专题七 中考热量计算常考点及其试题解析
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九年级物理热量的计算专题解析版1.质量为0.2千克的热水,自然冷却后温度降低了50℃.求:水放出的热量Q放.[c水=4.2×l03焦/(千克⋅℃)]【答案】解:水放出的热量Q放=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.2kg×50℃=4.2×104J。
答:水放出了4.2×104J的热量。
2.质量是2kg的某种物质温度从10℃升高了20℃时,吸收的热量是1.88×104J,该物质的比热容是多少?【答案】解:由Q吸=cm△t得该物质的比热容:c=Q吸m△t=1.88×104J2kg×20℃=470J/(kg⋅℃)。
答:该物质的比热容为470J/(kg⋅℃)。
3.质量为500g的某液体放出了3×104J的热量后,温度下降了30℃;若此液体放出的热量有60%被一个质量为2kg的金属球吸收,求:[c金属=0.45×103J/(kg·℃)](1)该液体的比热容。
(2)金属球升高的温度。
【答案】解:(1)由Q放=cmΔt得,该液体的比热容:c液=Q放m液Δt=3×104J0.5kg×30℃=2×103J/(kg⋅℃);(2)由题意可得,金属球吸收的热量:Q吸=Q放×60%=3×104J×60%=1.8×104J,由Q吸=cmΔt得,金属球升高的温度:Δt′=Q吸c金属m金属= 1.8×104J0.45×103J/(kg⋅℃)×2kg=20℃。
答:(1)某液体的比热容为2×103J/(kg⋅℃);(2)金属球升高的温度为20℃。
4.把质量为500g的水加热到80℃,吸收了8.4×104J的热量,已知水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),求:(1)水温升高了多少;(2)原来水的温度是多少?【答案】解:(1)由题意可得,质量为500g=0.5kg的水加热到80℃,吸收了8.4×104J的热量,根据Q吸= cm(t−t0)可得升高的温度为Δt=Q吸cm=8.4×104J4.2×103J/(kg⋅)×0.5kg=40(2)因为水温升高了40℃,所以水原来的温度为t0=t−Δt=80℃−40℃=40℃答:(1)水温升高了40℃;(2)原来水的温度是40℃。
中考试卷里与热量有关的计算和探究题及其解析1.质量为0.5kg的水,吸收了8.4×104J的热量后,温度升高到60℃,则水原来的温度是℃.答案:20.解析:知道水的质量、水的比热容、水的末温和水吸收的热量,利用吸热公式Q =cm△t的变形公式求水的原来的温度.吸=cm△t可得,水升高的温度:由Q吸△t===40℃,因为△t=t﹣t0,所以水原来的温度:t0=t﹣△t=60℃﹣40℃=20℃.2.质量和初温相同的甲乙两种液体,经同一加热器加热相同的时间后甲的温度大于乙的温度,则甲液体的比热容乙液体的比热容(填“大于”、“等于”或“小于”).如果乙液体的质量为1kg,初温为20℃,加热一段时间后温度升高到50℃,吸收的热量为1.26×105J,则乙液体的比热容为J/(kg•℃).答案:小于;4.2×103.解析:甲乙两种液体液体质量相等、初温相同、用两个完全相同的加热器加热时间相同时吸热也相同,利用热量的计算公式分析比热容关系;已知物体的质量、t的变形求物质的比热容.初温和末温、吸收的热量,利用吸热公式Q吸=cm△(1)由题可知,同一加热器加热时间相同时,即两种液体吸收的热量相同,甲t可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的的温度升高的快;根据Q吸=cm△情况下,比热容小的物质升温快;所以,甲的比热容小,乙的比热容大;t﹣t0)得,乙液体的比热容:(2)由Q吸=cm(c===4.2×103J/(kg•℃).3.如图甲所示为某物质的熔化图象,根据图象可知()A.该物质是非晶体B.第15min该物质处于液态C.若将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中(如图乙所示),则试管内冰的质量会逐渐增加D.图乙中,冰水混合物的内能会逐渐增加答案:C.解析:晶体和非晶体在熔化和凝固过程中的区别:晶体在熔化(或凝固)过程中温度保持不变;非晶体在熔化过程中温度不断升高,在凝固过程中温度不断降低;熔化前处于固态,熔化过程处于固液共存状态,熔化后处于液态;根据晶体熔化的条件可知:冰水混合物会向混合物放热,由此确定冰水混合物中的水会有部分结冰,则可判断冰的变化.