第二章 改变世界的热机 微专题一 常见热学综合计算-2021-2022学年九年级全册物理【导与练】初中同步练案配套课件（教科版）

微专题一　常见热学综合计算 类型1有关热值、比热容和热量的计算 1.(2020巴中)一台汽油机飞轮的转速为3 600 r/min,在1 s内汽油机对外做了　 　次功。如果汽油机在一段时间内消耗了0.5 kg汽油,若这些汽油完全燃烧,可放出热量 　 　J。汽油机用水做冷却液,是利用水的　 　大的特点。(q汽油=4.6× 107 J/kg)  2.(2019呼和浩特)热量的计算公式为Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t)。已知铁的比热容为0.46×103 J/(kg·℃),铝的比热容为0.88×103 J/(kg·℃)。 (1)一根烧红的铁钉,质量为2 g,温度从800 ℃降低到700 ℃,放出　 　J热量。  (2)相同质量的铁和铝,吸收相同的热量,上升温度较高的是　　(选填“铁”或“铝”)。 2.3×107 30 比热容 92 铁 练案 物理 3.某工厂利用地热温泉水辅助冬季供暖,地热温泉水每天出水量为2.5×104 kg,温泉水的初温是80 ℃,供暖后温度降到40 ℃。温泉水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)。 试求: (1)这些温泉水每天放出的热量是多少。 (2)若这些热量由热值是3.0×107 J/kg的焦炭提供,至少需要燃烧多少千克的焦炭。 (不计热量损失) 答案:(1)4.2×109 J　(2)140 kg 解析:(1)水放出的热量 Q放=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×2.5×104 kg×(80 ℃-40 ℃)=4.2×109 J。 练案 物理 把握三点,正确进行热值与热量的有关计算 (1)正确选用公式:计算物体吸热或放热时,选用公式Q吸=cm(t-t0)或Q放=cm(t0-t);进行有关燃料燃烧放热的计算时,选用Q放=mq或Q放=Vq。 (2)计算物体吸热或放热时,要注意题目中的叙述文字“升高”“升高了”“降低” “降低了”表示的是温度的变化量Δt,而“升高到”“降低到”等表示的是物体的末温t。 (3)根据题目中的条件“燃料燃烧放出的热量有百分之几被物体吸收”来建立等量关系。 练案 物理 类型2有关热机效率的计算 4.一台效率为40%的柴油机,当输出3.44×107 J的有用功时,消耗柴油的质量是　 　kg。(q柴油=4.3×107 J/kg)  5.泸州沱江六桥全程长4 km,桥面双向8车道,中间有轻轨线路。一辆小轿车做匀速直线运动通过全程,受到的阻力恒为660 N,通过全程牵引力所做的功为　 　 J;若通过全程消耗了0.2 kg的汽油,汽油机的效率为　 　。(q汽油=4.4×107 J/kg)  2 2.64×106 30% 练案 物理 6.飞机的发动机是一种热机,通过航空煤油在气室中燃烧,从喷口向后高速喷出气体,使发动机获得向前的推力。高空中某飞机获得1.6×105 N的水平推力,以600 km/h的速度沿水平方向匀速航行1 h,需要完全燃烧热值为4×107 J/kg的航空煤油4 000 kg。求 1 h内: (1)飞机的航程。 (2)发动机所做的功。 解析:(1)飞机的航程 s=vt=600 km/h×1 h=600 km。 (2)发动机做的功 W=Fs=1.6×105 N×6×105 m=9.6×1010 J。 答案:(1)600 km　(2)9.6×1010 J 练案 物理 (3)航空煤油完全燃烧放出的热量。 (4)发动机的热机效率。 答案:(3)1.6×1011 J　(4)60% 解析:(3)航空煤油完全燃烧放出的热量 Q=mq=4 000 kg×4×107 J/kg=1.6×1011 J。 练案 物理 (1)该类型需要正确运用力学知识,如匀速直线运动时,牵引力等于阻力即F=f,牵引力做功W=Fs。 (2)还要正确运用热学公式Q=mq,注意单位,质量的单位一定换算为kg。 练案 物理 类型3其他与热量有关的效率问题 7.某学习小组的同学想研究酒精灯烧水时的热效率。他们用酒精灯给100 g的水加热,经过一段时间测得水温升高了60 ℃、消耗了4.2 g酒精。已知水的比热容为4.2× 103 J/(kg·℃),酒精的热值为 3×107 J/kg。求: (1)此过程中水吸收的热量。 (2)4.2 g酒精完全燃烧放出的热量。 解析:(1)水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×60 ℃=2.52× 104 J。 (2)酒精完全燃烧放出的热量 Q放=m酒精q酒精=4.2×10-3 kg×3×107 J/kg=1.26×105 J。 答案:(1)2.52×104 J　(2)1.26×105 J　 练案 物理 (3)酒精灯烧水时的热效率。 答案:(3)20% 练案 物理 8.如下图所示是某太阳能热水