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比热容、热量和热机效率计算题1、质量为2kg 的某种物质,吸收8。
4×104J 的热量,温度升高20℃,它的比热容为多少J/(kg ·℃)? 解析:根据Q 吸=cm Δt 可得,它的比热容为c=Q 吸/m Δt =8.4×104J/2kg ×20℃=2.1×103J/(kg ·℃)。
2、某太阳能热水器中装有质量为50kg 的水,在阳光的照射下,该热水器中水的温度从25℃升高到45℃。
求这些水吸收的热量。
[水的比热容为4。
2×103J/(kg ·℃)]解析:Q 吸=cm (t —t 0)=4.2×103J/(kg ·℃)×50kg ×(45-25)℃=4.2×106J3 天然气灶烧水,燃烧0.5m 3的天然气,使100kg 的水从20℃升高到70℃。
已知水的比热容为c =4 。
2×103J/(kg •℃),天然气的热值为q =7.0×107J/m 3。
求:(1)0。
5m 3天然气完全燃烧放出的热量Q 放;(2)水吸收的热量Q 吸;(3)燃气灶的效率η。
解析:(1)0.5m 3天然气完全燃烧放出的热量Q 放=qV =7。
0×107J/m 3×0。
5m 3=3.5×107J/m 3。
(2)水吸收的热量Q 吸=cm Δt =4 .2×103J/(kg •℃)×100kg ×(70℃-20℃)=2。
1×107J 。
(3)燃气灶的效率η=Q 吸/Q 放=2.1×107J/3.5×107J/m 3=60%. 4、完全燃烧42g 焦炭所放出的热量,若有50%被2kg 、30℃的水吸收,则水温可升高多少℃?[c 水=4.2×103J/(kg ·℃),q 焦炭=3。
姓名班级 【例题】 1、 质量为10kg 的水温度从25C 升高到65C ,水吸收了多少热量?2、 质量为2kg 的沸水(100C ),温度降低了 60C ,水放出了多少热量?3、 一个质量为250g 的钢刀,加热到560T ,然后在空气中自然冷却,室温为 20C ,这把钢 刀在冷却过程中放出多少热量?若把这些热量给30 T 0.5 kg 的水加热,水温可以上升多少 度?升高到多少度?( c 钢=0.46 x 103J/(kg • 0c ))4、 把质量为2 kg 的热铁块,投入质量为5 kg 的水中,使水的温度升高了 23C ,那么铁块的温度 减低了多少 ?(铁的比热容 0.46 x 103J/(kg • 0c ))5、 在质量是500g 的铝壶里装2kg 的水,把这壶水从15 C 加热到100 C ,铝壶和水共要 吸收了多少热量?(铝的比热容 0.88x 103J/(kg • 0c )&某同学将一杯质量是 200g 、温度是5C 的冷水和一杯质量是100g 、温度是85 C 的热 水兑在一起,混合后的水温度最高是多少?【练习题】1、 一块金属的温度从300C 上升到500C ,所吸收的热量为Q1,从900C 降低70°C,所放出的热 量为Q2则( )A.Q1V Q2 B.Q1 > Q2 C.Q1 = Q2 D. 无法比较2、 已知c 水〉c 煤油〉c 干泥土,如果让质量初温相同的水煤油干泥土吸收相同的热量,那 么末温最高的是( )A. 水B. 煤油C. 干泥土D. 无法判断3、 甲乙两个物体,其质量、温度均相同,c 甲v c 乙,当它们放出相同的热量后接触,贝(( )A.乙物体温度传给甲物体B. 甲物体把热量传给乙物体C.甲物体吸热,乙物体放热D. 乙物体吸热,甲物体放热4、 给一定质量的水加热,其温度与时间的关系如图中a 线所示,若其他条件不变,仅将水 的质量增加,则图中温度与时间的关系图线正确的是( )A 、 aB 、 bC 、 c热量的计算D、d5、甲乙两物体比热容之比为1:3,质量之比为2 :3,若两者吸收热量之比为 2 :5,则甲乙两物体升高的温度之比为__________ 。
热量计算题(公式:Q =cm△t,Q放=mq,Q放=Vq,η=,η=×100%)1、把一个质量为500g的金属块,从80℃降低到30℃,放出的热量为3.5×103J,这种金属的比热容是多少?2、某一地热温泉每天出水量为2.5×104 kg,温泉水的初温是80 ℃,供暖后温度降低到40 ℃。
温泉水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)。
试求:(1)这些温泉水每天放出的热量是多少?(2)若这些热量由热值为3.0×107 J/kg的焦炭提供,至少需要完全燃烧多少kg的焦炭?3、某家庭用燃气热水器将质量为100 kg,温度为20 ℃的自来水加热到50 ℃,消耗的天然气体积为1 m3(假设天然气完全燃烧)。
已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为3.2×107 J/m3。
求:(1)天然气完全燃烧放出的热量。
(2)水吸收的热量。
(3)该热水器工作时的效率。
4、标准大气压下,质量为0.5kg、温度为70℃的水放出4.2×104J的热量,水的温度降低了多少℃?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
5、天然气热水器将40kg的水由22℃加热到42℃,水的内能增加了多少?若天然气燃烧放出的热量有84%被水吸收,需要消耗多少的天然气。
已知c水=4.2×107J/(kg•℃),q天然气=4×107 J/kg。
6、为了减少环境污染,部分农村地区改用液化气烧菜做饭。
某钢瓶装有液化气10kg,已知液化气的热值为4.2×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)求:(1)这瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是多少?(2)若(1)中放出的热量有40%被初温为20℃的水吸收,在标准大气压下可将多少质量的水烧开?7、2018年5月8日,全球首条智能轨道快运系统在湖南株洲试开通。
1.质量为2kg的水温度升高5℃。
求:水吸收的热量Q吸。
[c水=4.2×103J/(kg•℃)]2.用燃气灶烧水,使40kg的水从20℃加热到70℃,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。
求:(1)水吸收的热量是多少?(2)这些热量相当于多少体积的煤气完全燃烧放出的热量?(煤气的热值为4.2×107J/m3)3.汽油的热值q=4.6×107J/kg,质量为42g的汽油完全燃烧。
求:(1)释放的热量是多少J?(2)这些热量被一个标准大气压下5kg、10℃的水完全吸收,则水升温多少℃?4.汽车厂对某型号汽车进行测试,汽车以108km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了2.5min,汽车受到的阻力是3.0×103N,共消耗了1.2L燃油(假设燃油完全燃烧)。
若燃油的密度ρ=0.8×103kg/m3,热值q=4×107J/kg。
求:(1)汽车行驶的路程是多少?(2)汽车牵引力所做的功是多少?(3)汽车发动机的效率是多少?5.100cm3 可燃冰可释放约为1.5×10﹣2m3天然气。
已知q天然气=2.1×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)。
则:(1)求100cm3可燃冰释放出的天然气完全燃烧放出的热量;(2)若将上述的天然气通过燃气灶给水加热,可使1kg的水从20℃升高到65℃,求水吸收的热量;(3)求该燃气灶的热效率。
6.实验测得0.5kg某物质温度随时间变化的图象如图所示,已知物质在固态下的比热容为[c1=2.1×103J/(kg•℃)]。
假设这种物质从热源吸热的功率恒定不变。