(1)由图象可知,整个过程中温度有上升的趋势,所以是熔化图象;又因为该物质在熔化过程中温度保持不变,所以该物质是晶体,故A错误;(2)由图甲可知,该物质从第10min开始熔化,到第20min时全部熔化;则第15min时处于固液共存状态,故B错误.(3)冰水混合物的温度是0℃,由图象知,该物质熔化时的温度是﹣2℃;将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中时,冰水混合物会向该物质放热,内能减小,冰水混合物中的水会符合凝固结冰的条件,所以冰水混合物中的冰会变多,即冰的质量将变大,故C正确,D错误.4.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,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=0.92×103J/(kg•℃)】答案:增加;热传递;9.2×103.解析:本题考查了改变内能方式的判断和吸热公式的灵活应用,属于一道基础题.改变物体内能有做功和热传递两种方式,做功是能量的转化过程,热传递是能量的转移过程.知道沙石的质量、比热容、升高的温度,根据Q=cm△t求出放出的热量.(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=0.92×103J/(kg•℃)×10kg×1℃=9.2×103J.5.小明根据下表所提供的数据得出了四个结论,其中正确的是()A.液体的比热容一定比固体的比热容大B.同种物质发生物态变化后,比热容不变C.由于水的比热容大,白天海水温度比沙滩高D.2kg的水温度升高50℃,吸收的热量是4.2×105J答案:D.解析:分析表中数据,可看出四种物质比热的大小;根据Q=mc△t分析判断各选项正误.A.冰的比热容比水银的比热容大,故液体的比热容不一定比固体的大,故A错误;B.水和冰是同一物质,水变成冰后比热容变化了,由此可知同一物质发生物态变化后,比热容变化了,故B错误;C.海水的比热容比沙石的比热容大,所以在白天有太阳光照射时,吸收相同的热量情况下,海水升温较慢,而陆地的沙石比热容小,升温就比较快,则岸边沙石的温度比海水的温度高,故C错误;D.水吸收的热量:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×50℃=4.2×105J;故D正确.6.下表列举了部分物质的比热容.我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质,把燃料燃烧产生的热量带到房屋中供人们取暖,这是利用了水的的性质;现有2kg的煤油吸收了4.2×104J的热量后,它的温度将变化℃.答案:比热容大;10.解析:因为水的比热容较大:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量=cm△t的变形公式求出温度的变化.多;已知煤油的质量、吸收的热量,根据Q吸(1)因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度时,水放出的热量多,所以暖气装置中用水来供热.(2)查表可知,煤油的比热容为2.1×103J/(kg•℃),=cm△t可得,煤油升高的温度:根据Q吸△t===10℃.7.某同学在做“探究不同物质的吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给甲、乙两种液体加热,得到的实验数据如下表:(1)实验中记录加热时间的目的是(2)分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出同种物质升高相同的温度时,吸收的热量的多少物质的有关.(3)分析第1、3次或第2、4次实验数据,可以得出质量相等的不同物质,升高相同的温度时,吸收的热量(选填“相同”或“不同”)(4)分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同,单位质量的不同物质升高的温度(选填“相同”或“不同”).(5)由上述分析可以得出(选填“甲”或“乙”)物质的吸热能力强.(6)该实验采用的物理学研究方法是和.答案:(1)在相同时间内产生的热量相等;(2)质量;(3)不同;(4)相同;(5)甲;(6)转换法;控制变量法.解析:探究物质的吸热性能大小时,必须控制物质吸收的热量相等,因此实验中选用了两个相同的电加热器;根据控制变量法的要求,分析表中实验数据,根据实验所控制的变量与实验现象得出相应的结论;加热相同时间,甲乙吸收的热量相同,质量也相同,通过比较温度变化来比较吸热能力.吸收热量的多少用加热时间来表示,用到了转换法,此实验还用到了控制变量法.