专题04 解答热学计算题要领 -【临门一脚】2021年中考物理三轮冲刺过关（全国通用）

【临门一脚】2021年中考物理三轮冲刺过关（名师堂） 专题04 解答热学计算问题要领 解决专题问题策略 用热学规律进行有关的计算，需用吸收的热量的公式Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t；放出的热量的公式Q放=cm(t0-t)=cm⊿t；燃料完全燃烧放出的热量的计算公式：Q放=mq；炉子的热效率公式η=Q吸/Q放。而对初中热学综合计算题的解决就需要把以上提到的公式或者规律中的两个或者多个结合起来，也常常应用热平衡方程为Q放=Q吸。所以对于初中生，在中考时常常出现热学综合计算题。这样的题能考查学生多个知识点，是评价学生综合能力的好素材。本文就初中热学综合计算题考法，结合多年来对全国各省市中考题的研究进行归纳总结，对不同考题在解法上进行分析指导。 策略一：熟练掌握三个知识点 知识点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。 知识点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。 知识点3：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=。 （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，总=Q放，水需要吸收热量为Q有，有=Q吸，则η=。 策略二：掌握热量计算题的思维方法和解题技巧 首先阅题、思题，找出物体原来的温度t。和升高到的温度（或降低到的温度）t，看看物体的质量m是多少，查查物质的比热容是多少，或者对常见的物质（如水）的比热容记住即可，有时题中或试卷前给出。对这些物理量做到心中有数。 然后对物体温度升高的情况，可用公式Q吸=cm(t-to)列出方程，代入数值和单位求出物体应吸收的热量；对物体温度降低的情况，可用公式Q放=cm(to-t)列出方程，代入数值和单位求出物体应放出的热量。对于燃料燃烧问题，可用公式Q放=mq求解燃料燃烧放出的热量。 （1）如果题中物体吸热的多少是由电阻放热提供，那么放出的热量可用焦耳定律Q放=I2Rt求出，利用Q吸=Q放建立方程，将把电学量与热学量紧密联系起来。 （2）如果题中物体吸热只吸收了电阻放热的80%，则可列方程Q吸=80%Q放，所求量一定在此方程中，用电器的效率问题也可迎刃而解。 （3）如果物体吸收的热量完全由另外燃料燃烧获得，则可用Q吸=cm(t-to)和 Q放=mq结合 Q吸=Q放来求出所要的物理量。 （4）如果物体吸收的热量只吸收了燃料完全燃烧的80%，则可列方程Q吸=80%Q放，燃料的热效率问题也可迎刃而解。 （5）其它方面与热有关的问题按以上思路都会找到解题技巧。 注意：在计算时，题中各个物理量要一一对应，并且都要化为国际单位。 中考典型例题解析 【例题1】（2021昆明模拟）将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中（如图所示），通过　　方式改变牛奶的内能，图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为　　J．[c牛奶=4.2×103J/（kg•℃）] 【答案】热传递；2.1×104。 【解析】（1）改变内能的方法：一是做功，二是热传递，物体放出热量、内能减少、温度降低； （2）知道牛奶的质量、比热容，求出温度升高值，利用吸热公式Q吸=cm△t求牛奶吸收的热量。 给牛奶加热的过程中，牛奶吸收热量、内能增加，是通过热传递方式改变了牛奶的内能； 由图乙可知，牛奶升高的温度：△t=40℃﹣20℃=20℃， 则牛奶吸收的热量： Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.25kg×20℃=2.1×104J。 【例题2】（2020安徽）某同学家使用燃气热水器，平均每天需将100kg的水从18℃加热到58℃。若天然气完全燃饶放出热量的70%被水吸收，则热水器平均每天消耗天然气________m³。[c水=4