2024年中考物理一轮复习 第11讲 热学综合计算

第二单元 物态变化与内能 物理中考复习 2024 第11讲 热学综合计算 知识构建与应用 热学计算公式汇总 1.吸热升温(或放热降温)：Q=cmΔt(Δt为温度差)。 2.燃料燃烧放热：Q=mq或Q=Vq。 3.太阳能热水器接收的太阳能：Q=PSt。 4.热平衡方程：Q吸=Q放。 5.热机的效率：η=或η=。 第11讲 热机　能量守恒定律 知识构建与应用 一、热平衡问题 【例1】已知甲容器内盛有初温为20℃的水100g，乙容器内盛有初温为80℃的水50g。现把甲、乙两容器中的水相互混合，不考虑热量损失，则混合后达到热平衡时的温度是多少?如果热传递过程中放出的热量有60%的损失，则混合后达到热平衡时的温度是多少?[c水= 4.2×103J/(kg·℃)] 第11讲 热机　能量守恒定律 知识构建与应用 一、热平衡问题 【例1】已知甲容器内盛有初温为20℃的水100g，乙容器内盛有初温为80℃的水50g。现把甲、乙两容器中的水相互混合，不考虑热量损失，则混合后达到热平衡时的温度是多少?如果热传递过程中放出的热量有60%的损失，则混合后达到热平衡时的温度是多少?[c水= 4.2×103J/(kg·℃)] 第11讲 热机　能量守恒定律 【解】不考虑热量损失，则有Q吸=Q放。设热平衡时的温度为t，则有： c水(t-t1)=c水(t2-t)。即4.2×103J/(kg·℃)×100×10-3kg×(t-20℃)=4.2×103J/(kg·℃)×50×10-3kg×(80℃-t)，解得t=40℃。 考虑热量损失，则有Q吸=Q放-Q损， 又Q损=60%Q放，则Q吸=Q放-Q损=40%Q放。 知识构建与应用 一、热平衡问题 【例1】已知甲容器内盛有初温为20℃的水100g，乙容器内盛有初温为80℃的水50g。现把甲、乙两容器中的水相互混合，不考虑热量损失，则混合后达到热平衡时的温度是多少?如果热传递过程中放出的热量有60%的损失，则混合后达到热平衡时的温度是多少?[c水= 4.2×103J/(kg·℃)] 第11讲 热机　能量守恒定律 设热平衡时的温度为t'，则有：c水(t'-t1)=40%c水(t2-t')。 即4.2×103J/(kg·℃)×100×10-3kg×(t'-20℃)=4.2×103J/(kg·℃)×50 ×10-3kg×(80℃-t')×40%，解得t'=30℃。 知识构建与应用 【变式1】有两个温度为100℃、质量相等的金属球，先把甲球放入 温水杯中，热平衡后水温升高了10℃；取出甲球，将乙球放入该杯中，热平衡后水温又升高了10℃(末温未达100℃)。则甲球比热容c甲和乙球比热容c乙的大小关系是 ( ) A.c甲<c乙 B.c甲=c乙 C.c甲>c乙 D.以上三种情况都有可能 第11讲 热机　能量守恒定律 A 知识构建与应用 二、同热源问题 【例2】用稳定的加热设备给质量为100g 的一种晶体持续均匀地加热一段时间，根 据测量结果绘出了如图所示的温度—时间 图象。已知该物质在CD段的比热容为2.1 ×103J/(kg·℃)，则该物质在CD段时吸收的热量为_________J；该物质在AB段升温20℃吸收的热量为__________J，该晶体在固态时的比热容为____________J/(kg·℃)；该物质在熔化阶段吸收的热量为_________J。 4.2×103 第11讲 热机　能量守恒定律 1.05×103 0.525×103 6.3×103 知识构建与应用 三、太阳能热水器 【例3】如图所示的是某太阳能热水器，其水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×106J。若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2，每天的日照时间按8h计算，这些太阳能能使装满水的热水器中的水温度从20℃升高到60℃。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103 kg/m3]求： (1)热水器中水的质量； (2)一天内热水器中的水吸收的热量； (3)热水器在冬季的效率。 第11讲 热机　能量守恒定律 知识构建与应用 三、太阳能热水器 【例3】如图所示的是某太阳能热水器，其水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×106J。若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2，每天的日照时间按8h计算，这些太阳能能使装满水的热水器中的水温度从20℃升高到60℃。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103 kg/m3]求： (1)热水器中水的质量； 【解】(1)热水器中水的质量为 m=ρV=1.0×1