(1)实验中用同样的加热器,放出的热量才相同,物质吸收的热量才会相同,故用同样的加热器的目的是在相同的时间里供给的热量相同;(2)分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的质量有关;(3)由表中第1、3次或第2、4次实验数据可知,质量相同的甲和乙升高相同的温度,吸收的热量不相等;(4)分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同(2min),单位质量(0.1kg)的不同物质升高的温度相同(10℃);(5)由表中第1、3次实验数据可知,液体质量和升高的温度相等而液体种类不同,甲液体的加热时间比乙液体的加热时间长,甲液体比乙液体吸收的热量多,由此可得:甲的吸热能力更强.(6)吸收热量的多少用加热时间来表示,用到了转换法,此实验还用到了控制变量法.8.用煤气灶烧水时,燃烧1kg的煤气,使100kg的水从20℃升高到70℃,则水107J/kg)吸收的热量是J,煤气完全燃烧放出的热量是J(q煤气=4.2×答案:2.1×107;4.2×107.解析:知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量;知道煤气的质量和煤气的热值,利用Q放=mq计算煤气完全燃烧放出的热量.(1)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(70℃﹣20℃)=2.1×107J;(2)1kg煤气完全燃烧放出的热量:Q放=mq=1kg×4.2×107J/kg=4.2×107J.9.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1.4×1010J/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103J/(kg•℃))水从0℃加热到100℃.(C水=4.2×答案:升华;2.8×1010;4×104.解析:物质由固态直接变成气态的过程叫做升华,升华吸热;知道可燃冰的质量η=×100%求出水和热值,根据Q放=mq求出完全燃烧释放热量的计算,根据t﹣t0)求出加热水的质量.吸收的热量,再根据Q吸=cm((1)可燃冰在常温压下会迅速变为气态,此过程为升华过程;(2)2m3的可燃冰完全燃烧释放的热量:Q放=Vq=2m3×1.4×1010J/m3=2.8×1010J,由η=×100%可得,水吸收的热量:Q吸=ηQ放=60%×2.8×1010J=1.68×1010J,t﹣t0)可得,加热水的质量:由Q吸=cm(m===4×104kg.10.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=2.0×103J/(kg•℃),菜油吸收了J热量,燃烧了m3的天然气.(取c菜油天然气的热值为4×107J/m3)答案:6×103;2.5×10﹣4.解析:本题考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式的掌握和运用,因条件已给出,难度不大.知道菜油的质量、比热容和菜油的初温和末温,利用吸热公式求菜油吸收的热量;知道效率,利用效率公式可以求出天然气放出的热量,根据公式Q=Vq求出体积.菜油吸收的热量:Q吸=c菜油m(t﹣t0)=2×103J/(kg•℃)×0.02kg×(170℃﹣20℃)=6000J;天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收,则天然气放出的热量为:Q放===10000J;由Q=Vq得天然气的体积为:V===2.5×10﹣4m3.11.可燃冰是一种新型能源,它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质,主要成分是甲烷,其开采是世界难题,据中央电视台2017年5月18日报道,我国可燃冰已试采成功,技术处于世界领先,用燃气锅炉烧水时,把质量为500kg,初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了12m3天然气,已知水的=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值q=4.2×107J/m3,可燃冰的热值比热容c水为同体积天然气的160倍,求:(1)水吸收的热量;(2)燃气锅炉烧水时的效率;(3)若换用可燃冰,应使用多少m3可燃冰.答案:(1)水吸收的热量为1.68×108J;(2)燃气锅炉烧水时的效率为33.3%;(3)若换用可燃冰,应使用0.075m3可燃冰.