第十三章 专题训练一 热学综合计算（作业课件）-【四清导航】2020-2021学年九年级物理上册（沪科版）河南

九年级上册 物理 第十三章　内能与热机 沪科版 专题训练一　热学综合计算 分类训练 类型一　利用比热容计算 1．小丽需用温度为40 ℃的水泡脚，便把90 ℃的热水与10 kg、20 ℃的水混合，设混合过程没有热量损失，问：需要90 ℃的热水多少千克？ 解：(1)一个标准大气压下水的沸点为100 ℃，即需将水加热至100 ℃；Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg· ℃)×10 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×106 J。 (2)Q放＝mq＝0.5 kg×3.0×107 J/kg＝1.5×107 J。 (3)炉子烧水的效率：η＝ eq \f(Q吸,Q放) ×100%＝ eq \f(3.36×106 J,1.5×107 J) ×100%＝22.4%。 类型二　利用热值计算 2．(2019·巴中)为了减少大气污染，可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤，完全燃烧2 kg秸秆煤可放出_________J热量；若这些热量完全被水吸收，可使_______ kg水温度由20 ℃升高到60 ℃。[已知q秸秆煤＝2.1×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg· ℃)]。 4.2×107 250 3．(2019·广安)太阳能具有环保、可再生等优点，某品牌太阳能热水器在一天的有效照射时间内，将热水器中质量为50 kg、初温为15 ℃的水升高到55 ℃。(水的比热容c水＝4.2×103 J/kg· ℃)求： (1)热水器中水吸收的热量Q。 (2)若改用焦炭来加热这些水，需要完全燃烧多少千克焦炭？(焦炭的热值q＝3×107 J/kg，设焦炭放出的热量全部被水吸收) 解：(1)修剪机匀速行驶受到的牵引力等于阻力，即F牵＝f＝20 N；修剪机5 000 s行驶的路程：s＝vt＝23 m/s×5 000 s＝115 000 m；则修剪机5 000 s内做的功：W有用＝F牵s＝20 N×115 000 m＝2.3×106 J。　 (2)0.2 kg汽油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝0.2 kg×4.6×107 J/kg＝9.2×106 J；汽油机的效率：η＝ eq \f(W,Q) ×100%＝ eq \f(2.3×106 J,9.2×106 J) ×100%＝25%。 4．在一个标准大气压下，用炉子将10 kg的水从20 ℃加热至沸腾，燃烧了0.5 kg的焦炭，已知水的比热容为4.2×103 J/(kg· ℃)，焦炭的热值为3.0×107 J/kg。求： (1)水吸收的热量。 (2)0.5 kg焦炭完全燃烧释放的热量。 (3)炉子烧水的效率。 解：(1)由ρ＝ eq \f(m,V) 得，水的质量：m水＝ρ水V水＝1.0×103 kg/m3×0.1 m3＝100 kg，则水吸收的热量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×50 ℃＝2.1×107 J。　(2)由题意知，液化石油气完全燃烧放出的热量：Q放＝Q吸＝2.1×107 J，由Q＝Vq得，液化石油气的体积：V＝ eq \f(Q放,q) ＝ eq \f(2.1×107 J,4.2×107 J/m3) ＝0.5 m3。 (3)热水器一天中接收的太阳能：E＝2.8×106 J/(m2· h)×2.5 m2×8 h＝5.6×107 J。 (4)这台太阳能热水器的效率：η＝ eq \f(Q吸,E) ×100%＝ eq \f(2.1×107 J,5.6×107 J) ×100%＝37.5%。 5．用如图所示的修剪机对草坪进行修剪，它底盘刀具的动力靠汽油机提供。修剪机总重为200 N，四个轮子与地面的接触总面积为20 cm2，修剪机正常工作时，刀具每秒钟通过的距离为23 m，匀速运动受到的平均阻力为20 N，在一次修剪过程中，所用时间为5 000 s，耗油0.2 kg(q汽油＝4.6×107 J/kg)。求： (1)修剪机匀速运动5 000 s，这段时间做的有用功。 (2)汽油机的效率。 解：(1)燃油完全燃烧放出的热量：Q＝mq＝1×104 kg×5×107 J/kg＝5×1011J。　 (2)由表中数据可知，飞机以400 m/s的速度巡航时，所受阻力为4.8×104 N，则飞机发动机的输出功率：P＝ eq \f(Fs,t) ＝Fv＝4.8×104 N×400 m/s＝1.92×107 W ＝1.92×104 kW。　 (3)由(1)可知Q＝5×1011 J，则有用功：W＝40%×Q＝40%×5×1011 J＝2×1011 J，根据表格查出500 m/s时的阻力为7.5×104 N，则由W＝Fs＝fs，可得s＝ eq \f(W,f) ＝ eq \f(2×1011 J,7.5×104 N) ≈2.7×106 m＝2.7×103 km。 6．太阳能是一种清洁