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类型1 热学综合计算
2023四川物理
1.标准大气压下,将一壶质量为2 kg,温度为20 ℃的水加热到70 ℃。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求:
(1)水升高的温度;
解:(1)水升高的温度:Δt=70 ℃-20 ℃=50 ℃;
(2)水吸收的热量;
解:(2)水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×50 ℃=4.2×105 J;
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(3)接着再继续加热,若水又吸收了3.36×105 J的热量,水的末温。
解:(3)由Q吸=cmΔt可得,水升高的温度:Δt'==40 ℃,
t末=70 ℃+40 ℃=110 ℃>100 ℃,
在标准大气压下水的沸点为100 ℃,所以,水的末温为100 ℃。
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2.小华家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时,把50 kg的水从20 ℃加热到54 ℃,天然气表的示数由1 365.05 m3变为1 365.17 m3。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),假设天然气的热值q=7.0×107 J/m3]求:
(1)水吸收的热量;
解:(1)水吸收的热量:Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(54 ℃-20 ℃)=7.14×106 J;
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(2)该热水器的热效率。
解:(2)消耗的天然气的体积:V=1 365.17 m3-1 365.05 m3=0.12 m3,
天然气完全燃烧放出的热量:Q放=qV=7.0×107 J/m3×0.12 m3=8.4×106 J,
则该热水器的热效率:η=×100%=85%。
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3.用煤气灶给水加热,在标准大气压下,把体积为20 dm3、温度为20 ℃的水加热到沸腾。[已知q煤气=4.0×107 J/m3,ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]求:
(1)水吸收的热量;
解:(1)由ρ=可得,水的质量:m水=ρ水V水=1.0×103 kg/m3×20×10-3 m3=20 kg,
在标准大气压下,水由20 ℃加热到沸腾吸收的热量:Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×106 J;
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(2)若燃烧煤气放出热量的80%被水吸收,需要完全燃烧煤气的体积。
解:(2)由η==8.4×106 J,
由Q放=Vq可得,需要完全燃烧煤气的体积:V==0.21 m3。
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本讲内容结束
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