解析:由热量公式Q=cm△t可以求出水吸收的热量;由燃烧值公式可以求出天然气完全燃烧释放的热量,由效率公式求出燃气灶烧水的效率;换用可燃冰,根据可燃冰的热值为同体积天然气的160倍,可知可燃冰的热值,再利用Q=Vq可求得应使用多少m3可燃冰.(1)水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×500kg×=1.68×108J;(2)天然气完全燃烧放出的热量:Q放=V q天然气=12m3×4.2×107J/m3=5.04×108J;燃气锅炉烧水时的效率:η=×100%=×100%≈33.3%;(3)可燃冰的热值为同体积天然气的160倍,=160×4.2×107J/m3=6.72×109J/m3,则可燃冰的热值:q可燃冰=160q天然气若换用可燃冰燃烧放出相同的热量,应使用可燃冰的体积:V可燃冰===0.075m3.答:(1)水吸收的热量为1.68×108J;(2)燃气锅炉烧水时的效率为33.3%;(3)若换用可燃冰,应使用0.075m3可燃冰.。
中考物理热量的转换与保存历年真题及答案解读热量的转换与保存是中学物理中的重要内容之一,也是中考物理考试的重要考点。
通过对历年真题的解析和答案分析,我们可以更好地理解和掌握热量转换和保存的原理与方法。
一、选择题解析1. 热量的单位是:A. 千瓦时B. 焦耳C. 伏特D. 牛顿正确答案:B解析:热量的单位是焦耳(J),千瓦时(kWh)是功率的单位,伏特(V)是电压的单位,牛顿(N)是力的单位。
2. 在轻质金属材料上方焚烧一根黄铜丝,使黄铜丝加热熔化,这是热量的什么转化?A. 动能转化为热能B. 电能转化为热能C. 化学能转化为热能D. 光能转化为热能正确答案:C解析:焚烧黄铜丝是化学反应,属于化学能转化为热能的过程。
二、填空题解析1. 热量的传递方式有_______、_______和_______。
正确答案:传导、对流和辐射解析:热量的传递方式有传导(固体的热传递)、对流(液体和气体的热传递)和辐射(通过电磁波传递的热能)。
2. 根据热力学第一定律,热量的转化等于_______和_______。
正确答案:做功、热功解析:根据热力学第一定律,热量的转化等于做功和热功的总和。
三、简答题解析1. 解释热量和温度的区别和联系。
解析:热量是物体内部分子运动引起的一种能量形式,是物质与环境之间传递的能量;温度是物体分子平均动能的量度,是物体内部分子运动状态的一种测量。
热量和温度之间的联系是:热量通过传导、对流和辐射的方式从高温物体传递到低温物体,使低温物体的温度升高。
四、解答题解析1. 请解释热量转换与保存原理及其在日常生活中的应用。
解析:热量转换与保存原理是指热量在不同物质间传递、转化和保存的规律。
根据热力学第一定律,热量转换等于做功和热功的总和,热量是可以转化和传递的,但总热量不会凭空产生或消失,总热量在封闭系统中是守恒的。
在日常生活中,我们常常可以利用热量转换和保存原理进行一些实际应用。
比如,太阳能热水器通过吸收太阳光的辐射热量,将其转化为水的热能,实现水的加热,节约能源;电热毯利用电能的转化,将电能转化为热能,供应给人体使用,保持温暖。
专题七中考热量计算常考点及其试题解析初中阶段,涉及热学中热量计算的考点有物体吸收或放热、燃料完全燃烧放出热量、热平衡方程及其热效率。
也就说在中考试卷里,如果出现涉及热学中热量方面的计算问题时,都是要考查以上知识点中的一个知识点或者几个知识点。
其中热平衡方程及其热效率是属于拓展性知识点,对于能力强的学生应该加深学习。
近年来,中考物理试卷中题型涉及选择题、填空题和综合应用题。
特别是近几年中考涉及的热量计算试题难度不大,但今后解决创新试题就需要有扎实的基础知识,同时还需要掌握一些科学方法,所以在平时学习或者中考复习过程中,知道常考的知识点,常考的题型的解析是非常重要的。
一、热量计算常考点透析考点1:物体吸收或放出热量的公式①计算物体吸收热量的公式为:Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t。
②计算物体放出热量的公式为:Q放=cm(t0-t)=cm⊿t。
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。
考点2:燃料完全燃烧放出热量的公式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:①中的公式对固体、液体、气体、均适用。
②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m3。
考点3:热平衡方程热平衡方程为:Q放=Q吸。
