云南省中考物理总复习 小专题(一)有关热量的计算试题
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专题热量的综合计算01 专题概述热量计算的内容包括热传递过程中吸热与放热的计算,燃料燃烧释放热量的计算,热机、锅炉、太阳能集热器等设备热效率的计算.解答此类计算题时,首先要明确热量计算的有关公式:(1)物体升温吸热公式:Q 吸=cm Δt =cm(t -t 0) (2)物体降温放热公式:Q 放=cm Δt =cm(t 0-t) (3)燃料燃烧释放热量公式:Q 放=mq 或Q 放=Vq (4)热机效率的计算公式:η=WQ 放×100%(5)锅炉效率:η=Q 吸Q 放×100%=cm 1Δtm 2q (或Vq )×100%(6)太阳能集热器效率:η=Q 吸Q 太阳能×100%=cm ΔtP 0St ×100%(其中P 0表示照射功率,S 表示照射面积,t 表示照射时间)其次要明确解答的基本步骤:一是找温度变化,利用Q 吸=cm Δt 列出式子;二是利用公式Q 放=mq 或Q 放=Vq 列出式子;三是如果涉及效率问题,则有公式Q 吸=ηQ 放.由三个所列的式子即可得出所求的问题.02 专题训练类型1 一般吸放热问题1.完全燃烧1 kg 柴油放出的热量能使多少质量的水温度升高20 ℃[已知柴油的热值是4.2×107 J/kg ,水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),假定放出的热量被水完全吸收]( )A .2 kgB .20 kgC .50 kgD .500 kg2.若将一质量为50 g 、温度为10 ℃、比热容为2.52×103 J/(kg·℃)的金属块投入装有90 ℃水的容器内,水温随时间变化的关系如图所示.若无其他热量散失且容器所释放的热量忽略不计,在金属块投入15 s 后,水温不再明显改变,则由水传递至金属块的热量约为( )A .2 100 JB .4 200 JC .6 300 JD .8 400 J3.(铜仁中考)一太阳能热水器装有100 kg 的水,经过一段时间后,水温从20 ℃上升到80 ℃,则水吸收的热量是________[c 水=4.2×103 J/(kg·℃)],若这些热量由热值q =3.0×107 J/kg 的焦炭完全燃烧来提供,需要焦炭________kg(不计热量损失).4.质量为2 kg 的某种物质,温度从20 ℃升高到40 ℃,吸收的热量是1.88×104 J ,该物质的比热容是________J/(kg·℃).5.与煤炭相比,天然气目前正被更广泛地使用,天然气的热值是7.5×107 J/m 3,若某家庭一个月使用了20 m 3的天然气,这些热量相当于完全燃烧________kg 烟煤放出的热量.(烟煤的热值为3×107 J/kg)6.(绵阳中考)一温度为20 ℃、质量为4.2 kg 的铁块的温度升高到80 ℃,需要吸收________J 的热量.然后将其放入一个装有温度为10 ℃、质量为1.15 kg 的水的量热器中,最后水的温度将升高到________ ℃.[忽略量热器吸热,c 水=4.2×103 J/(kg·℃),c 铁=0.46×103 J/(kg·℃)]7.将装有热牛奶的奶瓶放入室温下的水中,装水容器中的水温约为20 ℃,质量约为1 kg ,热奶的温度约为90 ℃,质量约为0.5 kg ,经过一段时间后,再测量容器中的水和奶瓶中的奶的温度均为40 ℃,若牛奶放出的热量全部被水吸收,则牛奶的比热容为多少?类型2 热量的利用效率问题8.(淮安期中)某汽油机工作时的热损失情况是:汽缸散热损失30%,废气带走35%,机械摩擦损耗10%,则完全燃烧2 g 汽油(热值为4.6×107 J/kg)获得的机械能是( )A .2.76×104 JB .3.22×104 JC .0.92×104 JD .2.3×104 J9.(营口中考)小亮家有一个容积为2 L的水壶,水壶里装有初温为25 ℃的水,在1标准大气压下小亮用天然气炉具对水进行加热.[已知天然气的热值q=8.4×107 J/m3,水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求:(1)烧开1 L水,水需要吸收多少热量?(2)若天然气炉具的效率是30%,则烧开1 L水需要完全燃烧多少m3的天然气?10.太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息:(1)水在10 h内吸收的热量;(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8.4×107 J/m3,天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)(3)该太阳能热水器的能量转化效率.11.随着国民经济的发展,汽车已走进家庭.一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100 km,消耗汽油10 L.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,所用汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.7×103 kg/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.小专题(一) 热量的综合计算1.D 2.C 3.2.52×107 J 0.84 4.470 5.50 6.1.1592×105 30 7.水吸收的热量Q 吸=c 水m 水Δt 水=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg ×(40 ℃-20 ℃)=8.4×104 J 牛奶释放的热量Q 放=Q 吸=8.4×104 J 由Q 放=cm(t 0-t)得牛奶的比热容:c 牛奶=Q 放m 牛奶(t 0牛奶-t 牛奶)=8.4×104 J 0.5 kg ×(90 ℃-40 ℃)=3.36×103 J/(kg·℃) 8.D 9.(1)由题意可知水的体积V 水=1 L =1×10-3 m 3 由ρ=m V 可得,m 水=ρ水V 水=1.0×103 kg/m 3×1×10-3 m 3=1 kg 一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(t -t 0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg ×(100 ℃-25 ℃)=3.15×105J (2)由η=Q 吸Q 放得 Q 放=Q 吸η=3.15×105 J 30%=1.05×106J 由Q 放=Vq 得 V 天然气=Q 放q =1.05×106 J 8.4×107 J/m 3=1.25×10-2 m3 10.