根据图象(如图)解答下列问题:(1)求在最初的2min内物质吸收的热量;(2)求该物质在液态下的比热容。
7.有一根烧红的铁钉,温度是800℃,质量是1.5g,将它投入到某种液体中,该液体的初温是10℃,质量是26g,液体的温度达到20℃后不再升高。
类型二 热学计算题(解析版)热学计算一般包括“吸、放热计算”和“热量的利用效率问题”两种类型:1.一般吸、放热计算吸热公式:Q 吸=cm(tto)=cm △t放热公式:Q 数=cm(t0t)=cm4i燃烧放热公式:Q=mq 或Q 放=qV热平衡方程:Q 放=Q 吸2. 热量的利用效率问题:能量不能百分之百被利用,做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比叫效率,即η=W 有/W 总×100%=cm △t/mq ×100%.锅炉、太阳能热水器等设备的效率也可利用公式η=Q 有/Q 总×100%的计算,解答有关效率的计算,关键是要弄清楚哪部分能量是有效利用的能量,哪部分能量是总的能量。
练习题1.某中学用燃气锅烧水为全校师生提供日常饮水。
把质量为100kg ,初温为20︒的水加热至沸腾(在1个标准大气压下),共燃烧了31m 天然气。
已知水的比热容为()34.210J/kg C c =⨯⋅︒,天然气的热值为734.210J/m q =⨯,求:(1)水吸收的热量;(2)该燃气热水器烧水时的热效率。
【答案】(1)3.36×107J ;(2)80% 【解析】解:(1)由Q cm Δt =,水吸收的热量()()34.210J/kg C 100kg 100C 20C Q c m t =∆=⨯⋅︒⨯⨯︒-︒水水水水73.3610J =⨯水吸收的热量为3.36×107J 。
(2)天然气放出的热量7337=4.210J/m 1m 4.210J Q vq =⨯⨯=⨯放燃气热水器烧水时的热效率773.3610J 100%=100%80%4.210JQ Q η⨯=⨯⨯=⨯水放 燃气热水器烧水时的热效率为80%。
答:(1)水吸收的热量为3.36×107J 。
(2)燃气热水器烧水时的热效率为80%。
2.某家庭用的煤气热水器,将 4 kg 的水从20℃加热到45℃,完全燃烧了0.021m 3的煤气。
比热容、热量和热机效率复习计算题(附答案)1、一种物质质量为2kg,吸收8.4×104J的热量,温度升高20℃,求其比热容。
答案:比热容为c=2.1×103J/(kg·℃)。
2、太阳能热水器中装有质量为50kg的水,温度从25℃升高到45℃,求水吸收的热量。
答案:水吸收的热量为Q=8.4×105J。
3、燃烧0.5m3的天然气,使100kg的水从20℃升高到70℃,求天然气完全燃烧放出的热量、水吸收的热量和燃气灶的效率。
答案:(1)天然气完全燃烧放出的热量为Q=3.5×107J;(2)水吸收的热量为Q=3.5×107J;(3)燃气灶的效率为η=50%。
4、完全燃烧42g焦炭所放出的热量,若有50%被2kg、30℃的水吸收,则水温可升高多少℃?答案:水温可升高ΔT=42℃。
5、10台太阳能热水器装满水时,温度从15℃升高到65℃,求吸收的热量和需要的天然气量。
答案:(1)吸收的热量为Q=8.4×107J;(2)需要的天然气量为m=4.2kg。
6、太阳能热水器中注入50kg的水,阳光照射一段时间后,水温从10℃升高到50℃,求吸收的热量和效率,以及用煤燃烧提供同样热量需要的煤量。
答案:(1)吸收的热量为Q=8.4×106J;(2)效率为η=30%;(3)需要的煤量为m=0.8kg。
7、小汽车以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的实际功率为20 kW,行驶100km,求运动的时间、发动机所做的功和消耗汽油的质量。
答案:(1)运动的时间为t=1.39h;(2)发动机所做的功为W=7.2×107J;(3)消耗汽油的质量为m=4.35kg。
mcΔt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(90-20)℃=1.89×106J。
因为燃气放出的热量有30%转化为机械能,所以机械能为Q放0.3=1.05×107J。
热量计算组卷1.一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量约为8.4×106J,这些能量相当于完全燃烧0.7kg的干木柴才能得到.将这些干木材放在煤炉中用来烧水,可以使8kg的水温度升高50℃,已知水的比热容为4.2×l 03 J/(kg.℃).求:(1)干木材的热值.(2)8kg的水温度升高50℃所吸收的热量.(3)此煤炉烧水时的效率.2.将质量为4千克的水加热,水温升高了50℃.求:水吸收的热量Q吸.[c水=4.2×103焦/(千克•℃)].3.质量为1千克的铝块温度升高了20℃,求铝块吸收的热量Q吸.[c铝=0.9×103焦/(千克•℃)].4.邻水县的煤炭资源比较丰富,在我县广阔的农村,人们普遍采用烧煤的方式来烧水与做饭.问:(1)煤炭是能源(选填“可再生”或“不可再生”).(2)小康用烧煤的方式给一锅装有初温为20℃的水加热,水吸收1.68×106J热量,温度升=4.2×103J/(kg•℃)].高了40℃,则水的质量为多少kg?[c水5.质量为5kg的水,温度从30℃升高到50℃,需要吸收多少热量?(已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃))6.某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水,他们利用煤气灶烧水,需燃烧0.8kg煤气.已知煤气的热值q=4.2×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃).求:(1)50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量;(2)完全燃烧0.8kg煤气放出多少的热量.7.质量为2kg的金属,温度从25℃升高到105℃,吸收的热量是7.52×I04J.求这种金属的比热容.8.一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.若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,已知:所用汽油的热值为4.6×107J/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.9.用燃气灶烧水,燃烧0.5kg的煤气,使50kg的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg.求:(1)0.5kg煤气完全燃烧放出的热量.(2)水吸收的热量.(3)燃气灶烧水的效率.10.小星家的太阳能热水器,水箱容积是200L.小星进行了一次观察活动:某天早上,他用温度计测得自来水的温度为20℃,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃.请你求解下列问题:(1)水箱中水的质量;(2)水吸收的热量【c=4.2×103J/(kg•℃)】;水(3)如果水吸收的这些热量,由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为40%,求至少需要燃烧多少煤气?(煤气的热值为q=4.2×107J/kg)11.小星用燃气灶将质量为2kg,温度为25℃的水加热到100℃,则水要收多少热量?该燃=4.2×103J/(kg•℃),燃气的热气灶的效率为25%,则加热这些水需要燃气多少千克?[C水值是4.5×107J/kg].12.同种物质组成的甲、乙两物体,它们的质量之比是2:1,吸收的热量之比是1:2,则甲、乙两物体的比热容之比为,它们升高的温度之比是.13.