九年级物理第13章 热量的计算
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热学计算公式1.物体吸收或放出的热量Q=cm△t注:c为比热容,m为质量,△t为升高或降低的温度2.燃料燃烧的放热公式Q放=mq或Q放=Vq3.炉子的效率η=Q吸Q放×100%4.热机的效率η=WQ放=Ptmq=Fsmq=Fvtmq×100%注:P 为功率,t为时间,F为牵引力,s为路程,v为速度,t为时间,m为质量,q为热值专题:热量和效率的计算1.热机的广泛使用已成为一个国家工业化程度的标志,下列机械没有使用热机的是( ) A.普通的家用轿车 B.喷气式战斗机 C.纯电动汽车 D.“神舟”火箭2.一支向高空瞄准的步枪,扣动扳机后射出一颗子弹,子弹没有击中目标,最后下落陷在泥土中,以上过程中发生了哪些形式的能量转化呢?有四个同学分别给出了能量转化的顺序,你认为正确的是( )A.机械能→内能→化学能→机械能B.化学能→机械能→内能→机械能C.化学能→内能→机械能→内能D.内能→化学能→机械能→内能3.如图所示,甲、乙是两个演示实验图,A、B是四冲程汽油机工作过程的两个冲程示意图,与A图原理相同的是_______图所示的演示实验,利用内能对外做功的是________图。
甲乙 A B4.食物也是一种“燃料”,营养成分在人体细胞里与氧结合,提供细胞组织所需的能量,这种过程没有火焰,但_________能同样可以转化为_________能,因此人的体温保持在37℃左右。
一盒标有“能量:360 kJ/100 mL”的牛奶,其中“能量”的含义跟______(选填“内能”“热量”或“热值”)相似。
5.人体像热机一样,也需要消耗能量,例如:一个成人参加一次长跑,身体消耗的能量为6x106J,这些能量相当于将60kg的物体提高______ km,若这些能量与汽油燃烧放出的热量相等,则需燃烧______ kg的汽油。
(q汽油=4.6x107 J/kg)6.为了估算天然气灶烧水的热效率,小雨同学把体积为5L的铝壶装满水,点燃天然气炉,把水从20℃加热到100℃,天然气表的读数由7.890m3变为8.010m3。
13.2 比热容 第2课时 热量的计算【高频考点】公式 Q = cm △t 及变形式的应用(重点)【典例】 质量为2. 2 kg 的水,温度降低40 °C 。
则:[已知c 水 = 4.2×103 J/(kg ·°C ), c 铝= 0.88×103 J/(kg ·°C )](1)水放出多少热量?(2)若这些热量被12 kg 的铝块完全吸收,铝块的初温为20 °C , 那么吸热之后,铝块升高的温度是多少?【规律总结】 关于热量的计算:(1)各物理量的单位必须统一。
(2)对公式进行变形,求其中的任意一个量。
例如tm Qc ∆=,吸热时△t=t-t 0,放热时时△t=t 0-t , (3)公式Q=cm △t 不适用于物 态变化的过程(熔化、凝固、沸腾等)中热量计算,因为有些物质在物态变化的过程中吸收了热量,但是温度没有变化。
【易错警示】在热量计算中常出现单位不统一;△t 的含义不清楚;不能区分“升高”“升高了”“升高到” 和“降低”“降低了”“降低到”这几种不同的说法。
【新知梳理】❶某物体在热传递的过程中,吸收热量的多少与 、 、 三个因素有关,用公式Q= 表示。
❷热量的计算:物体的吸热公式Q 吸=cm (t 0-t ),物体的放热公式Q 放=cm (t-t 0);若用△t 表示物体升高或降低的温度,则物体的吸放热公式可表示为Q= 。
式中Q 吸表示 ,Q 放表示物体 放出的热量,c 表示 ,m 表示 ,t 表示物体的 ,t 0表示物体的 。
【基础过关】知识点一 热量的基本计算1.一杯水由80℃降至20℃放出的热量为Q 1,它由30℃升高至90 ℃吸收的热量为Q 2,则( )A.Q 1<Q 2B.Q 1〉Q 2C.Q 1=Q 2D.无法比较2.(毕节校级期末)已知水的比热容为4. 2X103J/(kg •℃),则质量为2 kg 的水,温度由25℃降低到20 ℃放出的热量是( )A. 4. 2X104 JB. 2. 1X105 JC. 1. 68X105 JD. 3. 78X105 J知识点二 热量计算公式的变形应用3.由Q=cm (t —t 0)可得))(吸0t -t m c Q,关于同一物质的比热容c ,下列说法正确的是( )A. 若吸收的热量增大二倍,则比热容增大二倍B. 若质量增大一倍,则比热容减至一半C. 若加热前后的温度差增大三倍,则比热容增大三倍D. 若物体不吸热,比热容不为零4.用电水壶烧水时,如果将壶内20 ℃的水的温度升高60 ℃,水吸收的热量是5. 04 X105J ,那么壶内水的质量是多少千克?[已知c 水=4. 2X103 J/(kg • ℃)]5.(教材习题变式)假如现已测出某金属球的质量为100 g ,当它的温度从85 ℃降到15℃时放出的热量为3. 22X103 J 。
课时2 热量的计算
课前预习
热量的计算公式:
(1)公式Q= cmΔt,Q表示物质吸收或放出的热量的多少,c是物质的比热容;m是物质的质量,Δt表示温度的变化。
(2)吸热的计算公式:Q吸=cm(t-t0),放热的计算公式:Q放=cm(t0-t)。
式中t表示末温,t0表示初温。
课堂练习
知识点1 热量的计算
1.在“母亲节”这天,小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤,然后用盆子装了5kg的水,将装汤的碗放在水中进行冷却。
过了一会儿,水温由20℃升高到25℃,水吸收的热量为 1.05×105J。
