第13章 专题三 热量、热值和热机效率的综合计算(习题课件)-【初中学霸创新题】2023-2024学年九年级全册物理习题课件(沪科版)

2 第十三章 内能与热机 专题三 热量、热值和热机效率的综合计算 3 1. （新情境·生活实践）小红发现供暖的“暖气”是用水作为介质，把燃料燃烧时产生的内能带到房屋中取暖的。 （1）“暖气”是通过什么方式改变了室内气体的内能？ （2）用水做运输能量的介质有什么好处？ （3）小红还发现每年冬季供暖开始时爸爸都要将暖气片内的气体排出，这样供暖的效果更好，为什么暖气片的阀门打开后，内部气体能被排出？ 类型1 比热容的分析与计算 2 3 4 5 6 1 4 【解析】（1）水温高于室温时，存在温度差，会发生热传递。“暖气”是通过热传递的方式改变了室内气体的内能。 （2）水的比热容较大，当其循环通过暖气片时，能向温度较低的室内放出更多的热量，所以用水做运输能量的介质可以达到更好的供暖效果。 （3）暖气片内的气体压强大于外界大气压强，所以阀门打开后内部气体能被排出。 2 3 4 5 6 1 2.（湖北咸宁崇阳期中）“卡路里”简称“卡”，是热量的另一个单位，常用于营养计量中。“卡”是这样规定的：1卡等于在1个标准大气压下，1 g水温度升高1 ℃所吸收的热量。 （1）1卡等于_________J；若一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×105 J，相当于消耗能量_________卡。 （2）若一个成年人参加一次长跑消耗的8.4×105 J的能量全部被水吸收，可以使多少千克的水温度从20 ℃升高到70 ℃？ 2 3 4 5 6 1 4.2 2×105 6 （3）质量为60 kg的运动员在某次训练中排汗0.63 kg，假如汗水均从身上蒸发掉而没有流掉，这将导致运动员的体温下降多少？［水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），人体主要成分是水，可认为人的比热容和水的比热容相等，每千克汗水汽化需要吸收的热量为2.4×105 J。］ 2 3 4 5 6 1 由题知，1 g水温度升高1 ℃所吸收的热量为1卡，所以1卡=4.2 J；一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×105 J，相当于消耗=2×105卡。 （2）水吸收的热量为Q吸′=8.4×105 J，根据Q吸=cm（t2-t1）可得水的质量为 m水= = =4 kg。 2 3 4 5 6 1 （2）4 kg （3）0.6 ℃ 【解析】（1）1 g水温度升高1 ℃所吸收的热量为 Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/（kg·℃）×0.001 kg×1 ℃=4.2 J （3）由题知，每千克汗水汽化需要吸收的热量为2.4×105 J，排汗0.63 kg吸收的热量为Q吸″=2.4×105 J/kg×0.63 kg=1.512×105 J 则运动员放出的热量为Q放=Q吸″=1.512×105 J 根据Q放=cmΔt 得运动员的温度降低值为 Δt== =0.6 ℃。 2 3 4 5 6 1 3. （山东济南市中区期中）现在的小火锅常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料，如图所示，已知这种燃料的热值是2.0×107 J/kg，若小火锅中质量为1 kg 的热汤的温度从70 ℃升高到100 ℃，共消耗30 g“固体酒精”燃料。求：［汤的比热容近似等于水的比热容c=4.2×103 J/（kg·℃）］ （1）小火锅中热汤吸收的热量； （2）30 g“固体酒精”燃料完全燃烧所释放的热量； （3）这个小火锅烧汤的效率。 2 3 4 5 6 1 类型2 热值的计算 10 （1）1.26×105 J （2）6×105 J （3）21% 【解析】（1）汤的比热容为c汤≈c水=4.2×103 J/（kg·℃） 汤吸收的热量为 Q吸=c汤m汤（t2-t1）=4.2×103 J/（kg·℃）×1 kg×（100 ℃-70 ℃）=1.26×105 J。 （2）30 g“固体酒精”燃料完全燃烧放出的热量为 Q放=m酒精q=0.03 kg×2.0×107 J/kg=6×105 J。 （3）这个小火锅烧汤的效率为η= = ×100%=21%。 2 3 4 5 6 1 4. （新情境·生活实践）太阳能具有环保、可再生等优点，是人类能源的宝库。某品牌太阳能热水器在一天的有效照射时间内，使热水器中质量为60 kg、初温为15 ℃的水温度升高到65 ℃。求：［水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）］ （1）热水器中的水吸收的热量； （2）若用无烟煤来加热这些水，需要完全燃烧多少千克无烟煤？（无烟煤的热值为3.4×107 J/kg，设无烟煤放出的热量全部被水吸收，计算结果保留2位小数） 2 3 4 5 6 1 12 （1）1.26×107 J （2）0.37 kg 【解析】（1）水吸收的热量为 Q吸=c水m水（t2-t1）=4.2×103 J/（kg·℃）×60 kg×（65 ℃-15