用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋内能是通过的方式改变的.如果水的质量是lkg,=4.2×l03J/(kg•℃)].初温为20℃,鸡蛋取出时水温为30℃,水吸收的热量为多少J.[c水14.有一种太阳能热水器,铭牌上的部分参数如下表所示.将它安装在阳光充足的水平台面上,并送满水.型号JL﹣88水容量/L80自身质量/kg40(1)晴天平均每平方米的面积上,每小时接收的太阳能约为2.8×106J.若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2,每天日照时间按8h计算,则它一天中接收的太阳能(E)约为多少?(2)若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使水温升高多少?[c=4.2×103J/水(kg•℃)]15.比热容反映了物质的能力.小雪给水加热,使其从20℃升高到40℃,水吸收的热量为4.2×105J,则水的质量是kg.16.某电热水壶的铭牌如表所示,当此电热水壶正常工作时,用时8分钟将额定容量的水在一个标准大气压下从20℃加热到沸腾,求:(1)水吸收的热量为多少?(2)此电热水壶的效率为多少?型号WS﹣1217额定电压220V额定功率1200W额定容量 1.2L17.太阳光垂直照射时,每平方厘米的面积上每年共获得4.3×105焦的热量,用这些热量给水加热,可以使多少质量的水从温度15℃升高到55℃?这些热量与完全燃烧多少汽油放出的热量相等?18.“可燃冰”作为新型能源,或为未来替代能源,其热值q=4.2×107J/kg.(1)用“可燃冰”烧水,0.1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为多少?(2)若加热效率仅为50%,则被水吸收的热量是多少?19.小华同学家的太阳能热水器,水箱容积是200L,小华进行了一次观察活动:某天早上,他用温度计测得自来水的温度为20℃,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃,.求:(1)水吸收的热量是多少?(2)如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为40%,求至少需要燃烧的煤气的质量是多少?.(c=4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为q=4.2×107J/kg)水20.如图所示是一定质量的冰升温及熔化过程,从加热开始到冰开始熔化,冰吸收了4.2×103J的热,不计热量损失.(1)冰熔化后的升温过程吸热多少?=4.2×103J/(2)若加热方式始终不变,整个过程冰的内能增加多少?【水的比热容c水(kg•℃)、冰的比热容c=2.1×103J/(kg•℃)】冰21.某工厂利用地热温泉水辅助冬季供暖.地热温泉每天出水量为2.5×104kg,温泉水的初温是80℃,供暖后温度降低到40℃.温泉水的比热容是4.2×103J/(kg•℃).试求:(1)这些温泉水每天放出的热量是多少?(2)若这些热量由热值为3.0×107J/kg的焦炭提供,至少需要完全燃烧多少千克的焦炭?22.用锅炉将200kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量是多少?如将这些水送到15m 高的楼上,对水做的功是多少J?如提水时所做的总功是4×104J,则机械效率是多少?[水的比热容4.2×103J(kg•℃)].23.用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃,消耗了10g煤气.已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg,求:(1)水吸收的热量为多少?(2)煤气完全燃烧放出的热量为多少?(3)煤气灶烧水的效率为多少?24.设计汽车发动机时,既要考虑能量的利用效率,也要考虑发动机的冷却问题.(1)为了防止发动机过热,汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度.5kg水在=4.2×103J/(kg•℃)]冷却系统中升高50℃,所吸收的热量是多少?[C水(2)柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时,如果每分钟释放1.2×107J的能量,发动机输出的功率是8.5×104W,则此汽车发动机的效率是多少?25.小高家里原来用液化石油气烧水,每天用60℃的热水100kg.她参加“探究性学习”活动后,在老师和同学的帮助下,制造了一台简易的太阳能热水器.(1)若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃,这些水吸收的热量是多少?(2)若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收,她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg?(液化石油气的热值是8.0×107J/kg)26.随着生活条件的改善,小明家住上了新楼房,新楼使用的是天然气.小明想:将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢?他通过实践收集如下数据:水壶里装入2kg温度为20℃的水,大火加热直至沸腾.又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3.[气压为1标准大气=4.2×103J/(kg•℃)]压;c水(1)烧开这壶水,水需要吸收多少热量?(2)如果小明家天然气炉具的效率是40%,烧开这壶水,需要燃烧多少m3的天然气?27.质量为1kg的铁锅内装有3kg的水,如果它们共吸收6.74×105J的热量,则上升的温度是多少?〔铁的比热容为0.88×103 J/(kg•℃)〕28.如图是一种家用电熨斗,该电熨斗金属底板质量500g,预热时使金属底板的温度从20℃升高到熨衣服所需的220℃,电熨斗需要正常工作1min 40s,金属底板的比热容为0.46×103J/(kg•℃).若电熨斗发热体放出的热量有92%被金属底板吸收,求预热时:(1)金属底板吸收的热量;(2)电熨斗的额定功率.29.某太阳能热水器水箱中装有100kg的水,阳光照射一段时间后,水温从20℃升高到40℃.水的比热容是4.2×103J/(kg.℃).试求:(1)这段时间水吸收的热量是多少?(2)焦炭的热值是 3.0×107J/kg,这些水吸收的热量相当于完全燃烧多少千克焦炭放出的热量?(3)该热水器加热水的效率为40%,这段时间内热水器接收到的太阳能是多少?30.小明在家使用的是天然气烧开水,小明想:怎样计算天然气的热值呢?他通过实践收集如下数据:水壶里放入2000cm3、20℃的水,大火加热直至沸腾,天然气灶具的效率是40%,消耗天然气0.021m3,(气压为1个标准大气压;c水=4.2×103J/(kg•℃)]求:(1)烧开这壶水,水需要吸收多少热量?(2)天然气的热值是多少J/m3?31.汽车给我们的生活提供了便利,某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km 消耗了汽油2kg.(1)请计算2kg汽油完全燃烧,放出的热量.(q=4.6×107J/kg)汽油(2)已知车以72km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率为12kW,求汽车受到的阻力.32.