2024年中考广东专用物理专题复习专题2 类型2 热学计算专题

第二轮复习　专题二　计算专题 类型二　热学计算专题 01 知识点 1．关于吸热与放热的计算 公式：Q＝cmΔt(Δt表示变化的温度)。 2．关于热值的计算 公式：Q＝qm(一般适用于固体和液体燃料，有时候气体也可以)。 Q＝qV(只适用于气体燃料)。 3．关于热机效率的计算 公式：η＝ ×100%(类似地，炉子、太阳能热水器等设备利用热量的效率也可以用此公式进行计算)。 第 页 类型二　热学计算专题 返回目录 02 题目 1．一个标准大气压下，质量为1 kg的水，它的初温为10 ℃，则： (1)要使水温度升高20 ℃ ，需要吸收的热量是多少？ (2)要使水温度升高到20 ℃，需要吸收的热量是多少？ (3)如果这些水吸收4.2×105 J的热量，水的温度升高到多少？(请考虑水沸腾时的特点) 解：Q＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×20 ℃＝8.4×104 J。 解： Q＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×1 kg×(20 ℃－10 ℃)＝4.2×104 J。 第 页 类型二　热学计算专题 返回目录 因为一个标准大气压下，水的沸点为100 ℃，所以t＝100 ℃。 2．很多家庭都使用燃气热水器。如果洗一次澡用热水20 L，需要消耗0.09 m3的天然气。水的初始温度是13 ℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为43 ℃。[ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]，求： (1)洗一次澡所用20 L热水的质量。 解：根据公式ρ水＝ ⇒m水＝ρ水V水＝1×103 kg/m3×0.02 m3＝20 kg。 第 页 类型二　热学计算专题 返回目录 (2)水从热水器中吸收的热量。 (3)该热水器的效率。(天然气的热值q＝4×107 J/m3) 解：水吸收的热量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(43－13)℃＝2.52×106 J。 第 页 类型二　热学计算专题 返回目录 3.氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是最理想的能源，[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)；q氢＝1.4×108 J/kg]求： (1)质量为0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量； (2)若这些热量全部被质量为400 kg、温度为10 ℃的水吸收时水升高的温度； 解：Q＝q氢m＝1.4×108 J/kg×0.6 kg＝8.4×107 J。 第 页 类型二　热学计算专题 返回目录 (3)如果氢燃料公交车的效率为50%，则燃烧0.6 kg的氢燃料可供以140 kW恒定功率匀速行驶的公交车匀速行驶的时间。 第 页 类型二　热学计算专题 返回目录 4．王芳家新装了一个太阳能热水器，该热水器吸热板的面积是2 m2，水箱最大储水量100升，已知太阳辐射平均功率1.6×106 J/(m2·h)。假设太阳每天照射时间为8 h，水箱蓄水量最大时，水升高的温度为30 ℃。求： (1)水在8 h内吸收的热量； 解：水吸收的热量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×30 ℃＝1.26×107 J。 第 页 类型二　热学计算专题 返回目录 (2)如果水吸收的热量用天然气来提供，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，需要完全燃烧的天然气体积(天然气的热值为4×107 J/m3)。 (3)该太阳能热水器的能量转化效率。 解：吸热板吸收的热量为Q总＝1.6×106 J/(m2·h)×2 m2×8 h＝2.56×107 J。 第 页 类型二　热学计算专题 返回目录 5．小明家有一个电热水壶额定功率为2 000 W，已知这个壶的加热效率为80%，现在有2 L的初温为20 ℃的水，当地大气压为一个标准大气压，求： (1)2 L水的质量； (2)水烧开需要吸收的热量； 解：根据公式ρ水＝ ⇒m水＝ρ水V水＝1×103 kg/m3×2×10－3 m3＝2 kg。 解：水吸收的热量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100－20)℃＝6.72×105 J。 第 页 类型二　热学计算专题 返回目录 (3)要将这壶水烧开，需要的加热时间。 第 页 类型二　热学计算专题 返回目录 解：Q＝cmΔt⇒Δt＝＝＝100 ℃ 解：燃烧天然气放出热量Q放＝qV气＝4×107 J/m3×0.09 m3＝3.6× 106J 效率：η＝×100%＝×100%＝70%。 解：Q吸＝c水m水Δt⇒Δt＝＝＝50 ℃。 解：W＝Qη＝8.4×107 J×50%＝4.2×107 J，t＝＝＝300 s。 解：根据公式Q放＝q气V气⇒V气＝＝＝0.315 m3 转化效率η