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。
中考物理热量的计算与应用历年真题及答案解读一、选择题1.物体温度的高低可以通过什么来判断?A. 空气的颜色B. 空气的湿度C. 接触它的物体的温度D. 它自身的颜色解析:根据热平衡原理,物体的温度高低可以通过接触它的物体的温度来判断,即C选项。
2.物体温度的高低跟它的热量大小有什么关系?A. 温度高,热量大B. 温度低,热量大C. 温度高,热量小D. 温度低,热量小解析:温度和热量是两个不同的物理量,它们之间没有直接的关系,因此该题是迷惑性问题,答案为无。
3.一定质量的物体热量大小与它的质量和温度变化有什么关系?A. 与物体的质量和温度变化无关B. 与物体的质量有关,与温度变化无关C. 与物体的温度变化有关,与质量无关D. 与物体的质量和温度变化都有关解析:根据物体的热容公式Q = mcΔT,质量和温度变化都会影响物体的热量大小,因此选项D正确。
二、填空题1.一定质量的水从20°C加热到100°C需要消耗多少热量?解析:根据水的热容公式Q = mcΔT,假设水的质量为m,温度变化为ΔT = 100 - 20 = 80°C,热容为c = 4.18 J/(g·°C)(水的热容),代入公式得Q = m * 4.18 * 80 = 334.4m(J)。
2.某物体在短时间内放出2000J的热量,如果该物体的热容为500J/°C,温度下降了多少度?解析:根据热量和温度变化的关系Q = mcΔT,温度下降的大小ΔT = Q / (mc) = 2000 / 500 = 4°C。
三、解答题1.阿明用电热器加热500g的水,利用电表知道电热器上消耗的电能为1800J,电热器的功率为600W,水的温度上升了多少度?解析:电能即热量,根据热容公式Q = mcΔT,Q = 1800J,质量m= 500g,功率P = 600W,代入公式得1800 = 500 * c * ΔT,ΔT = 1800 / (500 * c)。
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。
例50.(2019·青岛)基础问答、作图和计算。
kg·℃))温度越高,分子热运动越剧烈,扩散越快;℃,质量为0.1kg,故由公式例51.(2019·宜昌)近年来,宜昌市着力打造生态能源示范村,新增太阳能热水器)太阳能电池(光伏电池);光合作用(植物))根据效率公式先求出水吸收的热量,再求出液化石油气完全燃烧放出的热量,然后利光电转换是指把太阳能转化为电能,比如太阳能电池可以把太阳能转化为电能;光化转换是指例52.(2019·潍坊)例53.(2019·兰州)已知天然气的热值为例54.(2019·锦州)小雨乘车到沈阳旅游时,在某处高速公路上看到如图所示的标志牌。
1.(2019·大连)某工厂采用热效率高的卧式燃煤锅炉烧水,将(3)0.1千克3000kg×10N/kg=3×104N,因为车在水平地面上,所以对地的压,对路面的压强:p=F压S=3×104N0.2m2=1.5×10【答案】(1)8.4×106J ;(2)3500s ;(3)5kg【解析】(1)已知水的体积可求得其质量,知道初末温度,由热量公式Q 吸=c 水m (t -t 0)可以求出水吸收的热量。
(2)由P =Wt可求得电热水器正常工作时至少需要多长时间;(3)如果用干木材替代电热水器烧水,效率为14%,由η=Q 吸Q 放可求得干木材燃烧放出的热量,再利用Q 放=mq 可求得需要多少干木材。
解:(1)水的质量: m =ρV =1.0×103kg/m 3×40×10-3m 3=40kg , 20℃的水加热至70℃,则水吸收的热量:Q 吸=c 水m (t -t 0)=4.2×103J/(kg•℃)×40kg×(70℃-20℃)=8.4×106J , (2)电热水器正常工作时至少需要消耗的电能:W =Q 吸,由P =Wt 可得,电热水器正常工作时至少需要的时间: t =W P =Q 吸P =8.4×106J 2400W=3500s ;(3)根据Q 吸=14%Q 放可知,干木材完全燃烧放出的热量为: Q 放=Q 吸14%=8.4×106J 14%=6×107J ;根据Q 放=mq 可知,需要干木柴的质量为: m′=Q 放q =6×107J 1.2×107J/kg=5kg 。
热量计算分类解析热量的计算因为其考点的难度较小,所以在中考中很少单独考查,一般情况下都放在热机效率这一知识中,和机械能进行综合考查。
关于热量计算的考查,主要分为如下三类:第一类只涉及比热容公式Q=cmΔt及其变形公式的相关计算;第二类是涉及比热容公式Q=cmΔt和热值公式Q=mq或Q=Vq的结合计算,在这类计算中往往涉及燃料燃烧后能量的利用效率问题;第三类是热平衡问题的计算,这类问题中也往往涉及热量的利用效率问题。