现在我市许多家庭浴室使用天然气热水器来加热水.某同学家安装了天然气热水器,在一次使用时,进入热水器前水的温度是20℃,流出热水器热水的温度为40℃,所用水的体积为20L(1L=1dm3).求:(1)水从热水器中吸收了多少热量?(2)若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收,需要消耗多少体积的天然气?(天然气的热值q=4×107J/m3)33.某学校小组想研究酒精灯烧水时的热效率.他们用酒精灯给100g初温为20℃的水加热,经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了 4.2g酒精.已知:水的比热容为 4.2×103J/(kg℃),酒精的热值为3×107J/kg.求:(1)此过程中水吸收的热量;(2)4.2g酒精完全燃烧放出的热量;(3)酒精灯烧水时的热效率.34.小明家燃气灶烧水时,把质量为4kg、初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了0.04m3的天然气(假设天然气完全燃烧),已知水的比热容为 4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为8.4×107J/m3.求:(1)水吸收的热量;(2)天然气完全燃烧放出的热量;(3)燃气灶烧水时的效率.35.百公里油耗指的是汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量,是汽车耗油量的一个衡量指标.由于多数车辆在90公里/时接近经济车速,因此大多对外公布的理论油耗通常为90公里/小时的百公里匀速油耗.经出厂测试,某品牌汽车百公里理论油耗为8L,汽车发动机的输出功率为23kW(已知汽油的密度为0.75×103kg/m3,热值为4.6×107J/kg).试求:(1)8L汽油完全燃烧放出的热量;(2)测试时间内发动机所做的功;(3)该品牌汽车发动机的热机效率.36.某自动不锈钢开水器的铭牌如下表所示,问:全自动不锈钢开水器型号SYP﹣K﹣D30频率50Hz额定电压220V额定功率3000W额定进水压力≤500kpa容量30L(1)该开水器正常工作时的电流是多大?(2)若不计热损失,用该开水器将质量为20kg,初温为30℃的水加热至90℃,需供给水多少热量?(3)若开水器正常工作时所产生的热量的80%被水吸收,则用它将质量为20kg,温度为30℃的水加热到100℃,需要多少时间?37.小明家里每天的生活用热水原来都使用液化石油气烧,现为了节约家庭开支,她家新安装了一台太阳能热水器.(1)若使用这台太阳能热水器,每天可将100kg的水从20℃加热到60℃,这些水吸收的热量是多少?(水的比热容是4.2×103J/(kg•℃))(2)若使用液化石油气烧这些水,已知液化石油气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收,那她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg?(液化石油气的热值是8.0×107J/kg)38.物理科研小组的同学做了下面的实验,取500g水放在烧杯中,测得水的温度为20℃,然后点燃酒精灯通过石棉网给烧杯里水加热,并将温度计插在水中观察水温的变化,当温度计的示数为70℃时,装有10g的酒精刚好烧完.[C=4.2×103J/(kg•℃)]水(1)计算:实验中水吸收了多少热量?(2)有的同学试图用水吸收的热量来计算酒精的热值,请你分析这种做法是否可行?(3)如果从资料中查出酒精的热值为q=3.0×107 J/kg,请你计算出此次实验中的热效率?39.用燃气灶烧水,使100千克的水从20℃升高到60℃,实际共燃烧了0.8千克的煤气;已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为q=4.2×107J/kg.求:(1)0.8千克煤气完全燃烧放出的热量.(2)水吸收的热量.(3)燃气灶烧水的效率.二.解答题(共1小题)40.如图是某太阳能热水器,向其中注入50kg水,阳光照射一段时间后,水温从10℃升高=4.2×103J/(kg•℃),求:到50℃,已知c水(1)热水器中的水从10℃升高到50℃所吸收的热量是多少?(2)如果这些热量由效率为20%的火炉燃烧煤炭来提供,至少需要燃烧多少千克煤炭?(煤炭的热值q=3×107J/kg)热量计算组卷参考答案与试题解析一.选择题(共39小题)1.一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量约为8.4×106J,这些能量相当于完全燃烧0.7kg的干木柴才能得到.将这些干木材放在煤炉中用来烧水,可以使8kg的水温度升高50℃,已知水的比热容为4.2×l 03 J/(kg.℃).求:(1)干木材的热值.(2)8kg的水温度升高50℃所吸收的热量.(3)此煤炉烧水时的效率.【解答】解:=mq,(1)因为Q放所以q===1.2×107J/kg;(2)8kg的水温度升高50℃所吸收的热量Q=cm△t=4.2×l 03 J/(kg•℃)×8kg×50℃=1.68吸×106J.(3)煤炉烧水时的效率:η=×100%=×100%=20%.答:(1)干木材的热值是1.2×107J/kg;(2)8kg的水温度升高50℃所吸收的热量是1.68×106J.(3)此煤炉烧水时的效率是20%.2.将质量为4千克的水加热,水温升高了50℃.求:水吸收的热量Q吸.[c水=4.2×103焦/(千克•℃)].【解答】解:水吸收的热量为:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×4kg×50℃=8.4×105J.答:水吸收的热量为8.4×105J.3.质量为1千克的铝块温度升高了20℃,求铝块吸收的热量Q吸.[c铝=0.9×103焦/(千克•℃)].【解答】解:铝块吸收的热量:Q吸=c铝m△t=0.9×103J/(kg•℃)×1kg×20℃=1.8×104J.答:铝块吸收的热量为1.8×104J.4.邻水县的煤炭资源比较丰富,在我县广阔的农村,人们普遍采用烧煤的方式来烧水与做饭.问:(1)煤炭是不可再生能源(选填“可再生”或“不可再生”).(2)小康用烧煤的方式给一锅装有初温为20℃的水加热,水吸收1.68×106J热量,温度升高了40℃,则水的质量为多少kg?[c=4.2×103J/(kg•℃)].水【解答】解:(1)煤是在自然界里短时间不能及时补充的,属于不可再生能源.(2)∵Q=cm△t,吸∴m===10kg.答:(1)不可再生;(2)水的质量为10kg.5.质量为5kg的水,温度从30℃升高到50℃,需要吸收多少热量?(已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃))【解答】解:水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(50℃﹣30℃)=4.2×105J.答:需要吸收4.2×105J的热量.6.某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水,他们利用煤气灶烧水,需燃烧0.8kg煤气.已知煤气的热值q=4.2×107J/kg,水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃).求:(1)50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量;(2)完全燃烧0.8kg煤气放出多少的热量.