第十四章 专题一 热量的综合计算-【本土学练】2023-2024学年云南九年级全一册物理初中同步学案（人教版）

专题一　 热量的综合计算 　 　 热量计算的内容包括热传递过程中吸热 与放热的计算,燃料燃烧释放热量的计算,热 机、锅炉、太阳能集热器等设备热效率的 计算。 　 　 解答此类计算题时,首先要明确热量计 算的有关公式: (1)物体升温吸热公式:Q吸 = cm( t - t0) (2)物体降温放热公式:Q放 = cm( t0 - t) (3)燃料完全燃烧释放热量公式:Q放 = mq 或 Q放 = qV (4)热机效率的计算公式:η = W有 Q放 ×100% (5)锅炉效率:η = Q吸 Q放 ×100% (6)太阳能集热器效率:η = Q吸 Q太阳能 ×100% 　 　 其次要明确解答的基本步骤:一是找温 度变化,利用 Q吸 = cmΔt 列出式子;二是利用 公式 Q放 = mq 或 Q放 = qV 列出式子;三是如 果涉及效率问题,则有公式 Q吸 = ηQ放。 由三 个所列的式子即可得出所求问题的答案。 1. 如图所示,某家庭太阳能热水器阳光照射 时,平均每小时吸收 7. 0 × 106 J 的太阳能, 若热水器吸收 8 h 的太阳能,可以使质量 为 100 kg 的水温度升高 50 ℃。 已知水的 比热容 c水 =4. 2 × 103 J / (kg·℃),求: (1)水吸收的热量; (2)该太阳能热水器的效率。 解:(1)水吸收的热量 Q吸 = c水 mΔt =4. 2 ×103 J / (kg·℃) ×100 kg ×50 ℃ =2. 1 ×107 J; (2)热水器吸收 8 h 的太阳能 Q太阳能 =8 h × 7. 0 × 106 J / h = 5. 6 × 107 J, 该太阳能热水器的效率 η = Q吸 Q太阳能 × 100% = 2. 1 × 10 7 J 5. 6 × 107 J × 100% = 37. 5% 。 答:(1)水吸收的热量为 2. 1 × 107 J; (2)该太阳能热水器的效率为 37. 5% 。 2. 现有 100 ℃的水 1 kg,10 ℃的水大量,求: (1)如果想用上述热水和冷水配制 50 ℃ 的温水,则这 1 kg、100 ℃的水放出的热量 是多少? (2)为了得到 50 ℃的温水,需要加入多少 10 ℃的冷水? [假设热传递过程没有能量 损失,c水 =4. 2 × 103 J / (kg·℃)] 解:(1)1 kg、100 ℃的水放出的热量 Q放 = c水 m1(t热 - t) =4. 2 ×103 J / (kg·℃) × 1 kg ×(100 ℃ -50 ℃) =2.1 ×105 J; (2)假设热传递过程没有能量损失,则冷 水吸收的热量 Q吸 = Q放 =2. 1 × 105 J, 由 Q吸 = cm( t - t0)可知,冷水的质量 m2 = Q吸 c水( t - t冷) = 2. 1 × 105 J 4. 2 × 103 J / (kg·℃) × (50 ℃ -10 ℃) = 1. 25 kg。 答:(1) 1 kg、100 ℃ 的水放出的热量是 2. 1 × 105 J; (2) 为了得到 50 ℃ 的温水,需要加入 1. 25 kg 10 ℃的冷水。 3. 某家庭用的燃气热水器,将 20 kg 的水从 10 ℃加热到 60 ℃,完全燃烧了 0. 21 m3的煤 气。 已知水的比热容为4. 2 ×103 J / (kg·℃), 煤气的热值为4 ×107 J / m3.试求: (1)煤气完全燃烧放出的热量是多少? (2)水吸收的热量是多少? (3)该热水器烧水的效率是多少? 81 　 解:(1)煤气完全燃烧放出的热量 Q放 = qV = 4 × 107 J / m3 × 0. 21 m3 = 8. 4 × 106 J; (2)水吸收的热量 Q吸 = cm( t - t0) = 4. 2 × 103 J / (kg·℃) × 20 kg × (60 ℃ -10 ℃) =4. 2 × 106 J; (3)该热水器烧水的效率 η = Q吸 Q放 × 100% = 4. 2 × 10 6 J 8. 4 × 106 J × 100% =50% 。 答:(1)煤气完全燃烧放出的热量是 8. 4 × 106 J; (2)水吸收的热量是 4. 2 × 106 J; (3)该热水器烧水的效率是 50% 。 4. 一辆小汽车的额定功率为 30 kW,当它以 额定功率在水平路面上匀速直线行驶 10 min,消耗汽油 1. 3 kg,(汽油的热值为 4. 6 × 107 J / kg)则: (1) 小汽车以额定功率匀速直线行驶 10 min牵引力所做的功为多少? (2)完全燃烧 1. 3 kg 汽油放出的热量为 多少? (3)小汽车发动机的效率为多少? (百分 号前保留一位小数) 解:(