(1)水吸收的热量(有用能量):Q 吸=cmΔt =4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg ×50 ℃=2.1×107 J (2)由题知,Q 放=Vq =Q 吸=2.1×107 J ,需要天然气的体积:V =Q 放q = 2.1×107 J8.4×107 J/m3=0.25 m 3 (3)10 h 太阳能热水器吸收的太阳能(总能量):Q 太阳能=P 0St =1.68×106 J/(m 2·h)×2.5 m 2×10 h =4.2×107 J η=Q 吸Q 太阳能×100%=2.1×107 J 4.2×107 J×100%=50% 11.(1)汽油的体积V =10 L =10×10-3 m 3,由ρ=m V 变形可得汽油的质量:m =ρV =0.7×103kg/m 3×10×10-3 m 3=7 kg 汽油完全燃烧放出的热量:Q 放=mq =7 kg ×4.6×107 J/kg =3.22×108 J (2)由题知,用来驱动汽车做的有用功:W 有=Q 放×30%=3.22×108 J ×30%=9.66×107 J 由W 有=Fs 得轿车牵引力:F =W 有s=9.66×107 J100×103 m=966 N 又因为轿车匀速行驶,所以轿车受到的阻力:f =F =966 N。
小专题(一)有关热量的计算类型1一般吸放热计算(2015· 曲靖)人人讨厌垃圾,对其避之不及,现在人们已可将垃圾变废为宝.如通过在封闭的炉中焚烧垃圾,臭气能得到分解,焚烧时产生的热可用来发电,利用化学方法将焚烧时所产生的一些物质合成多种化工产品.某处理厂在高温高压下通过催化剂的作用可以用1吨某种垃圾生产出170 kg的燃料油.问:若燃料油的热值为4.2×107J/kg,完全燃烧1 kg这种燃料油放出的热量是4.2×107J,这些热量可以使125kg水温度从20 ℃升高到100 ℃。
[c水=4。
2×103J/(kg·℃)]类型2热量的利用效率问题(2013·云南)某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10 kg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6 min内完全燃烧了2 kg的煤,其中c =4.2×103J/(kg·℃),煤的热值约为3×107J/kg。
求:水(1)煤完全燃烧产生的热量;(2)经过6 min时间加热,水所吸收的热量;(3)煤炉烧水时的热效率.解: (1)Q放=mq=2 kg×3×107J/kg=6×107J(2) 由图可知在6 min内温度变化了60 ℃Q吸=cmΔt=4。
2×103J/(kg·℃)×10 kg×60 ℃=2.52×106J(3)η=错误!=错误!=4。
2%1.用两个相同的电热器给质量同为2 kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10 min吸收的热量为(C)A. 5。
04×105JB. 4.2×105JC。
2.52×105JD.条件不足,不能计算2.(2016·德阳)有质量为5 kg,初温为15 ℃的水,吸热后温度升高到95 ℃,则需吸收的热量为1。
小专题(一) 有关热量的计算类型1燃料烧水效率1.如图1所示,做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验,在烧杯中加入200 g的水,测得初始温度为18 ℃.用酒精灯加热一段时间后,如图2所示,温度变为__68__℃;若水的比热容为4.2×103J/( kg·℃),不计热量损失,则水吸收的热量为__4.2×104__J,这些热量相当于完全燃烧__1.4__g热值为3.0×107 J/kg的酒精放出的热量.2.(2019·连云港)天然气热水器将40 kg的水由22 ℃加热到42 ℃,水的内能增加了__3.36×106__J,水的内能增加是通过__热传递__方式实现的;若天然气燃烧放出的热量有84%被水吸收,需要消耗__0.1__m3的天然气.[已知c水=4.2×103J/(kg·℃),q天然气=4×107 J/m3] 3.(2019·巴中)出于安全和环保考虑,巴中市政府为喜爱户外烧烤的市民提供了专门的场所.烧烤主要燃料是木炭,已知它的热值是3.4×107 J/kg,那么84 g的木炭完全燃烧放出热量为__2.856×106__J,如果这些热量的50%被水吸收,则能使初温为20 ℃,质量为17 kg的水,温度升高到__40__ ℃.4.(2017·枣庄)新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气.如果每瓶装10 kg液化气,液化气的热值取4.2×107 J/kg,则每瓶液化气完全燃烧放出的热量是__4.2×108__J,若放出的热量有40%被水吸收,在标准大气压下可把__500__kg的水从20 ℃加热至沸腾.[c水=4.2×103J/( kg·℃)]5.(2017·云南)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,技术处于世界领先水平.用燃气锅炉烧水时,把质量为500 kg,初温为20 ℃的水加热到100 ℃,共燃烧了12 m3天然气.已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=4.2×107 J/m3,可燃冰的热值为同体积天然气的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,应使用多少立方米的可燃冰.解:(1)水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×500 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.68×108 J(2)天然气完全燃烧放出的热量:Q 放= Vq 天然气=12 m 3×4.2×107 J/m 3=5.04×108 J燃气锅炉烧水时的效率:η=Q 吸Q 放=1.68×108 J 5.04×108 J≈33.3%(3)可燃冰的热值为同体积天然气的160倍,则可燃冰的热值:q 可燃冰=160q 天然气=160×4.2×107J/m 3=6.72×109J/m 3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=Q 放q 可燃冰= 5.04×108J6.72×109 J/m 3=0.075 m 3类型2 太阳能、电能烧水效率6.(2017·黄石)某品牌太阳能热水器内装有50 kg 的水,阳光照射一段时间后,热水器中的水从15 ℃升高到55 ℃,热水器中的水吸收的太阳能为__8.4×106__J ;同样的水改用电加热,则消耗的电能为__2.33__kW·h[已知水的比热容c 水=4.2×103J/(kg·℃),热水器热散失忽略不计].7.太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池板,它能将太阳能转化为电能.并向灯杆下方的蓄电池充电,供夜晚路灯照明.若在一段时间内,太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107J .