[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
2.保温桶内装有质量为50kg、温度为95℃的热水,过了一段时间后,桶内水的温度降为85℃,那么水放出的热量为 2.1×106J,水的内能减少(选填“增加”“不变”或“减少”)。
[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
知识点2 热量计算公式的变形
3.(2019·祯祥中学秋季初三期中)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 。
4.已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),在标准大气压下,质量为1kg、初温为30℃的水,吸收2.1×104J的热量后,末温是( C )
A.50℃
B.5℃
C.35℃
D.80℃
5.甲、乙两个物体的比热容之比为2∶1。
若使它们升高相同的温度,吸收的热量之比为3∶1,则甲、乙两个物体的质量之比为(C)
A.1∶2
B.2∶1
C.3∶2
D.4∶1
课时作业
1.质量为1kg的水,温度从50℃降低到20℃,放出的热量是( C )
A.4.2×103J
B.8.4×104J
C.1.26×105J
D.2.1×105J
2.一杯煤油温度从80℃降到50℃,放出的热量为Q1,从50℃降到20℃,放出的热量为Q2,则( C )
A.Q1>Q2
B.Q1<Q2
C.Q1=Q2
D.无法判断
3.【核心素养·科学思维】甲、乙两金属球质量之比是5∶3,吸收热量后,升高的温度之比是1∶5,若它们的比热容之比是3∶1,则它们吸收的热量Q甲∶Q乙为( A )
A.1∶1
B.1∶3
C.3∶1
D.9∶25
4.在相同加热条件下,对初温相同的甲、乙两个物体加热,设它们的质量分别为m甲、m乙,比热容分别为c甲、c乙,甲、乙两物体的温度与加热时间关系如图所示,则( A )
A.若m甲>m乙,则c甲<c乙
B.若c甲>c乙,则m甲>m乙
C.若m甲=m乙,则c甲>c乙
D.若c甲=c乙,则m甲=m乙
5.将质量相同的铝块、铁块加热到100℃,取出后立即放入盛有质量相同、温度相同的两杯温水中(c铁<c铝,不考虑热损失),使水升温较高的那杯是(A)
A.放铝块的
B.放铁块的
C.两杯都一样
D.无法判断
6.用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水同时加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10min吸收的热量为( C )
A.5.04×105J
B.4.2×105J
C.2.52×105J
D.条件不足,不能计算
7.夏天,小红将一瓶质量为0.5kg的矿泉水放入电冰箱的冷藏室,矿泉水的温度由37℃降至7℃,此瓶矿泉水放出(选填“吸收”或“放出”)热量为 6.3×104J。
[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]
8.饺子是中国的传统美食。
如图所示,包饺子时,用力擀过的饺子皮放在一块会发生粘合现象,这说明分子之间存在引力。
下饺子时,锅里添2kg的水,当水温由20℃升高到25℃,不计热量损失,则水吸收的热量为 4.2×104J[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
煮饺子的过程是通过热传递的方式改变饺子的内能。
9.水稻是喜温植物,春季育秧时,农民通常在傍晚向秧田灌水,早晨再将水放出,以防霜冻,这是
因为水的比热容较大,当气温降低时,水能放出较多的热量,如果某秧田中水的温度降低了2℃,放出了3.36×107J的热量,则该秧田内的水的质量为4000 kg。
[已知c=4.2×103J/(kg·℃)]
10.【核心素养·问题解决】太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点,当它吸收太阳能后,热水器里水的温度将会升高。
某太阳能热水器盛有100kg的水,初温为20℃,则水箱里的水吸收了2.1×107J的热量后温度将升高到70 ℃。
[c水=4.2×103J/(kg·℃)]11.小红对冰加热,她根据冰熔化成水直到沸腾的过程记录的数据,绘制成如图所示的温度随时间变化的图象。
分析图象发现,造成AB段和CD段升温快慢不同的原因是冰的比热容比水的比热容小。
已知冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃),在对100g冰加热的前2min 内冰吸热8.4×103J。
12.将一温度为20℃,质量为4.2kg的铁块的温度升高到80℃,然后将其放入一个装有温度为10℃且质量为1.15kg的水的量热器中。
求:[忽略量热器吸热,c水=4.2×103J/(kg·℃),c铁=0.46×103J/(kg·℃)]
(1)铁块的温度升高到80℃需要吸收的热量;
(2)最后水将升高到多少℃?
解:(1)铁块吸收的热量:
Q吸=cmΔt=0.46×103J/(kg·℃)×4.2kg×(80℃-20℃)=1.1592×105J
(2)铁块放出的热量等于水吸收的热量,
即Q水吸=Q铁放,Q水吸=c水m水(t-t0水),Q铁放=c铁m铁(t0铁-t)
所以有c水m水(t-t0水)=c铁m铁(t0铁-t)
即:4.2×103J/(kg·℃)×1.15kg×(t-10℃)=0.46×103J/(kg·℃)×4.2kg×(80℃-t)解得:t=30℃。