知C水=4.2103J/（kg），不计热量损失，求：（1）水吸收的热量；（2）加热所需要的时间 型号额定电压 220V加热功率 2000W 频率 50Hz水箱容量 50kg11
11、. （2018遵义）甲、乙两物体的质量之比为4:1,用两个相同的酒精灯分别给它们加热，（设酒精燃烧放出的热量全部被甲和乙吸收）。如图所示为甲、乙两物体的温度随时间的变化曲线，若甲的比热容为0.42103J(kg)，则乙的比热容是多少？ 12.（2018贵州毕节）图中是某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射段时间后，水温从10升高到50。水的比热容是4.2103J(kg)。试求： (1)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8107J，则这段时间该热水器的效率是多少?(2) 如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气；（天然气的热值为8.4l07Jm3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）13.（2018广西贵港）某太阳能热水器装有质量为200kg的水，在阳光的照射下，该热水器中的水的温度从15升高到65，求这些水吸收的热量是多少？水的比热容为4.2103J/（Kg）。14.（2018深圳）某太阳能热水器装有质量为200kg的水，在阳光照射下，该热水器中的水的温度从15升高到65，求这些水吸收的热量是多少？水的比热容为4.2103J/（Kg）5