这与完全燃烧__0.9__kg 的煤放出的热量相当;这些能量经转化后,可供功率为35 W 的路灯工作60 h ,那么该太阳能路灯的能量转化率是__28%__.(煤的热值为3.0×107J/kg)8.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一.某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J 的太阳能,在5小时的有效照射时间内,将热水器中质量为100 kg 、初温为26 ℃的水,加热到46 ℃.求:(1)热水器中的水吸收的热量Q 吸;[水的比热容c =4.2×103J/(kg·℃)] (2)热水器在5小时有效照射时间内接收到的太阳能E ;(3)热水器在5小时有效照射时间内接收到的太阳能,相当于完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量.(天然气的热值q =7×107J/m 3)解:(1)水吸收的热量:Q 吸=cm (t -t 0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(46 ℃-26 ℃)=8.4×106 J(2)热水器在5小时的有效照射时间内接收到的太阳能:E =5×4.2×106J =2.1×107J (3)根据题意知Q 放=E =2.1×107J 则需要完全燃烧的天然气的体积:V =Q 放q =2.1×107 J 7×107J/m3=0.3 m 3类型3 热机效率5.某型号汽车在车型测试中,在一段平直公路上匀速行驶了36 km ,用时0.5小时,车的总质量为3×103kg ,受到的阻力为车重的0.1倍,其中g 取10 N/kg.求:(1)该汽车牵引力所做的功;(2)已知这一过程消耗燃油1.5×10-2m 3,则热机在这一过程中消耗的总能量(假设燃油完全燃烧,燃油密度为0.8×103kg/m 3,燃油热值为4.5×107J/kg);(3)该汽车发动机的效率;(4)若该汽车在平直的公路上匀速行驶的路程为s ,发动机牵引力为F ,其发动机效率为η,汽油的热值为q ,请推导该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式m =Fsηq.解:(1)车重:G =mg =3×103kg×10 N/kg=3×104N 车受到的阻力:f =0.1G =0.1×3×104N =3×103N 因为车匀速行驶,所以牵引力:F =f =3×103N 则牵引力做功:W 有用=Fs =3×103 N×3.6×104 m =1.08×108 J(2)由ρ=m V得消耗燃油的质量:m =ρV =0.8×103 kg/m 3×1.5×10-2 m 3=12 kg燃油完全燃烧放出的热量(消耗的总能量):Q 放=mq =12 kg×4.5×107 J/kg =5.4×108 J(3)汽车的牵引力所做的功就是有用功,燃油完全燃烧放出的热量就是总功,则发动机的效率:η=W 有Q 放=1.08×108 J5.4×108 J=20%(4)因为Q =mq ,W =Fs ,又因为η=W 有Q 放=W Q所以η=Fsmq ,由此可得:该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式:m =Fsηq。
初中物理总复习——热学一、热现象、物态变化常考知识:1、物质的3个状态6个物态变化;2个过程;2个实验;1、物质的三个状态__________、________、________2、6个物态变化: 物质从固态到液态叫_______ 物质从液态到气态叫_______ 物质由_______________到______态叫升华。
物质从液态到固态叫_______ 物质从气态到液态叫_______ 物质由_______________到______态叫凝华 注:(1)汽化的两种方式________和________;蒸发无条件的,其作用_________________;蒸发的影响因素有_______________、__________________、__________________。
(2)液化的两种方式_________________和________________。
窗户玻璃上水雾形成的物态变化是_________,窗户玻璃结冰(冰花)的物态变化是________。
冰花和水雾都是在玻璃的____(内/外)表面。
3、两个实验(1)熔化实验:①晶体和非晶体的区别:_____体具有一定的熔点和凝固点,同种物质的熔点和凝固点______;____体没有一定的熔点和凝固点。
②晶体熔化条件:__________,__________ 。
③晶体熔化特点:需___热量,温度_____。
非晶体熔化过程吸收热量温度__________。
④常见的晶体:海波、冰、石英水晶、食盐、明矾、奈、各种金属 注:晶体受热状态变化:由固态直接变成液态,不会变软。
⑤常见的非晶体:松香、石蜡、玻璃、沥青、蜂蜡、塑料 ; 注:非晶体受热状态变化:物体变软 变稠 变稀 液体。
(2)水沸腾实验 沸腾前:气泡数量______,气泡体积从下到上____________,温度逐渐______。
①实验现象沸腾过程:气泡数量______,气泡体积从下到上____________,温度______。
2023年云南省中考物理总复习专题试卷学校:__________ 姓名:__________ 班级:__________ 考号:__________注意事项:1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、单选题1.自然领域中蕴含着许多物理知识.下列实例中描述正确的是............................... ()A.丹顶鹤飞翔是利用了伯努利原理B.警犬搜寻目标是利用了电流的热效应C.蝙蝠发现昆虫是利用了喉头发出的电磁波D.萤火虫发光是利用了电磁感应2.原子的中心是原子核,周围有电子绕核运动,如图是四种原子的结构示意图。
由图中信息可知()A.质子、电子所带的电荷不等B.所有原子的中子数都与质子数相等C.中性原子的电子数与质子数相等D.所有原子都由电子、质子、中子组成3.如图所示,实验室内两个相同的烧杯中装有等质量的水和煤油,用同一规格的电加热器同时加热一段时间(热量损失不计,且液体均未沸腾),则加热过程中甲乙两支温度计升高的温度之比为正[C煤油=2.1×103焦/(千克,℃)])()水煤油A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.1∶44.粗糙水平面上有一个重为100N的物体,用10N的水平推力使其以3m/s的速度沿力的方向匀速运动了10s,则此过程中()A.重力做了3000J的功 B.推力的功率为30WC.推力做了1000J的功 D.摩擦力为100N5.4月23日,济南市某商场举行首届跑楼梯比赛,共有500多名选手参加。
若要比较参赛者的功率大小,需测出的物理量是()A.参赛者的体重,所登楼层的高度以及登楼所用的时间B.登楼所用的时间C.参赛者的体重,所登楼层的高度D.参赛者的体重,所登楼层的高度,登楼所用的时问以及参赛者通过的路程6.小明是一位象棋爱好者.每周必看体育频道的棋类节目。