【解答】解:(1)水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(60℃﹣20℃)=8.4×106J;(2)完全燃烧0.8kg煤气放出的热量:Q放=mq=0.8kg×4.2×107J/kg=3.36×107J.答:(1)50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量为8.4×106J;(2)完全燃烧0.8kg煤气放出3.36×107J的热量.7.质量为2kg的金属,温度从25℃升高到105℃,吸收的热量是7.52×I04J.求这种金属的比热容.【解答】解:由Q吸=cm(t﹣t0)得金属的比热容:c===0.47×103J/(kg•℃).故答案为:这种金属的比热容为0.47×103J/(kg•℃).8.一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.若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,已知:所用汽油的热值为4.6×107J/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.【解答】解:(1)∵ρ=,V=10L=10×10﹣3m3,∴m=ρV=0.7×103kg/m3×10×10﹣3m3=7kg,汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J;(2)由题知,用来驱动汽车做的有用功:W有=Q放×30%=3.22×l08J×30%=9.66×107J∵W有=Fs,轿车牵引力:F===966N,又∵轿车匀速行驶,∴轿车受到的阻力:f=F=966N.答:(1)这些汽油完全燃烧放出的热量为3.22×l08J;(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力为966N.9.用燃气灶烧水,燃烧0.5kg的煤气,使50kg的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg.求:(1)0.5kg煤气完全燃烧放出的热量.(2)水吸收的热量.(3)燃气灶烧水的效率.【解答】解:(1)煤气的质量:m煤气=0.5kg,这些煤气完全燃烧放出的热量:Q放=m煤气q=0.5kg×4.2×107J/kg=2.1×107J;(2)水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(70℃﹣20℃)=1.05×107J;(3)煤气灶的效率:η=×100%=×100%=50%.答:(1)0.5kg煤气完全燃烧放出的热量为2.1×107J;(2)水吸收的热量为1.05×107J;(3)燃气灶烧水的效率为50%.10.小星家的太阳能热水器,水箱容积是200L.小星进行了一次观察活动:某天早上,他用温度计测得自来水的温度为20℃,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃.请你求解下列问题:(1)水箱中水的质量;(2)水吸收的热量【c水=4.2×103J/(kg•℃)】;(3)如果水吸收的这些热量,由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为40%,求至少需要燃烧多少煤气?(煤气的热值为q=4.2×107J/kg)【解答】解:(1)水的体积:V=200L=200×10﹣3m3,水的质量:m=ρV=1×103kg/m3×200×10﹣3m3=200kg,(2)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(45℃﹣20℃)=2.1×107J;(3)由题知Q吸=Q放×40%而Q放=m′q,∴Q吸=m′q×40%∴m′===1.25kg.答:(1)水箱中水的质量为200kg;(2)水吸收的热量为2.1×107J;(3)至少需要燃烧1.25kg煤气.11.小星用燃气灶将质量为2kg,温度为25℃的水加热到100℃,则水要收多少热量?该=4.2×103J/(kg•℃),燃气的燃气灶的效率为25%,则加热这些水需要燃气多少千克?[C水热值是4.5×107J/kg].【解答】解:(1)∵C=4.2×103J/(kg•℃),m=2kg,△t=t﹣t0=100℃﹣25℃=75℃,=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×75℃=6.3×105J.∴水吸收的热量为:Q吸(2)∵η=25%,===2.52×106J,∴燃气完全燃烧放出的热量为:Q放又∵q=4.5×107J/kg,∴燃气的质量为:m===0.056kg.燃气答:水要吸收6.3×105J的热量;该燃气灶的效率为25%,则加热这些水需要燃气0.056kg.12.同种物质组成的甲、乙两物体,它们的质量之比是2:1,吸收的热量之比是1:2,则甲、乙两物体的比热容之比为1:1,它们升高的温度之比是1:4.【解答】解:因为甲乙是同种物质,它们的比热容相等,即比热容之比为1:1;∵Q=cm△t,∴两物体升高的温度之比:===×=;故答案为:1:1;1:4.13.用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋内能是通过热传递的方式改变的.如果水的质量是lkg,初温为20℃,鸡蛋取出时水温为30℃,水吸收的热量为多少J.[c水=4.2×l03J/(kg•℃)].【解答】解:(1)鸡蛋在水中放出热量,内能减少、温度降低,是通过热传递的方式改变内能的;(2)水吸收的热量:Q=cm△t=4.2×l03J/(kg•℃)×1kg×(30℃﹣20℃)=4.2×104J;故答案为:热传递;水吸收的热量为4.2×104J.14.有一种太阳能热水器,铭牌上的部分参数如下表所示.将它安装在阳光充足的水平台面上,并送满水.型号JL﹣88水容量/L80自身质量/kg40(1)晴天平均每平方米的面积上,每小时接收的太阳能约为2.8×106J.若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2,每天日照时间按8h计算,则它一天中接收的太阳能(E)约为多少?(2)若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收,则可使水温升高多少?[c=4.2×103J/水(kg•℃)]【解答】解:(1)E=2.8×106J/(h•m2)×1.5m2×8h=3.36×107J.答:它一天中接收的太阳能(E)约为3.36×107J.(2)80L=80×10﹣3m3,m水=ρv=1.0×103kg/m3×80×10﹣3m3=80kg,Q吸=ηE=60%×E=60%×3.36×107J=2.016×107J,根据Q=cm△t得:吸△t===60℃.答:水温升高60℃.15.比热容反映了物质吸收或放出热量的能力.小雪给水加热,使其从20℃升高到40℃,水吸收的热量为4.2×105J,则水的质量是5kg.【解答】解:比热是物质的特性之一,是比较物体吸收或放出热量本领大小的物理量;由Q=cm△t得,吸水的质量:m===5kg.故答案为:吸收或放出热量;5.16.某电热水壶的铭牌如表所示,当此电热水壶正常工作时,用时8分钟将额定容量的水在一个标准大气压下从20℃加热到沸腾,求:(1)水吸收的热量为多少?(2)此电热水壶的效率为多少?型号WS﹣1217额定电压220V额定功率1200W额定容量 1.2L【解答】解:(1)∵ρ=,∴水的质量:m=ρV=1000kg/m3×1.2×10﹣3m3=1.2kg.水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.2kg×(100℃﹣20℃)=4.032×105J.(2)消耗的电能:W=Pt=1200W×8×60s=5.76×105J.