第二类和第三类问题可以用一个式子综合分析,即Q吸=ηQ放。
类型一基本公式应用型本类型主要用吸、放热公式Q=cmΔt及其变形公式进行解题,使用公式时要正确理解“升高了”“升高到”的区别,从而能准确使用温度变化量Δt。
例1早晨,小华为奶奶整理床铺时,将装有1 kg水的热水袋取出,发现水的温度已从昨天晚上的90℃降低到20℃,则热水放出的热量为____________ [c=4.2×103 J/(kg·℃)]。
水[解析] 热水放出的热量:Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1 kg×(90℃-20℃)=2.94×105J。
例2“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力,同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的________很大。
以10倍的关系粗略计算,1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为________J,可以使________kg的水从20℃加热至60℃。
[c=4.2×103 J/(kg·℃),q煤气=4.2×107 J/kg]答案:热值,4.2×108,2500类型二能量转移型内能的转移即发生了热传递,高温物体的部分内能转移给低温物体。
解答这类问题时要注意三点:①要分清吸热物体和放热物体;②要认清混合温度的含义,混合温度既是吸热物体的末温,也是放热物体的末温;③要注明公式中各物理量的角标。
2023年中考物理高频考点突破——热量的计算1.某型号的电热水壶,电阻为40Ω,工作时电流为5A,一标准大气压下,=4.2×103J/用该电热水壶将0.5kg的水从20∘C加热至沸腾,已知c水(kg⋅∘C),不计热量损失,求(1) 水至少需要吸收的热量。
(2) 加热至少所需要的时间。
2.如图所示,烧瓶中装有0.4kg煤油,电阻丝的阻值为10Ω,闭合开关,调节滑动变阻器滑片,当电流表的示数为2A时通电7min,煤油的温度由20∘C升高到30∘C。
(c=2.1×103J/(kg⋅∘C))煤油求:(1) 煤油吸收的热量。
(2) 电阻丝加热煤油的效率。
3.小明家有一台电热水壶,小明想在家测出它烧水时的热效率,他在爸爸的帮助下完成了如下实验:关掉家中所有的用电器,只将该电水壶装了2kg、20∘C的水,接入家庭电路中,观察到家中标有2000r/(kW⋅h)字样的电能表的表盘转过了200转时,壶中水的温度升高到55∘C,已知水的比热容为4.2×103J/(kg⋅∘C),求在此过程中:(1) 电水壶中的水吸收的热量;(2) 电水壶烧水的热效率。
4.一个标有“220V2000W”的电热水器,其水箱中注有50kg的水,正常工作=42×103J/(kg⋅∘C),一段时间,把水从20∘C加热到60∘C。
已知c水不计热量损失,求(1) 水吸收的热量;(2) 加热所需要的时间。
5.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=4.2×103J/加热1500s,水的温度从20∘C升高到50∘C。
已知c水(kg⋅∘C),求:(1) 水吸收的热量:(2) 电热水器的热效率。
6.如图所示,某电热水器的铭牌标有“220V2000W”字样,电热水器正常工作= 5000s,把水箱内50kg的水从20∘C加热到60∘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。
专题七中考热量计算常考点及其试题解析初中阶段,涉及热学中热量计算的考点有物体吸收或放热、燃料完全燃烧放出热量、热平衡方程及其热效率。
也就说在中考试卷里,如果出现涉及热学中热量方面的计算问题时,都是要考查以上知识点中的一个知识点或者几个知识点。
其中热平衡方程及其热效率是属于拓展性知识点,对于能力强的学生应该加深学习。
近年来,中考物理试卷中题型涉及选择题、填空题和综合应用题。
特别是近几年中考涉及的热量计算试题难度不大,但今后解决创新试题就需要有扎实的基础知识,同时还需要掌握一些科学方法,所以在平时学习或者中考复习过程中,知道常考的知识点,常考的题型的解析是非常重要的。
一、热量计算常考点透析考点1:物体吸收或放出热量的公式①计算物体吸收热量的公式为:Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t。
②计算物体放出热量的公式为:Q放=cm(t0-t)=cm⊿t。