他观察到电视上棋手进行大盘讲解时,那一个个硕大的棋子可以在竖直的棋盘上来回移动,而且不会掉下来。
小专题(一)有关热量的计算类型1 一般吸放热计算(2015· 曲靖)人人讨厌垃圾,对其避之不及,现在人们已可将垃圾变废为宝.如通过在封闭的炉中焚烧垃圾,臭气能得到分解,焚烧时产生的热可用来发电,利用化学方法将焚烧时所产生的一些物质合成多种化工产品.某处理厂在高温高压下通过催化剂的作用可以用1吨某种垃圾生产出170 kg 的燃料油.问:若燃料油的热值为×107 J /kg ,完全燃烧1 kg 这种燃料油放出的热量是×107J ,这些热量可以使125kg 水温度从20 ℃升高到100 ℃.[c 水=×103J /(kg ·℃)]类型2 热量的利用效率问题(2013·云南)某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10 kg 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6 min 内完全燃烧了2 kg 的煤,其中c 水=×103 J /(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6 min 时间加热,水所吸收的热量; (3)煤炉烧水时的热效率.解: (1)Q 放=mq =2 kg ×3×107 J /kg =6×107J (2) 由图可知在6 min 内温度变化了60 ℃Q 吸=cmΔt=×103 J /(kg ·℃)×10 kg ×60 ℃=×106J(3)η=Q 吸Q 放=错误!=%1.用两个相同的电热器给质量同为2 kg 的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10 min 吸收的热量为(C )A . 5.04×105J B . ×105 J C . ×105 JD .条件不足,不能计算2.(2016·德阳)有质量为5 kg ,初温为15 ℃的水,吸热后温度升高到95 ℃,则需吸收的热量为×106J ;如果这些热量由天然气燃烧来提供,则至少需要燃烧热值为×107 J /m 3的天然气.[水的比热容为×103J /(kg ·℃)]3.(2016·东营)为了取暖,每天需要给房间供热×107J .若流进房间散热器的水温是60 ℃,流出的水温是56 ℃,则每天需要2__500kg 的水流经散热器.[水的比热容为×103J /(kg ·℃)]4.(2014·昆明)已知天然气的热值为×107 J /m 3,完全燃烧 m 3的天然气可以获得×107J 的热量,不计热量损失,这些热量可以使500 kg 的水温度升高40℃.[c 水=×103J /(kg · ℃)]5.(2016·株洲)一个额定功率为1 000 W 的电热水壶装有 kg 初温为20 ℃的水.正常工作将水烧开所用时间为9 min ,则水吸收的热量为×105J ,该电热水壶的效率为%.6.(2016·无锡)太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池板,它能将太阳能转化为电能.并向灯杆下方的蓄电池充电,供夜晚路灯照明.若在一段时间内,太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为×107J .这与完全燃烧的煤放出的热量相当;这些能量经转化后,可供功率为35 W 的路灯工作60 h ,那么该太阳能路灯的能量转化率是28%.(煤的热值为×107J /kg )7.(2015·昆明)木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,对它们取不同质量进行完全燃烧,得到了下表的数据:燃料的质量/g 100 200 300 400 燃料完全 燃烧放出 的热量Q 木柴/J ×106 ×106 ×106 ×106Q 焦炭/J ×106 ×106 ×106 ×106Q 木炭/J ×106 ×106 ×106 ×106(1)从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是不同的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越多.(2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料,完全燃烧放出的热量和质量的比值是不变的,这个不变的比值,反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称之为热值,它是用来描述燃料完全燃烧时,释放热量能力大小的物理量.(3)完全燃烧 m 3的天然气放出的热量是×105J ;如果这些热量完全用于加热水,可使10kg 的水温度升高10 ℃;实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多,原因是用燃气灶烧水时,除了水吸收的热量外,一部分传给了盛水的容器,另外一部分传给了空气(答一个即可).[q 天然气=×107 J /m 3,c 水=×103J /(kg ·℃)](4)在烧水过程中,人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收,为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例,物理中引入效率来描述,我们总是希望它的值越大越好.8.(2016·大连)用炉子烧水时,将10 kg 的水从20 ℃加热到100 ℃,燃烧了 kg 的焦炭.水的比热容是×103J /(kg ·℃),焦炭的热值是×107 J /kg .试求:(1)水吸收的热量是多少?(2) kg 焦炭完全燃烧释放的热量是多少? (3)炉子烧水的效率是多少?解:(1)水吸收的热量:Q 吸=cm(t -t 0)=×103 J /(kg ·℃)×10 kg ×(100 ℃-20 ℃)=×106J(2) kg 焦炭完全燃烧释放的热量:Q 放=mq = kg ××107 J /kg =×107J炉子烧水的效率:η=Q 吸Q 放×100%=错误!×100%=%9.(2016·德州)天然气灶使用方便、经济环保.在一个标准大气压下,天然气灶将一壶质量为3 kg 、温度为20 ℃的水加热至沸腾,大约需要10 min ,已知:水的比热容为×103 J /(kg ·℃),天然气的热值为×107 J /m 3.求:(1)水吸收的热量;(2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收,烧开这壶水需要多少天然气. 解:(1)在一个标准大气压下,水沸腾时的温度t =100 ℃水吸收的热量:Q 吸=cm(t -t 0)=×103 J /(kg ·℃)×3 kg ×(100 ℃-20 ℃)=×106J(2)由η=Q 吸Q 放×100%得,天然气完全燃放出的热量:Q 放=Q 吸η=错误!=×106J由Q 放=Vq 得,烧开这壶水需要天然气的体积: V =Q 放q =错误!=×10-2 m 310.