内容正文:
核心素养提升(二)
(热学计算)
“绿水青山就是金山银山”,保护生态,人人有责。为了打响“蓝天保卫战”,各级环保部门要求大家把原来烧柴的炉灶改成使用清洁能源的炉灶,比如燃气灶、煤气灶等。那么,你知道这些清洁能源的炉灶和原来的炉灶相比有什么好处吗?
探究1 怎样计算物体吸收或放出的热量?
答案:吸热公式:Q吸=cm(t2-t1);
放热公式:Q放=cm(t1-t2)。
探究2 相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量是否相同?怎样计算燃料完全燃烧放出的热量?
答案:不相同;固体和液体燃料:Q=mq,
气体燃料:Q=Vq。
探究3 发射火箭时为什么要使用氢气作为燃料?
答案:因为氢气的热值大。
探究4 使用炉子烧水时燃料燃烧放出的热量能不能完全被水吸收?怎样计算炉子的效率?
答案:不能;炉子的效率:η=×100%。
探究5 热机的效率如何计算?热机的效率能不能达到100%,为什么?
答案:热机的效率:η=×100%;不能,因为热机在工作的过程中存在各种能量损失。
【类型一】 物体吸放热的计算
1. 质量和温度均相同的铁块和铝块,吸收相同的热量后相互接触(c铁<c铝 ),则( B )
A. 热量从铝块传到铁块
B. 热量从铁块传到铝块
C. 铁块与铝块之间没有热传递
D. 条件不足,无法判断
解析:已知铁块和铝块的质量相同,并且吸收相同的热量,因为铝的比热容比铁的比热容大,由公式Δt=可知,比热容越大,升高的温度越低,铝块和铁块初温相同,故铁块的末温高,铝块的末温低,二者接触,热量将从铁块向铝块传递,故B正确。
2. 甲、乙两物体的质量之比是3∶1,它们吸收的热量之比是2∶1,比热容之比是3∶2,则甲、乙两物体升高的温度之比为( B )
A. 9∶1 B. 4∶9
C. 9∶4 D. 1∶9
解析:由题知,m甲∶m乙=3∶1,c甲∶c乙=3∶2,甲、乙两物体吸收的热量之比Q甲∶Q乙=2∶1,则==,即=,解得甲、乙两物体升高的温度之比==4∶9,故B正确。
3. 汽车的散热器用水作冷却剂,散热器中装有10 kg的水,水的温度升高10 ℃,水吸收了 4.2×105 J的热量,内能 增加 (选填“增加”“减少”或“不变”)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
4. 将质量均为1 kg、初温均为20 ℃ 的铝、铜、铁三个金属球浸没在沸水中煮较长的一段时间后,三个金属球的末温 相同 (选填“相同”或“不同”),从沸水中吸收热量最多的是 铝 球,接着将三个金属球从沸水中捞出,当它们放出相同的热量时, 铜 球的温度降低最多。(c铝>c铁>c铜)
5. 质量为200 g的沙子,吸收9.2× 103 J的热量后,温度升高了50 ℃,则沙子的比热容为 9.2×102 J/(kg·℃),其物理意义是 1 kg的沙子温度升高(或降低)1 ℃吸收(或放出)9.2×102 J的热量 。
6. 如图甲所示,将盛有凉牛奶的奶瓶放在热水中,如图乙所示是250 g牛奶与热水的温度随时间变化的图像,则牛奶在加热过程中吸收的热量为 2.1×104 J。[c牛奶=4.2×103 J/(kg·℃)]
第6题图
【类型二】 燃料燃烧放出的热量与吸放热相结合类型
7. 完全燃烧0.21 kg的酒精所放出的热量全部被质量为50 kg、温度为20 ℃ 的水吸收,则水温升高 30 ℃。[q酒精=3.0×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
8. 质量为5 kg的汽油用去了三分之一,剩下的汽油( C )
A. 比热容为原来的三分之一,热值不变
B. 热值为原来的三分之一,比热容不变
C. 比热容保持不变,热值也保持不变
D. 比热容、热值均变为原来的三分之一
9. 下列有关热量与热值的说法中,正确的是( A )
A. 燃料燃烧会放出热量,这是化学能转化为内能的过程
B. 1 kg汽油燃烧放出的热量比1 kg酒精燃烧放出的热量更多,说明汽油含有的热量比酒精多
C. 酒精的热值是3×107 J/kg,说明1 kg酒精所含的热量是 3×107 J
D. 燃料燃烧放出的热量越多,它的热值越大
解析:燃料燃烧,会放出热量,这是化学能转化为内能的过程,故A正确;热量是热传递过程中内能的变化量,不能说汽油含有的热量多少,故B错误;酒精的热值是3×107 J/kg,说明1 kg酒精完全燃烧所放出的热量是3×107 J,故C错误;1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量越多,它的热值越大,题中没有说明是否完全燃烧,故D错误。
10. 用铝壶在天然气灶上烧水的过程中,下列说法正确的是( C )
A. 天然气燃烧越充分,热值越大
B. 该过程是通过做功的方式改变水的内能
C.