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。
考点2:燃料完全燃烧放出热量的公式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:①中的公式对固体、液体、气体、均适用。
②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m3。
考点3:热平衡方程热平衡方程为:Q放=Q吸。
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。
考点4: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:η=放吸Q Q 。
(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η=总有Q Q 。
(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η=总有Q Q 。
二、考点典型实例及其解析【例题1】当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了,如图所示。
已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里,能将8 ℃、100 L 水加热到38 ℃。
请解答:在此过程中,水吸收了多少热量?[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),水的密度为1.0×103kg/m 3]答案:1.26×107 J解析:太阳能热水器中水的体积 V =100 L=100 dm 3=0.1 m 3, 由ρ=m/v 可得,水的质量m =ρV =1.0×103 kg/m 3×0.1 m 3=100 kg 。
在此过程中,水吸收的热量Q 吸=cm (t ﹣t 0)=4.2×103 J/(kg •℃)×100 kg ×(38 ℃﹣8 ℃) =1.26×107 J 。
解题思路:本题考查密度公式和吸热公式的应用。
由ρ=m/v 公式求出水的质量m,根据物体吸收热量公式Q 吸=cm (t ﹣t 0)求出结论。
【例题2】夏天,小红将一瓶质量为0.5 kg的矿泉水放入电冰箱的冷藏室,矿泉水的温度由37 ℃降至7 ℃,此瓶矿泉水热量(选填“吸收”或“放出”),热量为 J。
[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]答案:放出 6.3×104解析:物体的温度从高温到低温的过程,需要放出热量,所以第一个空填写“放出”。
具体放出多少热量,由放热公式Q放=cm(t0-t)得到Q放=cm(t0-t)= 4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(37 ℃-7 ℃)=6.3×104 J所以第二个空填写6.3×104。
点拨:本题考查物体放热公式的应用。
只要理解放出热量的公式Q放=cm(t0-t)=cm⊿t中各个字母代表的物理含义,知道单位使用方法,看清题中已知条件,就可根据公式求解该题。
【例题3】质量为100 kg的水温度从20℃升高到70℃时,吸收的热量是 J,这些水吸收的热量相当于完全燃烧 kg焦炭放出的热量。
【c水=4.2×103J/(kg·℃),q7J/kg】焦炭=3×10答案:2.1×107 0.7解析:先求出质量为100 kg的水温度从20℃升高到70℃时,吸收的热量Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103 J/(kg•℃)×100 kg×(70℃﹣20℃)=2.1×107 JQ放=Q吸=2.1×107 J根据Q放=mq可以得出m=Q放/q,带入数值和单位m=Q放/q=2.1×107 J/3×107J/kg=0.7kg点拨:本题考查物体吸热公式的应用,考查燃料完全燃烧放热公式Q放=mq的灵活应用。
【例题4】(2014•江西南昌)某汽车的最低油耗可达0.2kg/(kW•h).最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量.(温馨提示:0.2kg/(kW•h)表示获得1kW•h的能量需要消耗0.2kg汽油).已知汽油的热值为4.6×107J/kg,请你通过这些数据写出判断该汽车发动机最高效率的办法.答案:用较少的燃油做到充分燃烧,能够获得最大有用功的能量是该汽车发动机达到最高效率的办法。
当然还需要(1)保持良好的润滑效果,可以减少及其部件摩擦。