液化石油气的热值高达×107 J /kg ,一些不法商贩为牟取暴利,常将液化石油气与价格低廉、热值仅为×107J /kg 的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户.常州市质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测:将质量为100 kg 、初始温度为31 ℃的水装入容器内,用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100 ℃恰好沸腾,瓶内燃气消耗了 kg .通过高效炉灶,水能吸收燃气完全燃烧释放热量的75%.已知水的比热容为c 水=×103J /(kg ·℃),问:(1)瓶内燃气的热值是多少?(2)该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有没明掺混二甲醚?解:(1)水吸收的热量为:Q 吸=cm(t -t 0)=×103 J /(kg ·℃)×100 kg ×(100 ℃-31 ℃)=×107J燃气燃烧放出的热量为:Q 放=Q 吸75%=错误!=×107J瓶内燃气的热值为:q =Q 放m 气=错误!=×107J /kg(2)通过计算得出的瓶内燃气的热值正好等于液化石油气的热值,即q =q 石油气=×107J /kg 故该液化石油气站销售的瓶装液化石油气没有掺混二甲醚11.学习了电学和热学知识后,小华通过实验得知:用电热壶将20 ℃、15 kg 的水加热到100 ℃,需要元电费,用煤气灶做同样的实验,需要消耗元的煤气.已知水的比热容为×103J /(kg ·℃).(1)如果使用煤炉做同样的实验,已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为×107J /kg ,假设煤炉的利用效率为20%,无烟煤的价格是元/kg ,则需花多少钱?(2)如果某地区可以同时供电、煤气和煤,从经济和环保的角度分析,你建议使用哪种燃料?请阐明理由.解:(1)电热壶将20 ℃、15 kg 的水加热到100 ℃吸收的热量:Q 吸=cm△t=×103J /(kg ·℃)×15 kg ×(100 ℃-20 ℃)=×106 J由η=Q 吸Q 放得Q 放=Q 吸η=错误!=×107J由Q 放=qm 得无烟煤的质量:m =Q 放q=错误!= kg需要花的钱数为: kg ×元/kg =元(2)同样是烧开一壶水,用电需要元电费,因此建议使用煤气,由于煤气比用电花钱少很对,而和无烟煤花钱差不多,但是却比无烟煤产生的污染少,有利用环保.12.小明家里刚刚买了一种品牌太阳能,打开外包装以后小明发现如表的数据:真空管直径×长度(mm ) 70×1 800 规格(支管) 15外形尺寸 (mm ) 1 840×1 597×1 765保湿层(mm ) 60水箱容量(L ) 150 采光面积(m 2)(1)(2)已知我市向着阳光的地方每平方米的面积在1 h 内得到太阳辐射能平均为3×106J .若每天接收太阳能的时间以8 h 计算,该热水器一天可以接收到多少太阳能?(3)热水器能把接收到的太阳能的50%转变成水的内能,该热水器装满水在正常情况下一天内能把初温为20 ℃的一箱水加热到多少 ℃?[已知c 水=×103J /(kg ·℃)]解:(1)由表格数据可知,水箱容量150 L ,由ρ=mV可得装满水后水的质量m =ρV=×103 kg /m 3×150×10-3 m 3=150 kg(2)由题知,每平方米的面积在1 h 内得到太阳辐射能平均为3×106 J ,该太阳能热水器采光面积为 m 2所以一天8小时的时间里可以接收到的太阳能:E =3×106 J /(h ·m 2)× m 2×8 h =×107J(3)Q 吸=ηE =×107 J ×50%=×107J由Q 吸=cmΔt 可得,水升高的温度:Δt=Q 吸cm=错误!=60 ℃水的末温为:t =60 ℃+20 ℃=80 ℃。
第5讲内能内能的利用及能源命题点1分子热运动1.(2016·云南)起重机工作时,钢丝绳未被拉断,是因为组成钢丝绳的物质分子间存在引力.空气流动会形成风,这不属于(填“属于”或“不属于”)扩散现象.2.(2014·昆明)端午节吃粽子,会闻到粽子的清香,说明分子发生了扩散现象;两块表面干净的铅互相压紧能够吊住重物,说明分子间存在引力.命题点2内能3.(2014·云南)用高压锅烧水,拧紧锅盖后水温缓慢上升,在水烧开前,锅内水的 (B)A.体积变小B.内能变大C.密度变大D.比热容变小4.(2015·曲靖)液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的;温度计浸入液体中测量温度时,通过热传递的方式使温度计与被测液体的温度达到相同.命题点3热机5.(2014·昆明)如图是汽油机工作的四个冲程,其中表示机械能转化为内能的冲程是(A)ABCD6.(2014·曲靖)关于热机,下列说法中正确的是(C)A.效率越高的热机功率也越大B.汽油机和柴油机均属于内燃机,工作时它们点火的方式也相同C.汽油机工作时汽油在汽缸里燃烧,汽油属于二次能源D.使用热值高的燃料可提高热机的效率命题点4热量及其计算[见小专题(一)]命题点5能源7.(2016·云南)植物通过光合作用将太阳能转化为化学能.资料显示,在地球上阳光充足的地方1 m2的面积上每年获得的太阳能可达4.2×109J,这些能量相当于140kg焦炭完全燃烧放出的热量(焦炭的热值为3.0×107J/kg).8.(2015·昆明)核能是一种新能源,核裂变是产生核能的一种方式,另一种核反应方式是核聚变.9.(2015·昆明)可充电电筒的电池能反复充放电使用,既节约了资源,也保护了环境.电池充电时,电能转化为化学能,用电筒照明时,小灯泡将电能转化为光能.1.(2016·镇江)下列现象中,不能用分子动理论解释的是(A)A.海绵很容易被压缩B.湿衣服在阳光下逐渐晒干C.春天,校园里花香扑鼻D.酒精和水混合后总体积变小2.(2016·来宾改编)下列有关热现象的说法中正确的是(D)A.把铁丝反复弯曲,弯曲处变热,这是通过热传递增加内能B.温度高的物体比温度低的物体含有的热量多C.热传递中温度总是从热的物体传播到冷的物体D.炒菜时加盐,菜很快“入味”,说明温度越高分子扩散越快3.(2016·巴中)下列是一些物质的比热容,根据表中的数据,下列判断正确的是(B)A.1 kg铝的比热容是2 kg铝的比热容的2B.工厂里冷却塔大多用水作为冷却剂是利用水的比热容大的特性C.物质的比热容与物质的状态无关D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水的温度变化较大4.(2016·邵阳)下列实例中,属于内能转化为机械能的是(B)A.冬天,人们常常搓手取暖B.烧开水时,水蒸气将壶盖顶起C.钻木取火D.用打气筒给篮球打气时筒壁温度升高5.(2015·宜昌)为节约能源,需提高热机的效率,下列措施不能提高效率的是(D) A.尽量使燃料充分燃烧B.尽量减少热机部件间的摩擦C.尽量减少废气带走的热量D.尽量增加热机的工作时间6.质量相等、初温相同的甲、乙两种不同液体,分别用两个完全相同的加热器加热,加热过程中,温度随时间变化的图线如图所示.根据图线可知(D)A.