第十四章内能的利用专题一　热量的综合计算.课件--2024-2025学年人教版物理九年级上册

专题一　热量的综合计算 第十四章　内能的利用 物理 九年级上册 人教版 B 类型一　热传递中热量的计算 1．用两个相同的电加热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔1 min记录一次数据，如下表所示，则该液体的比热容为( ) 加热时间/min 0 1 2 水的温度/℃ 20 26 32 液体的温度/℃ 20 34 48 A.0.9×103 J/(kg·℃) B．1.8×103 J/(kg·℃) C．3.6×103 J/(kg·℃) D．1.2×103 J/(kg·℃) 2．(2023·淮北月考)有一些车辆，为防止发动机温度过高，常在散热器中装水进行冷却。某发动机工作一段时间，使散热器中8 kg的水的温度升高50 ℃。若用某种相同质量的油来冷却，则这种油的温度会升高_______℃。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，c油＝2.0×103 J/(kg·℃)] 3．将铅块和铜块放入温度为200 ℃的火炉中足够长的时间后取出，立即分别放入都装有1 kg的20 ℃的水的两个容器中，该过程无热量损失，热平衡时两容器中水温都是80 ℃，铜块在水中放出的热量为___________J，铅块和铜块放出的热量_________(选填“相等”或“不相等”)，铅块和铜块的质量之比为_________。[c铅＝0.13×103 J/(kg·℃)，c铜＝0.39×103 J/(kg·℃)] 105 2.52×105 相等 3∶1 类型二　燃料燃烧中吸、放热的相关计算 4．把质量为2 kg，温度为25 ℃的水加热到75 ℃，水吸收的热量为___________J，这些热量相当于完全燃烧________m3的天然气所放出的热量。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q天然气＝4.2×107 J/m3] 5．用液化气灶把1.5 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃，需要吸收的热量为____________J。若上述过程中完全燃烧0.021 kg液化气且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为____________J/kg。[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 4.2×105 0.01 5.04×105 4×107 6．长江经济带建设要“共抓大保护，不搞大开发”。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生活垃圾能“榨”出140 kg燃料油。若燃料油的热值为4.0×107 J/kg，某城镇每天产生50 t生活垃圾，则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为___________J。在一个标准大气压下，这些热量的30%被500 m3、30 ℃的水吸收，则水温能升高_____℃。[c水＝4.2×103 J/( kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3] 2.8×1011 40 7．某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入V＝2.5 L水，烧水前水的温度为20 ℃，将水加热至100 ℃，立即关闭煤气，烧水前、后燃气表的示数变化ΔV＝0.105 m3，该同学查得煤气的热值q＝4×107 J/m3，水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，求： (1)水吸收的热量。 (2)燃气灶烧水效率。 类型三　热机效率的综合计算 8．一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶10 min，消耗的汽油为1.2 kg。汽车匀速行驶时受到的牵引力F＝1.2×103 N，汽油的热值q＝4.6×107 J/kg。求： (1)汽车在这段时间做的功是多少？ (2)这段时间内汽车的效率是多少？(百分号前保留一位小数) (3)简要分析汽车效率低的原因。(写出两条即可) 9．一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动，其v­t图象如图所示，在第10 s时速度达到20 m/s，通过的路程为120 m。求： (1)在0～10 s内汽车的平均速度。 (2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变，大小为f＝4000 N，那么在10 s～20 s内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少J? (3)若发动机的转化效率为80%，则10 s～20 s内燃烧了多少kg汽油？(已知汽油的热值大约为5×107 J/kg) 1．热量的计算公式： (1)吸热公式：Q吸＝cm(t－t0)。 (2)放热公式：Q放＝cm(t0－t)。 (3)热量计算的一般常用公式：Q＝cmΔt。 解题时要认真审题，注意文字叙述中升高t ℃、升高了t ℃、降低t ℃、降低了t ℃对应的是温度的改变量，而升高到t ℃、降低到t ℃对应的是物体的末温。 2．加入了燃料的热值的计算，一般情况下吸热的物质是水，放出的热量是由燃料燃烧产生的，所以Q吸＝cm(t－t0)，Q放＝qm(气体燃料Q放＝qV)，当不计算热损失时Q吸＝Q放。注意计算时要统一单位，m(或V)—kg(或m3)；q—J/kg(或J/m3)。 3．热机、锅炉、太阳能集热器等设备利用热量的有关计算涉及效率问题，热效率η＝ eq \f(W有,Q放) ×100%。热效率与机械效率类似。 解：(1)已知V＝2.5 L＝2.5 dm3＝2.5×10－3 m3，由ρ＝ eq \f(m,V) 可得，水的质量m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×2.5×10－3 m3＝2.5 kg，烧开这壶水，水吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝8.4×105 J (2)煤气燃烧放出的热量Q放＝ΔVq＝0.105 m3×4×107 J/m3＝4.2×106 J，燃气灶烧水效率η＝ eq \f(Q吸,Q放) ×100%＝ eq \f(8.4×105 J,4.2×106 J) ×100%＝20% 解：(1)由题意可知v＝72 km/h＝72× eq \f(1,3.6) m/s＝20 m/s，t＝10 min＝600 s，由v＝ eq \f(s,t) 得，汽车这段时间行驶的距离s＝vt＝20 m/s×600 s＝1.2×104 m，这段时间汽车所做的功W＝Fs＝1.2×103 N×1.2×104 m＝1.44×107 J (2)汽油完全燃烧放出的热量Q＝mq＝1.2 kg×4.6×107 J/kg＝5.52×107 J，这段时间汽车的效率η＝ eq \f(W,Q) ×100%＝ eq \f(1.44×107 J,5.52×107 J) ×100%≈26.1% (3)汽车效率低的原因主要是汽油不能完全燃烧；汽缸散失很多热量；尾气带走许多热量 解：(1)由题知，在0～10 s内汽车通过的路程为120 m，则在0～10 s内汽车的平均速度v＝ eq \f(s,t) ＝ eq \f(120 m,10 s) ＝12 m/s (2)由图象可知，10 s～20 s汽车做匀速直线运动，速度v′＝20 m/s，则在10 s～20 s内汽车通过的路程s′＝v′t′＝20 m/s×10 s＝200 m；根据二力平衡条件可得，此时的牵引力F＝f＝4000 N，在10 s～20 s内汽车发动机产生的牵引力所做的功W＝Fs＝4000 N×200 m＝8×105 J (3)已知发动机的转化效率η＝80%，由η＝ eq \f(W,Q) ×100%＝ eq \f(W,mq) ×100%可得，消耗汽油的质量m＝ eq \f(W,ηq) ＝ eq \f(8×105 J,80%×5×107 J/kg) ＝0.02 kg $$