(2)定期清洗发动机的燃油系统,可以使燃油充分燃烧。
(3)降低发动机的附件消耗功率;(4)适当控制发动机的转速。
解析:本题重点要知道汽车的最低油耗可达0.2kg/(kW •h )的物理意义。
围绕温馨提示找出有用的信息。
根据Q=mq 计算出汽油完全燃烧放出的热量,即为总功,W=1kWh=3.6×106J 得出有用功,再可根据机械效率的概念计算出机械效率. Q 总=mq=0.2kg ×4.6×107J/kg=9.2×106J W 有用=1kW •h=3.6×106J , η=×100%=×100%≈39%根据计算和分析我们知道,用较少的燃油做到充分燃烧,能够获得最大有用功的能量是该汽车发动机达到最高效率的办法。
当然还需要(1)保持良好的润滑效果,可以减少及其部件摩擦。
(2)定期清洗发动机的燃油系统,可以使燃油充分燃烧。
(3)降低发动机的附件消耗功率;(4)适当控制发动机的转速。
点拨:本题考查了功的计算、热量的计算、热机效率的计算,本题贴近生活,能让学生了解能量的转化和汽车的效率.难易程度适中.对于热学而言,考查的知识点比较全面,是值得重视的一类问题。
【例题5】某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10kg 的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。
若在6min 内完全燃烧了2kg 的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg ·℃),煤的热值约为3×107J/kg 。
求:(1)煤完全燃烧产生的热量;(2)经过6min 时间加热,水所吸收的热量;(3)煤炉烧水时的热效率。
答案:(1)6×107J ;(2)2.52×106J ;(3)4.2%。
解析:(1)燃料完全燃烧产生的热量,可直接利用Q 总=mq 求出。
Q 放=m 煤q =2kg ×3×107J/kg=6×107J 。
(2)从图像分析知道经过6min 加热,水的温度从20℃升高到80℃。
水的质量是10kg ,水的比热容为4.2×103J/(kg ·℃),根据吸收热量公式得到Q 吸=cm 水(t -t 0)=4.2×103J/(kg ·℃)×10kg ×60℃=2.52×106J 。
(3)炉具的效率公式为η=总吸Q Q ,所以η时间/min0 24 6 205070 80=放吸Q Q =J 106J 102.5276⨯⨯×100%=4.2%。
点拨:要会分析图像横轴纵轴代表的物理含义,对物理公式要灵活运用。
【例题6】(2016黑龙江龙东)如图甲所示,是一则公益广告,浓浓的孝心透着社会主义核心价值观.小明的爷爷网购了一台电热足浴器,其铭牌的部分参数如图乙(甲部分)所示,电热足浴器某次正常工作时控制面板显示如图乙(乙部分)所示,求: (1)此时足浴器的工作电流.(计算结果保留一位小数)(2)足浴器装入最大容量初温为22°的水,当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量.(3)上述加热过程耗时16min ,该足浴器的热电效率.答案:(1)此时足浴器的工作电流为2.3A ;(2)当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量为4.2×105J ; (3)上述加热过程耗时16min ,该足浴器的热电效率为87.5%.解析:知道电热足浴器的加热功率和额定电压,根据P=UI 的变形公式I=求出此时足浴器的工作电流;根据ρ=的变形公式m=ρV 求出水的质量,再利用Q 吸=cm (t ﹣t 0)求出水所吸收的热量;根据W=Pt 求出电热足浴器消耗的电能,然后根据η=×100%求出该足浴器的热电效率.(1)由图2可知,此时电热足浴器的电功率P=500W , 由P=UI 得,此时足浴器的工作电流:I==≈2.3A ;(2)足浴器装入最大容量时水的体积V=5L=5dm3=5×10﹣3m 3,由ρ=得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3=5kg,则水所吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(42℃﹣22℃)=4.2×105J;(3)加热时间t=16min=960s,由P=得,电热足浴器消耗的电能:W=Pt=500W×960s=4.8×105J,则该足浴器的热电效率:η=×100%=×100%=87.5%.点拨:电功与热量的综合计算;电功率与电压、电流的关系.是电热综合题,这类问题是黑龙江省每年中考最后压轴题的具体体现。