2024年中考物理复习专训3 热量的相关计算——公式法

专训3 热量的相关计算——公式法 九年级物理提分专训 典 例 剖 析 【2023 江西】如图所示,某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5 kg,水的初温为22 ,当水刚好烧开时,共消耗了0.06 m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4.2 103 J/(kg ),天然气的热值为4.0 107 J/m3]求: 例 典 例 剖 析 (1)0.06 m3的天然气完全燃烧所放出的热量。 (2)以上过程中,水吸收的热量。 (3)密闭的锅内水烧开时的温度。 例 典 例 剖 析 解题秘方:(1)利用Q放=qV求出天然气完全燃烧所放出的热量。 (2)根据热效率公式求出水吸收的热量。 (3)根据Q吸=cm(t-t0)求出水的末温。 典 例 剖 析 解:(1)0.06 m3的天然气完全燃烧放出的热量 Q放=qV=4.0 107 J/m3 0.06 m3=2.4 106 J。 (2)水吸收的热量 Q吸= Q放=70% 2.4 106 J=1.68 106 J。 训练角度 Q=cm t及其变形 1 分 类 训 练 1. 【2023 佛山模拟】质量为1 kg的金属锅中放有 2 kg的水,现把它们从20 加热到70 ,金属锅和水一共吸收了4.43 105 J的热量。 [c水=4.2 103 J/(kg )]求: (1)水吸收的热量。 解:水吸收的热量Q吸水=c水m水(t-t0)= 4.2 103 J/(kg ) 2 kg (70 -20 )=4.2 105 J。 (2)金属锅的比热容。 分 类 训 练 2. 学过比热容后,小方为了测量炉温,设计了一个方案,将100 g的铁块放入炉内加热到与炉温相同时取出,并将其立即放入质量为250 g、温度为20 的水中,致使水温最后升高到60 (不计热损失),请计算炉温。[c水=4.2 103 J/(kg ),c铁=0.46 103 J/(kg ),计算结果取整数] 训练角度 热平衡Q放=Q吸 2 分 类 训 练 3. 【2023 济宁模拟】一根质量为2 g的烧红的铁钉,温度为600 ,若它的温度降低到100 ,它放出的热量是多少焦耳?若这些热量全部用于加热100 g常温的水,则水温将升高多少摄氏度(结果保留整数)?[已知铁的比热容为0.46 103 J/(kg ),水的比热容为4.2 103 J/(kg )] 分 类 训 练 4.合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下,1 t分类后的垃圾能 “榨” 出140 kg燃料油,若燃料油的热值为3.0 107 J/kg。 [c水=4.2 103J/(kg )] 训练角度 Q=qm=cm t相关计算 3 (1)140 kg燃料油完全燃烧能释放多少热量? 解:燃料油的质量m油=140 kg,则燃料油完全燃烧放出的热量Q放=qm油=3.0 107 J/kg 140 kg=4.2 109 J。 (2)若这些热量完全被水吸收,可以将质量为多少的初温为30 的水加热至80 ? 分 类 训 练 5. 【2023 大连】用天然气热水器加热水,将40 kg水从25 加热到50 ,完全燃烧了0.15 m3天然气。已知天然气的热值为3.5 107 J/m3,水的比热容为4.2 103 J/(kg )。求: 训练角度 与效率相关的热学计算 4 (1)此过程中水吸收的热量。 解:此过程中水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)= 4.2 103 J/(kg ) 40 kg (50 -25 )=4.2 106 J。 (2)0.15 m3天然气完全燃烧放出的热量。 解:0.15 m3天然气完全燃烧放出的热量 Q放=qV=3.5 107 J/m3 0.15 m3=5.25 106 J。 (3)该热水器加热这些水的效率。 分 类 训 练 6. 【2023 锦州】如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270 km/h的速度匀速直线航行20 min,消耗航空燃油1.35 t,飞机发动机的功率为2.25 107 W。(航空燃油的热值为4 107 J/kg)求: (1)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量。 解:航空燃油完全燃烧放出的热量 Q放=qm=4 107 J/kg 1 350 kg=5.4 1010J。 (2)飞机在航行过程中的阻力。 (3)发动机的效率。 (3)根据Q吸=cm(t-t0)可知,密闭的锅内水烧开时的温度为: t=+t0=+22 =102 。 解:金属锅吸收的热量Q吸锅=Q总-Q吸水=4.43 105 J-4.2 105 J=2.3 104 J,由Q吸=cm(t-t0)可知,金属锅的比热容c锅===0.46 103 J/(kg )。 解:水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t水)=4.2 103 J/(kg ) 250 1