第14章 专题训练2 热学综合计算（作业课件）-【四清导航】2021-2022学年九年级物理上册（人教版）河南

第十四章　内能的利用 人教版 专题训练二　热学综合计算 九年级上册 物理 【分类训练】 类型一　热量、热值和热平衡的综合计算 1．(广安中考)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 ℃的水温度升高到55 ℃。求：[水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (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) 2．质量为100 g的铁块，放在炉子上加热相当长的时间后取出立即投入质量为250 g、温度为20 ℃的水中，水的温度最后升高到60 ℃(此过程中不计热损失)，求炉子的温度。[c铁＝0.46×103 J/(kg·℃)] 3．(新乡期中)2019年5月，我国某城市投放使用了一批氢燃料新能源公交车，氢燃料被认为是21世纪最理想的能源。[q氢＝1.4×108 J/kg；c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (1)氢燃料具备哪些优点使其可被称为21世纪最理想的能源(写出两条即可)。 ①____________；②______________________。 (2)求质量为0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。 (3)若这些热量全部被质量为200 kg、温度为15 ℃的水吸收，则水升高的温度是多少？ 热值高 燃烧后不会污染环境 4．某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一个脸盆装6 kg的水，水的表面积为0.1 m2，经过太阳光垂直照射30 min，水温升高了10 ℃。求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (1)实验时，6 kg的水30 min内吸收了多少热量？ (2)平均每分钟1 m2水面吸收的热量是多少？ (3)若用加热的方式使相同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少立方米的液化气？(假设液化气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是5.0×107 J/m3) 类型二　热量的利用效率的综合计算 5．天然气使用方便、经济环保，备受人们青睐。某学校锅炉用天然气作燃料给水加热，将锅炉中质量为100 kg的水由30 ℃加热至70 ℃，天然气的热值为4×107 J/m3，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。求： (1)这个过程中水吸收多少热量？ (2)若这个过程中天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，则需要天然气的体积是多少？ (3)若这些热量由煤炭提供，至少需要完全燃烧0.56 kg煤炭，则煤炭的热值是多少？ 6．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20 ℃、质量为100 g的水，在标准大气压下加热至沸腾。假如完全燃烧酒精3 g，求：[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×107 J/kg] (1)水吸收的热量是多少？ (2)此过程中酒精灯烧水的热效率。(结果精确到0.1%) (3)科学研究表明：1 g、100 ℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103 J的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5 g，此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。 7．(唐河模拟)在唐河万亩森林公园建设中，推土机发挥着巨大作用。如图所示为某型号履带式推土机，额定功率为200 kW。请回答并计算： (1)推土机的“心脏”是柴油机，柴油机工作过程中____冲程将内能转化为机械能；推土机安装履带，是为了在松软的土地上作业时____________；当推土机在湿滑的土地上作业时，履带上凸出的棱则起到___________的作用。 (2)当推土机在平直场地上以额定功率进行推土作业时，在1 min内匀速前进了120 m，求推土机受到的阻力。 (3)若推土机发动机的效率为40%，工作一段时间消耗柴油50 L，求此过程中推土机做的功。已知柴油的密度为0.8×103 kg/m3，热值为4.0×107 J/kg。 做功 减小压强 增大摩擦 解：(1)水吸收的热量： Q＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(55 ℃－15 ℃)＝8.4×106 J。 (2)改用焦炭来加热这些水，设焦炭放出的热量全部被水吸收， 则焦炭燃烧放出的热量：Q放＝Q＝8.4×106 J，根据Q放＝mq可得， 需要完全燃烧焦炭的质量：m′＝ eq \f(Q放,q) ＝ eq \f(8.4×106 J,3×107 J/kg) ＝0.28 kg。 解：水吸收的热量： Q吸＝c水m水Δt水＝4.2×103 J/(kg·℃)×250×10－3 kg×(60 ℃－20 ℃)＝4.2×104 J，不计热损失时铁块释放的热量：Q放＝Q吸＝4.2×10