2024年中考物理（沪粤版）二轮专题复习：与“热值”相关的综合计算

专题　与“热值”相关的综合计算 类型一　热值与热效率 1. (2021·七台河)每到周末,小晶都去邻居孤寡老人刘奶奶家,帮助老人劈柴、烧水、 做饭等。某次烧水时,燃烧了1kg的木材,刚好把初温为20℃,质量为2kg的水烧开(假设木材能够完全燃烧)。已知当地气压为1个标准大气压,木材的热值为q=1.2×107J/kg,水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)。 (1) 完全燃烧1kg木材能放出多少焦耳的热量? (2) 2kg的水被烧开吸收了多少热量? (3) 小晶烧水的效率是多少? (1) Q放=qm=1.2×107J/kg×1kg=1.2×107J　 (2) Q吸=c水m'Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J　 (3) η=×100%=×100%=5.6% 2. (2022·南昌模拟)天然气灶使用方便、经济环保。如图所示,在1个标准大气压下, 天然气灶将1.5L、温度为20℃的水加热至沸腾,大约需要5min,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为3.5×107J/m3。 (1) 求水吸收的热量。 (2) 若天然气完全燃烧放出的热量50%被水吸收,则烧开这壶水需要多少天然气? (1) 水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg;在1个标准大气压下,水的沸点是100℃,水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)= 4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-20℃)=5.04×105J 　 第2题 (2) 根据题意可知,天然气完全燃烧放出的热量Q放===1.008×106J;由Q放=Vq可知,消耗天然气的体积V===0.0288m3 3. (2022·徐州沛县期中)可燃冰是一种清洁无污染的新型能源,在我国的南海储量很 大。可燃冰的热值是天然气的10倍。已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q=7.0×107J/m3。 (1) 求体积为0.1m3的可燃冰完全燃烧放出的热量。 (2) 上述热量的48%被水吸收,可以使多少千克的水从20℃加热到100℃? (1) 由题意可得,可燃冰的热值q可燃冰=10q=10×7.0×107J/m3=7.0×108J/m3;0.1m3可燃冰完全燃烧放出的热量Q放=Vq可燃冰=0.1m3×7.0×108J/m3=7.0×107J　 (2) 由η=×100%得水吸收的热量Q吸=ηQ放=48%×7.0×107J=3.36×107J;由Q吸 =cmΔt可得水的质量m===100kg 类型二　热值与热机效率 4. 某品牌小汽车进行性能测试,当以100km/h的速度匀速行驶时,每小时消耗燃油 0.01m3,受到的阻力为1.8×103N。 (1) 求这一过程中燃油燃烧放出的热量(已知燃油密度为0.8×103kg/m3,热值为4.5×107J/kg)。 (2) 小汽车行驶100km发动机做的功为多少? (3) 该小汽车的热机效率为多少? (1) 燃油的质量m=ρV=0.8×103kg/m3×0.01m3=8kg,燃油完全燃烧放出的热量Q放= mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J　 (2) 小汽车的牵引力F=f=1.8×103N,小汽车行驶100km发动机做的功W=Fs=1.8×103N ×100×1000m=1.8×108J　 (3) 该小汽车的热机效率η=×100%=×100%=50% 5. 小明家新买了一辆使用汽油为燃料的小汽车。细心的小明发现行驶的速度不同时, 耗油量不同。当小汽车以90km/h的速度匀速行驶时最省油,此时发动机的有用功率为25kW,小汽车发动机的效率为30%。若小汽车以最省油的速度行驶135km,求在这过程中小汽车: (1) 运动的时间。 (2) 受到的阻力。 (3) 消耗汽油的质量。(汽油的热值q=4.5×107J/kg) (1) t===1.5h　 (2) f=F===1000N　 (3) W=Pt=25000W×1.5×3.6×103s=1.35×108J,Q放===4.5×108J,消耗汽油的质量m===10kg 6. 汽车的发动机工作时,吸入气缸的汽油和空气的比例,决定了汽车的动力性能和经济 性能。某汽车四冲程汽油发动机的气缸总排量为2L(发动机每个工作循环吸入或排出的流体体积称为气缸排量),发动机工作时,吸入气缸的是由汽油和空气所形成的混合物,混合物的密度ρ=1.44kg/m3,汽油和空气的质量比为1∶15,汽油的热值q= 4.5×107J/kg。如果发动机曲轴在1min内转动3×103r,发动机的效率为40%,那么在这种情况下: (1) 汽车在1min内做的有用功是多少? (2) 汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力f