甲液体的内能比乙的大B.温度升高液体分子运动变慢C.甲液体的比热容比乙的大D.乙液体的比热容比甲的大7.(2016·枣庄)太阳能是人类优先开发和利用的新能源之一,关于太阳能的利用,下列说法正确的是(A)甲乙丙丁A.图甲中,绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能B.图乙中,太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能C.图丙中,太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能D.图丁中,首架环球航行的太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能8.(2016·沈阳)如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是(C)甲乙丙丁A.图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大C.图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少D.图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大9.(2016·广安)水与酒精是我们日常生活中最常见的两种物质.下表列出了它们在标准大气压下的部分物理特征数据,请你参照这些特征分析:让质量及初温都相等的水和酒精冷却,待它们放出相等的热量后再倒在一起混合.下列哪个判断是错误的(A)A.B.均匀混合后,混合液的凝固点将比水的凝固点低些C.均匀混合后,混合液的密度将比水的密度小些D.均匀混合后,混合液的比热容将比水的比热容小些10.(2016·厦门)如图所示,两个表面光滑的铅块相互挤压后粘在一起,说明分子间有引力;长时间挤压在一起的铅块和金块会相互渗透,说明分子不停地运动.11.(2016·聊城)如图所示,将一根铁丝用手快速反复弯折,铁丝弯折处会发热,弯折越快、时间越长,铁丝弯折处分子运动越剧烈,温度越高,这个实验说明做功可以改变物体的内能.12.(2016·张家界)湖南张家界人陈能宽是中国核武器事业奠基人之一,中国“两弹一星”功勋奖章获得者.2016年5月27日因病在京逝世,享年94岁.陈能宽参与研究的核能属于不可(填“可”或“不可”)再生能源,现在人们利用可控核能的途径是裂变.13.(2016·泰州)汽车刹车的过程,伴随有能量从机械能转化为内能,内能散失到空气中,此过程能量的总和不变(填“增大”“不变”或“缩小”).散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动骑车,这是因为能量的转移和转化具有方向性.14.(2016·宜宾)一定质量的水从30 ℃提高到80 ℃,吸收了4.2×103J的热量,这是通过热传递(填“做功”或“热传递”)方式改变了水的内能,水的质量是0.02kg.[已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)]15.(2016·广东)如图所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图,图E、F是演示实验的示意图,C 图是做功冲程,与它原理相同的是F图所示的演示实验,汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是B 图.(后两空选填字母)A B C D E F16.(2016·宁夏)一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106J,这些能量相当于完全燃烧0.55 kg的干木柴所释放的热量.则干木柴的热值为1.2×107__J/kg,如果用掉一半后,干木柴的热值将不变(填“变大”“变小”或“不变”).17.(2016·连云港)某家庭需要将50 kg、初温为10 ℃的水加热到50 ℃作为生活用水,他们利用煤气灶烧水,需要燃烧0.8 kg的煤气.这些水从10 ℃加热到50 ℃需要吸收的热量为8.4×106J,0.8 kg的煤气完全燃烧放出的热量为3.36×107J,煤气灶烧水的效率为25%.[c水=4.2×103J/(kg·℃),q煤气=4.2×107J/kg]18.(2016·达州)一台单缸四冲程内燃机正常工作时的转速为1 800 r /min ,该内燃机每秒共经历了60个冲程.19.(2016·东营)为研究甲、乙两种液体的吸热能力,某同学用如图所示两套完全相同的装置进行实验探究,两种液体的质量和初温都相同.(1)选用两套完全相同的装置分别给甲、乙两种液体加热,这样做的目的是使甲、乙两种液体相同时间内吸收相同的热量.(2)写出图中所示装置的两处错误:温度计玻璃泡接触烧杯底部、无石棉网. 改正错误后,同时加热,分别记录加热时间和液体温度,数据如下表所示:(3)加热4分钟后,甲、乙两种液体温度均不再升高,原因是甲、乙两种液体均已达到沸点. (4)根据实验数据,可知甲(填“甲”或“乙”)液体的吸热能力较强.20.(2016·三明)天然气是一种热值高、污染小的清洁能源,2016年三明市迎来了天然气时代.完全燃烧0.035 m 3的天然气放出多少焦的热量?若这些热量完全被水吸收,能使多少千克的水温度升高50 ℃?[水的比热容c =4.2×103J /(kg ·℃),天然气的热值取q =4×107J /m 3]解:(1)完全燃烧0.035 m 3的天然气放出的热量: Q =qV =4×107J /m 3×0.035 m 3=1.4×106J(2)由Q 吸=cm Δt 可得,这些热量完全被水吸收后可加热水的质量: m =Q c Δt = 1.4×106J 4.2×103J /(kg ·℃)×50 ℃≈6.67 kg21.下表列出了几种燃料的热值,单位是 J /kg .(1)3×10J 35∶3.(2)为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关,小名同学设计了一个探究方案.①小名同学在实验时所选用的燃料种类应不同,质量应相同(填“相同”或“不同”).②若燃烧放出的热量用水吸收,则实验中,除了水的质量要相等外,你认为还应注意什么?使燃料在同一装置内燃烧.③通过比较水温升高的多少,可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关.22.(2016·广安)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:[水的比热容为4.2×103J /(kg ℃),水的密度为1.0×103kg /m 3](1)太阳能属于一次(填“一次”或“二次”)能源. (2)热水器中水的质量是多少? (3)在此过程中,水吸收了多少热量?(4)若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J ,则该热水器的效率是多少? 解:(2)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 =1.0×103kg /m 3×0.1 m 3=100 kg (3)在此过程中,水吸收的热量:Q 吸=cm(t -t 0)=4.2×103J /(kg ·℃)×100 kg ×(38 ℃-8 ℃)=1.26×107J (4)该热水器的效率:η=Q 吸Q ×100%=1.26×107J 4.2×107J ×100%=30%。