电热水壶的热效率η==×100%=70%.答:(1)水吸收的热量为4.032×105J;(2)此电热水壶的效率为70%.17.太阳光垂直照射时,每平方厘米的面积上每年共获得4.3×105焦的热量,用这些热量给水加热,可以使多少质量的水从温度15℃升高到55℃?这些热量与完全燃烧多少汽油放出的热量相等?【解答】解:(1)因用这些热量给水加热可使m千克水从15℃升高到55℃,由Q=cm△t得:;(2)设这些热量与质量为M的汽油完全燃烧所释放的热量相等,则Q=Mq,∴≈9.35×10﹣3千克;答:可以使2.56kg的水从温度15℃升高到55℃;这些热量与完全燃烧9.35×10﹣3千克的汽油放出的热量相等.18.“可燃冰”作为新型能源,或为未来替代能源,其热值q=4.2×107J/kg.(1)用“可燃冰”烧水,0.1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为多少?(2)若加热效率仅为50%,则被水吸收的热量是多少?【解答】解:(1)0.1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量:Q放=mq=0.1kg×4.2×107J/kg=4.2×l06J;(2)由η=得被水吸收的热量:Q吸=ηQ放=50%×4.2×l06J=2.1×106J.答:(1)0.1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为4.2×l06J;(2)若加热效率仅为50%,则被水吸收的热量是2.1×106J.19.小华同学家的太阳能热水器,水箱容积是200L,小华进行了一次观察活动:某天早上,他用温度计测得自来水的温度为20℃,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃,.求:(1)水吸收的热量是多少?(2)如果水吸收的这些热量由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为40%,求至少需要燃烧的煤气的质量是多少?.(c水=4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为q=4.2×107J/kg)【解答】解:(1)水的体积:V=200L=200×10﹣3m3,水的质量:m=ρV=1×103kg/m3×200×10﹣3m3=200kg,水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(45℃﹣20℃)=2.1×107J;(2)∵Q吸=m′q×40%∴m′===1.25kg.答:(1)水吸收的热量为2.1×107J;(2)至少需要燃烧1.25kg煤气.20.如图所示是一定质量的冰升温及熔化过程,从加热开始到冰开始熔化,冰吸收了4.2×103J的热,不计热量损失.(1)冰熔化后的升温过程吸热多少?(2)若加热方式始终不变,整个过程冰的内能增加多少?【水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)、冰的比热容c冰=2.1×103J/(kg•℃)】【解答】解:(1)由图象可知,冰从﹣10℃到0℃时吸收的热量为4.2×103J,即5min吸收的热量为4.2×103J,则1min吸收的热量为840J,因加热方式始终不变,所以,冰熔化后的升温过程(10min)吸热:Q吸=840J/min×10min=8400J;(2)整个过程(95min)吸收的热量:Q吸′=840J/min×95min=79800J,即该物质的内能增加值为79800J.答:(1)冰熔化后的升温过程吸热8400J;(2)若加热方式始终不变,整个过程冰的内能增加了79800J.21.某工厂利用地热温泉水辅助冬季供暖.地热温泉每天出水量为2.5×104kg,温泉水的初温是80℃,供暖后温度降低到40℃.温泉水的比热容是4.2×103J/(kg•℃).试求:(1)这些温泉水每天放出的热量是多少?(2)若这些热量由热值为3.0×107J/kg的焦炭提供,至少需要完全燃烧多少千克的焦炭?【解答】解:(1)温泉水放出的热量:Q放=c水m水△t=4.2×103J/(kg•℃)×2.5×104kg×(80℃﹣40℃)=4.2×109J;(2)由题知,Q放=Q吸=4.2×109J,由Q放=mq得需要焦炭的质量:m炭===140kg.答:(1)这些温泉水每天放出的热量是4.2×109J;(2)若这些热量由热值为3.0×107J/kg的焦炭提供,至少需要完全燃烧140kg的焦炭.22.用锅炉将200kg的水从20℃加热到100℃,水吸收的热量是多少?如将这些水送到15m高的楼上,对水做的功是多少J?如提水时所做的总功是4×104J,则机械效率是多少?[水的比热容4.2×103J(kg•℃)].解:(1)Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(100℃﹣20℃)=6.72×107J;(2)W有用=Gh=200kg×10N/kg×15m=3×104J;(3)η=×100%=×100%=75%.答:水吸收的热量是6.72×107J;对水做的功是3×104J;机械效率是75%.23.用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃,消耗了10g煤气.已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg,求:(1)水吸收的热量为多少?(2)煤气完全燃烧放出的热量为多少?(3)煤气灶烧水的效率为多少?【解答】解:(1)Q吸=Cm水△t=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×50℃=2.1×105J(3分)(2)Q放=m煤气q=4.2×107J/kg×0.01kg=4.2×105J(3分)(3)η=%(2分)答:(1)水吸收的热量为2.1×105J(2)煤气完全燃烧放出的热量为4.2×105J(3)煤气灶烧水的效率为50%24.设计汽车发动机时,既要考虑能量的利用效率,也要考虑发动机的冷却问题.(1)为了防止发动机过热,汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度.5kg水在冷却系统中升高50℃,所吸收的热量是多少?[C水=4.2×103J/(kg•℃)](2)柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时,如果每分钟释放1.2×107J的能量,发动机输出的功率是8.5×104W,则此汽车发动机的效率是多少?【解答】解:(1)Q=c水m△t=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×50℃=1.05×106J;(2)发动机的总功率P总=;发动机的效率η=×100%=×100%=42.5%.答:(1)所吸收的热量是1.05×106J;(2)柴此汽车发动机的效率是42.5%.25.小高家里原来用液化石油气烧水,每天用60℃的热水100kg.她参加“探究性学习”活动后,在老师和同学的帮助下,制造了一台简易的太阳能热水器.(1)若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃,这些水吸收的热量是多少?(2)若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收,她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg?