专题05 热值与热机效率的计算——公式法-2022-2023学年九年级物理全一册同步考点专题训练（人教版）

专题05 热值与热机效率的计算——公式法（解析版） 考点直击 解题方法与技巧 1、熟记两个热学计算公式:Q吸=cm（t-t0）[或Q放=cm（t0-t）]和Q放=qm（或Q放=qV）。 2、计算过程中应注意的问题: （1）审题紧扣关键词，如“升高了”“升高到”“全部被皮吸收”“效率”等。 （2）根据题中情景选择对应的公式列式计算。 （3）代入物理量应统一单位，当Q=qm时，q的的单位用“J/kg”;当Q=qV时，q的单位用“J/m3”。 （4）炉子、喷灯等工作时，有效利用的热量就是“被吸收的热量”，故效率η= 。 3、由飞轮转动的圈数确定内燃机做功的次数:四冲程内燃机工作时时，一个工作循环飞轮转两圈，做功一次；因此，若飞轮转动的圈数为n,则内燃机做功的次数为。 4、在热机的计算题中，常综合考查固体压强（）、功（W=Fs）、功率（）和速度（）的计算。 典例分析＋变式训练 考点1   热值与吸、放热的计算 【典例1-1】（2021•盐城）用煤气灶把初温为20℃，质量为2kg的水加热到70℃，水吸收的热量为 　4.2×105　J。若煤气燃烧时放出的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧 　0.01　kg的煤气。事实上，将这壶水加热到70℃需要的煤气质量更 　多　。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg] 【答案】4.2×105；0.01；多。 【解答】解： （1）水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×105J； （2）由题意可知，Q放＝Q吸＝4.2×105J， 根据Q放＝mq煤气可得，消耗煤气的质量： m煤气＝＝＝0.01kg。 由于有热损失，则事实上将这壶水加热到70℃需要的煤气质量更多。 故答案为：4.2×105；0.01；多。 【典例1-2】（2021秋•全椒县期中）液化石油气的热值高达4.6×107J/kg，一些不法商贩为牟取暴利，常将液化石油气与价格低廉，热值仅为2.9×107J/kg的二甲醚混合装入瓶内销售给客户。某市质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测：将质量为138kg的水装入高效炉灶，用此燃气加热，使锅炉内的水从10℃升高到50℃消耗了0.84kg的燃气。已知此锅炉的加热效率为75%，c水＝4.2×103J（kg•℃），求： （1）瓶内石油液化气的热值是多少？ （2）该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？ 【解答】解： （1）水吸收的热量： Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×138kg×（50℃﹣10℃）＝2.3184×107J； 由η＝可得，燃气燃烧放出的热量为： Q放＝＝＝3.0912×107J； 由Q＝mq得，瓶内燃气的热值为： q＝＝＝3.68×107J/kg； （2）由于4.6×107J/kg＞3.68×107J/kg＞2.9×107J/kg，即瓶内气体的热值介于液化石油气和二甲醚之间，说明掺混了二甲醚。 答：（1）瓶内燃气的热值3.68×107J/kg； （2）该液化石油气站销售的瓶装液化石油气掺混了二甲醚。 【变式1-1】（2021•哈尔滨）哈尔滨市正在进行的老旧小区改造措施惠及万民，其中为房屋外墙安装保温层、更换门窗等措施可减少散热，提高室温，实现“节能减排”，因此某居民楼一冬天可节约燃煤2.8×104kg，这些煤完全燃烧可放出的热量为 　8.4×1011　J，这些热量可使太阳岛人工湖中1.0×108kg的水温度升高 　2　℃。[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3.0×107J/kg] 【答案】8.4×1011；2。 【解答】解：这些煤完全燃烧可放出的热量为Q放＝q煤m煤＝3.0×107J/kg×2.8×104kg＝8.4×1011J； 根据题意可知水吸收的热量Q吸＝Q放＝8.4×1011J； 这些热量可使太阳岛人工湖中1.0×108kg的水温度升高△t＝＝＝2℃。 故答案为：8.4×1011；2。 【变式1-2】（2021秋•新沂市期中）小明学习了燃料的热值后，很想知道家中使用的天然气的热值是多少？他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃加热至70℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.03m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为35%，已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求： （1）在这个过程中水吸收了多少热量？ （2）请你帮小明算出天然气的热值。 【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（70℃﹣20℃）＝4.2×105J； （2）由η＝可知，天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝＝＝1.2×106J；