2024年中考物理（沪科版）二轮复习专题特训：热学公式的运用

专题特训 热学公式的运用 类型一 热效率 1. (2022 常州)天然气热水器将40kg的水从15 加热到65 ,此过程中天然气完全燃烧释放热量的84%被水吸收,水吸收的热量为 8.4 106 J,天然气完全燃烧释放的热量为 107 J,需要消耗的天然气为 0.25 kg。这是通过 热传递 的方式改变水的内能的。[c水=4.2 103J/(kg ),q天然气=4 107J/kg] 2.(2022 陕西)今年“五一”假期,广大市民在郊区、公园进行户外活动。小刚同学家购买了一款如图甲所示户外分体式燃气炉,准备去户外野炊。该燃气炉的铭牌如表一所示,其中功率4500W是指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量。 8.4 106 107 0.25 热传递 表 一 品 名 牌分体式防风燃气炉 材 质 不锈钢 铜 铸铝 规 格 展开 260 116mm 折叠 127 132mm 功 率 4500W (1) 气体燃料在常温下是通过 压缩体积 的方式液化储存在储气罐内。使用过程中,罐体温度变低是因为燃料发生汽化时要 吸收 (选填“吸收”或“放出”)热量。 压缩体积 吸收 (2) 在1个标准大气压下,用该燃气炉将1L水从25 加热到沸腾,用时140s,燃气炉烧水时的效率是多少?已知水的密度为1.0 103kg/m3,水的比热容为4.2 103J/(kg )。 解:(2) m= V=1.0 103kg/m3 1.0 10-3m3=1kg; Q吸=cm t=4.2 103J/(kg ) 1kg (100 -25 )=3.15 105J; Q放=Pt=4500W 140s=6.3 105J;燃气炉烧水时的效率 = 100%==50% (3) 小刚注意到炉头上标有参数“15”字样,他查阅说明书得知,该参数表示的是燃气炉功率[单位:瓦(W)]与耗气量[单位:克/时(g/h)]之比的数值为15,计算该燃气炉所使用燃料的热值是多少? 解:(3) 燃气炉功率[单位:瓦(W)]与耗气量[单位:克/时(g/h)]之比的数值为15, 即=15;解得M气=300g/h; 设燃烧时间t0=1h,则燃气炉所使用燃料的热值q====5.4 104J/g=5.4 107J/kg (4) 小刚同学打算展示在劳动课上学习的烹饪技能,为家人做顿可口饭菜,如表二所示为他出发前做的规划,则小刚至少应携带几个如图乙所示的新储气罐? 表 二 内 容 每次耗时/min 次 数 炒 菜 8 3 煮 汤 10 1 烧 水 3 2 解:(4) 烹饪总共用时t'=8min 3+10min+3min 2=40min=2400s;一共消耗的热量Q'=Pt'=4500W 2400s=1.08 107J;一个新储气罐提供的热量Q0=m0q=120g 5.4 104J/g=6.48 106J,所以需要的个数n==≈2 类型二 热机效率 3. 汽油机的压缩冲程中,气缸内汽油和空气混合物的压强 增大 ,温度 升高 。一台单缸四冲程柴油机,飞轮转速为3 600r/min,该柴油机活塞1s对外做功 30 次。若其效率为40%,消耗5kg的柴油转化成的机械能是 8.6 107 J。(q柴油=4.3 107J/kg) 增大 升 高 30 8.6 107 (1) 普通的小汽车用的是汽油机,图甲表示的是 做功 冲程,为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,气缸外有一个水套,让气缸被水包围着,这是通过 热传递 的方式来减少气缸的内能,用水来冷却气缸是因为水的 比热容 较大。 做功 热传递 比热 容 4. 随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭。小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关,请你用学过的物理知识回答下面的问题。 (2) 小明同学阅读了汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成图乙,请根据给出的信息,计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得 9.2 106 J的热量,这些热量能产生 2.76 106 J的有用功。(汽油的热值为4.6 107J/kg) (3) 汽车行驶时发动机产生的牵引力为F,则完全燃烧质量为m的汽油,能使汽车前进的距离s= (用前面给出物理量的符号表示距离,汽油的热值在本小题中用q表示,效率用 表示)。 9.2 106 2.76 106 5. 混合动力汽车具有节能、低排放等优点,成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电。车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,蓄电池储存的电能为5.12 108J,由内燃机提供能量,汽车以50km/h的速度匀速直线行驶了0.5h,同时蓄电池的电能增加了