(液化石油气的热值是8.0×107J/kg)【解答】解:(1)∵C=4.2×103J/(kg•℃),m=100kg,△t=t﹣t0=60℃﹣20℃=40℃,∴水吸收的热量为:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(60℃﹣20℃)=1.68×107J.(2)∵Q吸=Q放×70%,∴液化石油气燃烧放出的热量为:Q放===2.4×107J,∵Q放=m气q气,∴液化石油气的质量为:m气===0.3kg.答:(1)这些水吸收的热量是1.68×107J.(2)平均每天可节约液化石油气0.3kg.26.随着生活条件的改善,小明家住上了新楼房,新楼使用的是天然气.小明想:将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢?他通过实践收集如下数据:水壶里装入2kg温度为20℃的水,大火加热直至沸腾.又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3.[气压为1标准大气压;c水=4.2×103J/(kg•℃)](1)烧开这壶水,水需要吸收多少热量?(2)如果小明家天然气炉具的效率是40%,烧开这壶水,需要燃烧多少m3的天然气?【解答】解:(1)水吸收的热量:Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣20℃)=6.72×105J;(2)由题知,Q放===1.68×106J,由Q放=Vq得:V===2.1×10﹣2m3.答:(1)水需要吸收热量6.72×105J;(2)烧开这壶水,需要燃烧2.1×10﹣2m3的天然气.。
2023年中考物理专题训练——热量的计算1.将质量为2千克的水从20∘C加热至沸腾,求水吸收的热量Q。
(水的比热容为4.2×103焦/(千克⋅∘C))2.完全燃烧0.021千克的煤油,能释放出多少热量?若这些热量全部被4.6千克的水吸收,水的温度将升高多少摄氏度?(煤油的热值q=4.6×107焦/千克)3.在质量为0.8千克的铝壶里装了2千克水,把这壶水从20∘C加热到100∘C,求:=4.2×103J/(kg⋅∘C)](1) 水吸收的热量。
[c水=0.9×103J/(kg⋅∘C)](2) 铝壶吸收的热量。
[c铝4.质量为2千克的铝壶内盛有5千克的水,将这壶水从20∘C加热到100∘C。
求:(1) 水吸收的热量;[水的比热容为4.2×103焦/(千克⋅∘C)](2) 铝壶吸收的热量。
[铝的比热容为0.9×103焦/(千克⋅∘C)]5.铝制汽水罐的质量为20克,而玻璃汽水瓶的质量为200克。
(1) 如果使容器降温20∘C,铝罐需放出多少热量?玻璃瓶需放出多少热量?[铝的比热容为900焦/(千克⋅∘C),玻璃的比热容为600焦/(千克⋅∘C)](2) 如果要在冰箱中冷却汽水,用哪种容器较好?请说明原因。
6.有一额定功率为2000W的电热水器,内装20kg的水,通电后持续正常加热25min,水的温度从20∘C升高到50∘C。
已知c水=4.2×103J/(kg⋅∘C),求:(1) 水吸收的热量;(2) 电热水器的热效率。
7.用天然气灶给水加热,在1标准大气压下,把质量为10kg,温度为15∘C的水加热到沸腾,求;=4.2×103J/(kg⋅∘C)](1) 水吸收了多少热量。
[ c水=4.2×107J/m3)(2) 若不计热量损失,需要完全燃烧多少m3的天然气。
(q天然气8.随着生活条件的改善,小明家住上了新楼房,新楼使用的是天然气。
有关热量的计算例题[例1]有一高温物体被投入质量为10kg、温度为20℃的水中,如果传给水的热量是2.73×106J,则水的温度会升高到多少度。
[分析]将热量的计算公式变形,然后代入数值即可求解。
[解]由公式Q吸=cm(t t0)变形可得[答]水的温度会升高到85℃。
[例2]甲物体的质量是乙物体质量的4倍,当甲的温度从20℃升高到70℃,乙的温度从40℃升高到60℃时,甲,乙两物体吸收的热量之比为5∶1,则甲的比热与乙的比热之比是多少?[答]甲、乙两物体的比热之比是1∶2。
[例3]使质量相等的铜块和铁块吸收相等的热量后互相接触(c铜<c铁)则 [ ]A.热量从铜块传到铁块B.热量从铁块传到铜块C.它们之间不发生热传递D.无法确定[分析]发生热传递的条件是两物体存在温度差,要确定铜块和铁块之间是否有热量传递,决定于它们吸收了相同的热量后,各自的末温是否相等,如果相等,则不发生热传递;如果不相等,那么热量就从高温物体传到低温物体,根据热量公式Q吸=cm·Δt升质量相等时,由于c铜<c铁,因此Δt铜>Δt铁升。
如果它们的初温相同,显然铜块的末温高于铁块的末温,由于题中没有指出铜块和铁块的初温,所以就无法确定哪个物体的末温高。
[答]D。
[例4]将500克温度为94℃的水兑入2.5千克温度为15℃的水中,热平衡后的水温是多少摄氏度?假设没有热量损失。
[分析]两个物体的温度相同,它们之间不会产生热传递,在物理学上称这两个物体处于热平衡状态;当高温物体向低温物体放出热量时,高温物体的温度将降低,低温物体的温度要升高,这个过程一直要进行到两物体的温度相等为止,即进行到两物体达到热平衡状态为止;在没在热量损失的情况下,高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量。
设本题中冷热水兑混合后的热平衡温度是t,高温水初始温度是t1=94℃,质量是m1=0.5千克,放出的热量是:Q放=cm1(t1-t)低温水的初始温度是t2=15℃,质量是m2=2.5千克,吸收的热量是:Q吸=cm2(t-t2)热平衡时,Q放=Q吸,所以有cm1(t1-t)=cm2(t-t2)经整理后得:t=(m1t1+m2t2)/(m1+m2)=(0.5×94+2.5×15)/(0.5+2.5)=28.2℃上式中的比热c在整理方程式中被约去了,由数学知识我们知道这并不影响最终的解(因为比热c不可能为零),但却简化了运算,所以在物理学解题中应尽量用文字代号先运算,最后再代入具体数字。
能量计算题(含答案)
1. 单位换算
将10千焦转换成千卡和千瓦时
解:
10千焦=10x1000焦耳=焦耳
焦耳=/4.184千卡≈2388千卡
焦耳=/3600千瓦时≈2.778千瓦时
答:10千焦转换成千卡≈2388千卡,转换成千瓦时≈2.778千瓦时。
2. 定义计算
葡萄糖的燃烧热为16.5千焦/克,试计算50g葡萄糖完全燃烧所产生的热量。
解:
50g葡萄糖完全燃烧所产生的热量 = 50g × 16.5千焦/克
= 825 千焦
答:50g葡萄糖完全燃烧所产生的热量为825千焦。
3. 混合计算
有一个100W的灯泡,220V的电压通过灯泡时的电阻为 $R_1$,当它并联上一个 $R_2=100 \Omega$ 的电阻时,通过灯泡的电流加倍,求 $R_1$ 的电阻值。
解:
灯泡通电后的电流为 I1=W/U=100W/220V=0.455A(安培)
当并联上电阻 $R_2$ 时,通过整个电路的电流等于两路电流之和,即 I2=2I1=0.91A。
则灯泡通过的电流为 I=I2-I1=0.91A-0.455A=0.455A。
根据欧姆定律,可得 $R_1$ 的电阻值为
$R_1=U/I=220V/0.455A\approx483.5\Omega$。
答:$R_1$ 的电阻值为约 483.5 欧姆。
以上为能量计算题答案,希望能够帮助到您。
有关热量的计算例题
[例1]有一高温物体被投入质量为10kg、温度为20℃的水中,如果传给水的热量是2.73×106J,则水的温度会升高到多少度。
[分析]将热量的计算公式变形,然后代入数值即可求解。
[解]由公式Q吸=cm(t t0)变形可得
[答]水的温度会升高到85℃。
[例2]甲物体的质量是乙物体质量的4倍,当甲的温度从20℃升高到70℃,乙的温度从40℃升高到60℃时,甲,乙两物体吸收的热量之比为5∶1,则甲
的比热与乙的比热之比是多少?