2024年云南省中考物理试题+答案详解(试题部分)(全卷五个大题,共23个小题,共8页;满分90分,考试用时75分钟)注意事项:1.本卷为试题卷。
考生必须在答题卡上解题作答。
答案应书写在答题卡的相应位置上,在试题卷、草稿纸上作答无效。
2.考试结束后,请将试题卷和答题卡一并交回。
3.试题中用到g均取10N/kg。
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。
每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。
全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)1. 下列与一名中学生有关的物理量中,最符合实际的是()A. 体温约为25℃B. 质量约为50kgC. 身高约为160mD. 心脏跳动一次的时间约为10s2. 古代的《墨经》对光现象就有了记载。
图中的光现象中,由于光的折射形成的是()A. 小孔成像B. 水中倒影C. 筷子“折断D. 水杯影子3. 下列做法符合安全用电的是()A. 及时更换绝缘皮破损的电线B. 用正在充电的电热水袋取暖C. 用潮湿的手直接拔饮水机的插头D. 插线板敞露在雨中给电动车充电4. 关于电与磁,下列说法正确的是()A. 同名磁极靠近时会相互吸引B. 奥斯特实验证实了电流周围存在磁场C. 螺线管通电时,电流越大其磁性越弱D. 发电机工作时将电能转化为内能5. 如图是运动员滑冰的情景,下列说法正确的是()A. 运动员滑行时只受重力的作用B. 冰刀做得很薄可以减小对冰面的压强C. 停止蹬地后不会立即停下是由于他受到惯性力的作用D. 蹬地后开始滑行说明力是改变物体运动状态的原因6. 如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S、S1和S2,灯L1、L2都正常发光,下列说法正确的是()A. 电流表A2测通过灯L2的电流B. 电流表A1和A2示数相等C. 断开S2,电流表A2示数变小D. 断开S2,灯L1变暗7. 2024年5月,我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功,可助力氢能重卡突破1000公里续驶里程,这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破(q氢=1.4×108J/kg)。
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)。
小专题(一)有关热量的计算类型1 一般吸放热计算(2015· 曲靖)人人讨厌垃圾,对其避之不及,现在人们已可将垃圾变废为宝.如通过在封闭的炉中焚烧垃圾,臭气能得到分解,焚烧时产生的热可用来发电,利用化学方法将焚烧时所产生的一些物质合成多种化工产品.某处理厂在高温高压下通过催化剂的作用可以用1吨某种垃圾生产出170 kg 的燃料油.问:若燃料油的热值为4.2×107 J /kg ,完全燃烧1 kg 这种燃料油放出的热量是4.2×107J ,这些热量可以使125kg 水温度从20 ℃升高到100 ℃.[c 水=4.2×103J /(kg ·℃)]类型2 热量的利用效率问题(2013·云南)某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10 kg 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6 min 内完全燃烧了2 kg 的煤,其中c 水=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6 min 时间加热,水所吸收的热量; (3)煤炉烧水时的热效率.解: (1)Q 放=mq =2 kg ×3×107 J /kg =6×107J (2) 由图可知在6 min 内温度变化了60 ℃Q 吸=cm Δt =4.2×103 J /(kg ·℃)×10 kg ×60 ℃=2.52×106J(3)η=Q 吸Q 放=2.52×106J6×107J=4.2%1.用两个相同的电热器给质量同为2 kg 的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10 min 吸收的热量为(C )A . 5.04×105J B . 4.2×105 J C . 2.52×105 JD .条件不足,不能计算2.(2016·德阳)有质量为5 kg ,初温为15 ℃的水,吸热后温度升高到95 ℃,则需吸收的热量为1.68×106J ;如果这些热量由天然气燃烧来提供,则至少需要燃烧热值为4.0×107 J /m 3的天然气0.042m 3.[水的比热容为4.2×103J /(kg ·℃)]3.(2016·东营)为了取暖,每天需要给房间供热4.2×107J .若流进房间散热器的水温是60 ℃,流出的水温是34.(2014·昆明)已知天然气的热值为4.0×107 J /m 3,完全燃烧2.1 m 3的天然气可以获得8.4×107J 的热量,不计热量损失,这些热量可以使500 kg 的水温度升高40℃.[c 水=4.2×103J /(kg · ℃)]5.(2016·株洲)一个额定功率为1 000 W 的电热水壶装有1.5 kg 初温为20 ℃的水.正常工作将水烧开所用时间为9 min ,则水吸收的热量为5.04×105J ,该电热水壶的效率为93.33%.6.(2016·无锡)太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池板,它能将太阳能转化为电能.并向灯杆下方的蓄电池充电,供夜晚路灯照明.若在一段时间内,太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107J .这与完全燃烧0.9kg 的煤放出的热量相当;这些能量经转化后,可供功率为35 W 的路灯工作60 h ,那么该太阳能路灯的能量转化率是28%.(煤的热值为3.0×107J /kg )7.(2015·昆明)木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,对它们取不同质量进行完全燃烧,得到了下表的数据:(1)从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是不同的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越多.