专题04 热学专题计算-备战2021年中考物理必考计算精解精练

专题04 热 学 有关比热容的求解： 1、比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。 2、水的比热容为4.2×103 J(kg·℃)，表示：1 kg的水温度升高（降低）1 ℃吸收（放出）的热量为4.2×103 J。 有关热量的求解： 1、计算物体吸收热量的公式为：Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t， 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。 2、热量计算的一般式：Q放=cm⊿t 3、应用热量的计算公式解题时，公式中各物理量的单位要统一，即比热容c的单位是J/（kg·℃），质量m的单位是kg，温度的单位是℃，热量的单位是J。 有关热值的求解： 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： 3、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。 有关热效率的求解： 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= 。 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= 。 3、电热水器的效率：电热丝所产生热量为Q总=Q放，水需要吸收热量为Q有=Q吸， 则η= 。 考点一：利用公式Q吸＝Cm∆t求解 1．（2020秋•庐阳区校级月考）一质量是3kg、初温为590℃的铁块，当温度降到30℃时放出了7.56×105J的热量，则： （1）计算出铁的比热容； （2）餐馆里有一道美食叫“铁板牛肉”，将2kg的铁板加热到130℃，再将九成熟的牛肉片盛放在铁板上，等铁板温度降了60℃时，牛肉片已十成熟了，求铁板在此降温过程中放出的热量。 【解析】解： （1）由Q放＝cm（t0﹣t）得铁的比热容为： c＝＝＝0.45×103J/（kg•℃）。 （2）铁板在此降温过程中放出的热量为： Q放＝cm（t0﹣t）＝0.45×103J/（kg•℃）×2kg×（130℃﹣60℃）＝6.3×104J。 答：（1）铁的比热容是0.45×103J/（kg•℃）； （2）铁板在此降温过程中放出的热量是 6.3×104J。 2．（2020秋•双流区校级月考）如图是质量为200g的某物质温度随加热时间的变化图象，前10min它吸收的热量是9×103J.求该物质的比热容。 【解析】解：由图象可知，该物质10min升高温度：△t＝50℃﹣20℃＝30℃， 由Q吸＝cm△t得，该物质的比热容： c＝＝＝1.5×103J/（kg•℃）。 答：该物质的比热容为1.5×103J/（kg•℃）。 考点二：利用公式Q放＝qm求解 3．（2020秋•鲤城区校级期中）一辆氢动力试验汽车10min内在平直路面上匀速直线行驶了12km，消耗了0.15kg的氢气。此过程中，汽车发动机的牵引力为1×103N。求：（氢气的热值取1.4×108J/kg）。 （1）汽车的牵引力做的功。 （2）氢气完全燃烧放出的热量。 （3）汽车发动机的效率（保留一位小数）。 【解析】解： （1）汽车的牵引力做功为： W＝Fs＝1×103N×1.2×104m＝1.2×107J； （2）氢气完全燃烧放出的热量为： Q放＝qm＝0.15kg×1.4×108J/kg＝2.1×107J； （3）汽车发动机的效率为： η＝＝×100%≈57.1%。 答：（1）汽车的牵引力做的功为1.2×107J； （2）氢气燃烧产生的热量为2.1×107J； （3）汽车发动机的效率为57.1%。 4．（2020•聊城一模）某工厂为了测试汽车发动机的性能，让汽车以70km/h的平均速度行驶了140km，用去汽油20升，已知汽油的密度为0.7×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg。求： （1）汽车行驶的时间； （2）消耗的汽油的质量； （3）汽油完全燃烧放出的热量。 【解析】解： （1）汽车行驶的速度：v＝70km/h， 由v＝可得，汽车行驶时间： t＝＝＝2h。 （2）由ρ＝可得，汽油的质量： m＝ρV＝0.7×103kg/m3×20×10﹣3 m3＝14kg。 （3）