[答]甲、乙两物体的比热之比是1∶2。
[例3]使质量相等的铜块和铁块吸收相等的热量后互相接触(c铜<c铁)则 [ ]
A.热量从铜块传到铁块
B.热量从铁块传到铜块
C.它们之间不发生热传递
D.无法确定
[分析]发生热传递的条件是两物体存在温度差,要确定铜块和铁块之间是否有热量传递,决定于它们吸收了相同的热量后,各自的末温是否相等,如果相等,则不发生热传递;如果不相等,那么热量就从高温物体传到低温物体,根据热量公式
Q吸=cm·Δt升
质量相等时,由于c铜<c铁,因此Δt铜>Δt铁升。
如果它们的初温相同,显然铜块的末温高于铁块的末温,由于题中没有指出铜块和铁块的初温,所以就无法确定哪个物体的末温高。
[答]D。
[例4]将500克温度为94℃的水兑入2.5千克温度为15℃的水中,热平衡后的水温是多少摄氏度?假设没有热量损失。
[分析]两个物体的温度相同,它们之间不会产生热传递,在物理学上称这两个物体处于热平衡状态;当高温物体向低温物体放出热量时,高温物体的温度将降低,低温物体的温度要升高,这个过程一直要进行到两物体的温度相等为止,即进行到两物体达到热平衡状态为止;在没在热量损失的情况下,高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量。
设本题中冷热水兑混合后的热平衡温度是t,高温水初始温度是t1=94℃,质量是m1=0.5千克,放出的热量是:
Q放=cm1(t1-t)
低温水的初始温度是t2=15℃,质量是m2=2.5千克,吸收的热量是:
Q吸=cm2(t-t2)
热平衡时,Q放=Q吸,所以有
cm1(t1-t)=cm2(t-t2)
经整理后得:
t=(m1t1+m2t2)/(m1+m2)
=(0.5×94+2.5×15)/(0.5+2.5)
=28.2℃
上式中的比热c在整理方程式中被约去了,由数学知识我们知道这并不影响最终的解(因为比热c不可能为零),但却简化了运算,所以在物理学解题中应尽量用文字代号先运算,最后再代入具体数字。
[例5]质量相等的铝块和铁块,在吸收了相等的热量后,它们升高的温度[ ]
A.相同
B.铝块升高的温度较多
C.铁块升高的温度较多
D.不能确定
[分析]在物体状态不变的情况下,一个物体吸收热量的多少取决于物体的质量m、比热c以及吸热终了的温度t2与吸热开始时的温度t1之差(t2-t1),可用下面的代数式表达:
Q吸=cm(t2-t1) ①
式中的温度差(t2-t1)越大,说明升高的温度越高,显然对于同一个物体,由于质量m相同,比热c也相同,则升高的温度越高(温度差t2-t1越大),所需吸收的热量也越多;反之,物体吸收的热量越多,其温度上升的也越多,
(t2-t1)只是物体在吸热时的一个数量上的差值,将上式作变换:
t2-t1=Q吸/(cm) ②
可见在Q吸、c和m都已确定的情况下,温度是(t2-t1)也是定值,与开始温度没有关系,因此选项D是错误的。
如果有两个同种材料制成的物体,向它们供给相同的热量Q吸。
因为比热是物质固有特性之一,两物体材料相同就是说两物体的比热相同,从②可看出,这时温度差决定于两物体的质量大小,质量大的上升的温度低,因为铝块与铁块不是同种物质,所以据此尚无法判断哪个选项正确。
从②式还可分析出,对于质量相同的不同物质,在吸收了相同的热量后,
其温度的升高与物质的比热成反比,比热大的温度上升较低,查物质比热表知道,铝的比热为c铝=1.2×102焦/(千克·℃),铁的比热是c铁=4.6×102焦/(千克·℃),铁的比热大于铝的比热,所以铁升高的温度比铝升高的温度低,选项
B是正确的,选项A和C都是错误的。
[例6]质量均为m的水和酒精,各向外释放了相同的热量Q放,温度降得较
多的是______________。
[分析]因为这是放热现象,所以初温度高于末温度,根据放热的代数式并
将其变换形式写成:
t1-t2=Q吸/(cm) ①
水和酒精的质量相同,放出的热量也相同,但查比热表知道,水的比热大
于酒精的比热,故根据①式可判断出水降低的温度少。
[例7]在温度为25℃的房间内,将20℃的水1千克与10℃的水2千克混合,由于装置不够精密,与周围物体有8.4千焦的热量交换,求混合后的温度是多少?
[分析]题目中告诉“由于装置不够精密,与周围物体有8.4千焦的热量交换”没有说明是混合水从周围物体中吸热,还是放热给周围物体,但题目中告
诉房间温度为25℃,而混合前温水和凉水的温度均低于25℃,根据热传递的特点,应该是混合水从周围物体上吸收了8.4千焦的热量。
[解]这道题,不仅要用到热量计算公式Q吸=cm(t-t0),Q放=(t0-t),以及热传递等知识,还要求学生会运用能量守恒定律解决实际问题。
考查了学生综合
物理知识的能力,因此是一道较好的题目。
其解法有如下几钟:
解法一:
由于温水和凉水的温度都低于房间温度,所以可以认为温水和凉水都从房
间的物体上吸热,根据能量守恒定律:温水和凉水吸收的总热量等于混合水从
周围物体中吸收的热量即:
Q=Q温+Q凉=c水m温(t-t0温)+c水m凉(t-t0凉)
把Q=8.4×103焦,C=4.2×103焦/(千克·℃),m温=1千克,
m凉=2千克,t0温=20℃,t0凉=10℃代入上式,解得
t=14℃,即:混合后水的温度为14℃。
解法二:
由于温水和凉水温度均低于房间温度,所以凉水的温水中吸热的过程中,还从周围物体上吸热,根据能量守恒定律,凉水吸收的热量(Q吸)等于温水放出的热量(Q放)加上Q热交换。
即Q吸=Q放+Q热交换。
c水m凉=(t-t0凉)=c水m温(t0温-t)+Q热交换
把已知条件(同解法一)代入上式解得t=14℃。
解法三:
先假定温水与凉水与周围物体无热交换,混合后温度为t’,
则Q吸=c水m凉(t’-t0凉)
Q放=c水m温(t0温-t’)
根据能量守恒定律有:Q吸=Q放
即c水m凉(t’-t0凉)=c水m温(t0温-t’)
把已知条件(同解法一),代入上式解得t’=13.33℃,然后,混合水又从周围物体上吸收了8.4千焦的热量,温度升高到t。
Q=cm(t-t’)
其中Q=8.4×103焦,C=4.2×103焦/千克·℃,m=3千克,t’=13.33℃,把已知条件代入上式,解得t=14℃。
即:混合后水的温度为14℃。