(2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料,完全燃烧放出的热量和质量的比值是不变的,这个不变的比值,反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称之为热值,它是用来描述燃料完全燃烧时,释放热量能力大小的物理量.(3)完全燃烧0.01 m 3的天然气放出的热量是4.2×105J ;如果这些热量完全用于加热水,可使10kg 的水温度升高10 ℃;实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多,原因是用燃气灶烧水时,除了水吸收的热量外,一部分传给了盛水的容器,另外一部分传给了空气(答一个即可).[q 天然气=4.2×107 J /m 3,c 水=4.2×103J /(kg ·℃)](4)在烧水过程中,人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收,为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例,物理中引入效率来描述,我们总是希望它的值越大越好.8.(2016·大连)用炉子烧水时,将10 kg 的水从20 ℃加热到100 ℃,燃烧了0.5 kg 的焦炭.水的比热容是4.2×103 J /(kg ·℃),焦炭的热值是3.0×107J /kg .试求:(1)水吸收的热量是多少?(2)0.5 kg 焦炭完全燃烧释放的热量是多少? (3)炉子烧水的效率是多少?解:(1)水吸收的热量:Q 吸=cm(t -t 0)=4.2×103 J /(kg ·℃)×10 kg ×(100 ℃-20 ℃)=3.36×106J(2)0.5 kg 焦炭完全燃烧释放的热量:Q 放=mq =0.5 kg ×3.0×107 J /kg =1.5×107J炉子烧水的效率:η=Q 吸Q 放×100%=3.36×106J1.5×107J×100%=22.4%9.(2016·德州)天然气灶使用方便、经济环保.在一个标准大气压下,天然气灶将一壶质量为3 kg 、温度为20 ℃的水加热至沸腾,大约需要10 min ,已知:水的比热容为4.2×103 J /(kg ·℃),天然气的热值为3.5×107J /m 3.求:(1)水吸收的热量;(2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收,烧开这壶水需要多少天然气. 解:(1)在一个标准大气压下,水沸腾时的温度t =100 ℃水吸收的热量:Q 吸=cm(t -t 0)=4.2×103 J /(kg ·℃)×3 kg ×(100 ℃-20 ℃)=1.008×106J(2)由η=Q 吸Q 放×100%得,天然气完全燃放出的热量:Q 放=Q 吸η=1.008×106J 60%=1.68×106J由Q 放=Vq 得,烧开这壶水需要天然气的体积:V =Q 放q =1.68×106J 3.5×107 J /m 3=4.8×10-2 m 310.液化石油气的热值高达4.6×107J /kg ,一些不法商贩为牟取暴利,常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9×107J /kg 的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户.常州市质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测:将质量为100 kg 、初始温度为31 ℃的水装入容器内,用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100 ℃恰好沸腾,瓶内燃气消耗了0.84 kg .通过高效炉灶,水能吸收燃气完全燃烧释放热量的75%.已知水的比热容为c 水=4.2×103J /(kg ·℃),问:(1)瓶内燃气的热值是多少?(2)该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有没明掺混二甲醚?解:(1)水吸收的热量为:Q 吸=cm(t -t 0)=4.2×103 J /(kg ·℃)×100 kg ×(100 ℃-31 ℃)=2.898×107J燃气燃烧放出的热量为:Q 放=Q 吸75%=2.898×107J 75%=3.864×107J瓶内燃气的热值为:q =Q 放m 气=3.864×107J 0.84 kg=4.6×107J /kg(2)通过计算得出的瓶内燃气的热值正好等于液化石油气的热值,即q =q 石油气=4.6×107J /kg 故该液化石油气站销售的瓶装液化石油气没有掺混二甲醚11.学习了电学和热学知识后,小华通过实验得知:用电热壶将20 ℃、15 kg 的水加热到100 ℃,需要1.10元电费,用煤气灶做同样的实验,需要消耗0.50元的煤气.已知水的比热容为4.2×103J /(kg ·℃).(1)如果使用煤炉做同样的实验,已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为3.5×107J /kg ,假设煤炉的利用效率为20%,无烟煤的价格是0.40元/kg ,则需花多少钱?(2)如果某地区可以同时供电、煤气和煤,从经济和环保的角度分析,你建议使用哪种燃料?请阐明理由.解:(1)电热壶将20 ℃、15 kg 的水加热到100 ℃吸收的热量:Q 吸=cm△t=4.2×103J /(kg ·℃)×15 kg ×(100 ℃-20 ℃)=5.04×106 J由η=Q 吸Q 放得Q 放=Q 吸η=5.04×106J 20 %=2.52×107J由Q 放=qm 得无烟煤的质量:m =Q 放q =2.52×107J3.5×107J=0.72 kg 需要花的钱数为:0.72 kg ×0.40元/kg =0.288元(2)同样是烧开一壶水,用电需要1.10元电费,因此建议使用煤气,由于煤气比用电花钱少很对,而和无烟煤花钱差不多,但是却比无烟煤产生的污染少,有利用环保.12.小明家里刚刚买了一种品牌太阳能,打开外包装以后小明发现如表的数据:(1)(2)已知我市向着阳光的地方每平方米的面积在1 h 内得到太阳辐射能平均为3×106J .若每天接收太阳能的时间以8 h 计算,该热水器一天可以接收到多少太阳能?(3)热水器能把接收到的太阳能的50%转变成水的内能,该热水器装满水在正常情况下一天内能把初温为20 ℃的一箱水加热到多少 ℃?[已知c 水=4.2×103J /(kg ·℃)]解:(1)由表格数据可知,水箱容量150 L ,由ρ=mV可得装满水后水的质量m =ρV =1.0×103 kg /m 3×150×10-3 m 3=150 kg(2)由题知,每平方米的面积在1 h 内得到太阳辐射能平均为3×106 J ,该太阳能热水器采光面积为2.1 m 2所以一天8小时的时间里可以接收到的太阳能:E =3×106 J /(h ·m 2)×2.1 m 2×8 h =5.04×107J(3)Q 吸=ηE =5.04×107 J ×50%=2.52×107J由Q 吸=cm Δt 可得,水升高的温度:Δt =Q 吸cm = 2.52×1 07J4.2×103J /(kg ·℃)×150 kg=60 ℃ 水的末温为:t =60 ℃+20 ℃=80 ℃。