2024年安徽中考物理二轮复习课件 微专题六　热量及热效率的相关计算

微专题六　热量及热效率的相关计算 第一部分 2024 中考二轮复习课件 方法指导 安徽近几年中考关于热量的计算几乎每年都考,一般出现在填空题和综合题中。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。 分类突破 类型一 热量的计算 热量的计算可以直接利用公式求解,应牢记公式。 吸热公式:Q吸=cmΔt=cm(t-t0), 放热公式:Q放=cmΔt=cm(t0-t)。 燃料燃烧放热公式:Q放=mq或Q放=Vq。 例1(2023·四川凉山)小华在探究“不同物质的吸热能力”时,用相同的电加热器对质量均为1 kg的水和另一种液体同时进行加热(不考虑热损失)。已知液体的比热容小于水的比热容,通过实验画出温度随时间变化的图像如图所示,分析图像可知:水在5 min内吸收的热量为　 　　J,液体的比热容为　 　　J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]  答案 3.15×104　2.7×103 方法归纳　解答有关热量计算问题,应熟练掌握吸、放热公式Q吸(放)=cmΔt;燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq,Q放=mq。计算时注意Δt指的是温度的变化量;注意固体燃料热值单位(J/kg)与气体燃料热值单位(J/m3)的区别。 对应练1(2023·湖南长沙)雷电是大气中一种剧烈的放电现象,某次雷电释放了2.1×109 J的能量,若这些能量全部被水吸收,可使质量为　　　　 kg的水从0 ℃升高到50 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]  答案 1×104 类型二热量的利用效率问题 例2(2023·安徽池州)小明家新买来一台燃气热水器,该燃气热水器主要是利用天然气燃烧来给水加热,假设该燃气热水器10 s内能放出1 kg、末温为50 ℃的热水,水的初温为15 ℃,某次洗漱时小明放了10 s的水,该过程消耗了0.014 m3的天然气。[只有有水流出时,该热水器才会工作,q天然气=4.2×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)] (1)求10 s内放出的水吸收的热量; (2)求该过程中热水器加热水的效率(假设该过程中天然气完全燃烧); (3)若该过程天然气完全燃烧产生的热量全部由干木柴来提供,需要完全燃烧0.049 kg干木柴,求干木柴的热值。 答案 (1)1.47×105 J (2)25% (3)1.2×107 J/kg 解析 (1)10 s内放出的水吸收的热量为Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(50 ℃-15 ℃)=1.47×105 J。 (2)天然气完全燃烧放出的热量为Q放=Vq天然气=0.014 m3×4.2×107 J/m3=5.88×105 J, 热水器加热水的效率为 (3)干木柴完全燃烧放出的热量Q放'=Q放=5.88×105 J, 干木柴的热值为 对应练2(2023·安徽芜湖)小明在实验室对页岩气样品进行热值测试,取页岩气样品的体积为0.5 L,用它烧水,使500 g的水温度升高了5 ℃,已知测试所用的烧水炉的效率为80%,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。 (1)测试过程中,水吸收的热量是多少? (2)该页岩气样品的热值为多少? 答案 (1)1.05×104 J　(2)2.625×107 J/m3 例3(2023·辽宁大连)某品牌电水壶的额定功率为800 W,该电水壶正常工作500 s,将质量为1.5 kg的水从20 ℃加热到80 ℃。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。 (1)水吸收的热量是多少? (2)电水壶消耗的电能是多少? (3)电水壶加热水的效率是多少? 答案 (1)3.78×105 J　(2)4×105 J　(3)94.5% 解析 (1)水吸收的热量为 Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1.5 kg×(80 ℃-20 ℃)=3.78×105 J。 (2)电水壶正常工作时,P=P额=800 W,电水壶消耗的电能为W=Pt=800 W×500 s=4×105 J。 对应练3(2022·黑龙江绥化)某饮水机的额定加热功率为500 W,水箱容积为1 L,在额定电压下将满箱水从75 ℃加热到95 ℃,用时210 s,则水箱中的水吸收的热量是　　　　　J,该饮水机的效率是　　　　。[ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]  答案 8.4×104　80% 本 课 结 束 物理学中,把有效利用的能量在总能量中的比例称为效率。解题时要分清哪部分是用来作为有效利用的能量。在计算化学能转化为内能时,有η=,如锅炉、燃气灶;在计算电能转化为内能时,有η=,如电热器;在计算太阳能转化为内能时,有η=,如太阳能热