1.3.2 热量的计算- 【通城学典】2024八年级物理暑期升级训练（教科版）

60 第2课时 热量的计算 1. 当物体温度升高时,所吸收的热量Q吸= 。 2. 当物体温度降低时,所放出的热量Q放= 。 􀥈 􀥈 􀥈 典例12023年10月26日11时14分,搭载“神 舟十七号”载人飞船的“长征二号F遥十七”运 载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭发 射时喷出的火焰温度高达3000℃,一次发射需 要降温系统向发射塔喷洒约500t的水,若这些 水从20℃升高到100℃,则带走的热量有多 少? [c水=4.2×103J/(kg·℃)] 点拨:知道水的质量、比热容、初温和末温,利用 吸热公式Q吸=cm(t-t0)求水吸收的热量。 解答: 典例2(上海中考)5kg的水温度由40℃下降 到20℃,放出的热量Q放 为多少? [c水=4.2× 103J/(kg·℃)] 点拨:知道水的质量、比热容、初温和末温,利用 Q放=cm(t0-t)求出水放出的热量。 解答: 典例3 小红在实验室利用电热器加热,完成了 冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间 变化的关系图像如图所示。实验时,冰的质量 为0.5kg,相同时间内,冰和水吸收的热量相 同。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。 (典例3图) (1) BC 段吸收的热量是多少? (2) 求冰的比热容。 点拨:(1) 由图像可知CD 段水温的变化量,根 据热量公式计算可得CD 段水吸收的热量,利 用相同时间内冰和水吸收的热量相同,再求BC 段吸收的热量。(2) 由图像可知,冰温度升高 20℃所需时间是水温度升高20℃所需时间的 一半,由转换法知冰吸收热量是水吸收热量的 一半,据此求出冰温度升高20℃吸收的热量 Q冰,然后将数据代入热量公式可求出冰的比 热容。 解答: 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(教科版)八年级 61 [基础过关] 1. (眉山中考)日常生活中,用水作为汽车发动 机的冷却液,是因为它的 大。在标 准大气压下,质量为5kg的水温度从30℃升 高20℃,吸收的热量为 J。[c水= 4.2×103J/(kg·℃)] 2. 白酒是发酵后粮食里的酒精从酒糟中蒸煮 汽化形成的,其蒸煮装置如图所示,汽化池 仅与输气管相通。将蒸煮后的“汽酒”引入 冷凝池后再注入储酒罐中,就可以得到度数 很高的白酒。汽化池中相同质量的、78.5℃ 的酒精所具有的内能 (选填“大于” “小于”或“等于”)78.5℃酒精蒸气所具有的 内能;若在冷凝过程中酒精蒸气液化释放出 8.4×106J的热量,则可以使100kg水的温 度升高 ℃;蒸煮白酒过程中酒香四 溢,该现象说明 。[酒精的沸点为78.5℃,水的比热容 为4.2×103J/(kg·℃)] (第2题) 3. 铁块和铁丝的质量之比是3∶1,当它们升高 相同的温度,吸收的热量之比是 , 它们的比热容之比是 。 4. 烧杯中水的质量为1000g,水温从40℃升高 到90℃,水吸收的热量为 J,相当于 完全燃烧 g酒精放出的热量(不计 热损失)。燃烧酒精给水加热的过程中,主 要发生的能量转化为 。 [c水=4.2×103J/(kg·℃),q酒精=3.0× 107J/kg] 5. (凉山中考)小华探究“不同物质的吸热能力” 时,用相同的电加热器对质量均为1kg的水 和另一种液体同时进行加热(不考虑热损 失)。已知液体的比热容小于水的比热容,通 过实验画出温度随时间变化的图像如图所 示,水在5min内吸收的热量为 J, 液体 的 比 热 容 为 J/(kg·℃)。 [c水=4.2×103J/(kg·℃)] (第5题) 6. A、B 两物体质量相等、温度均为20℃,甲、 乙两杯水质量相等、温度均为60℃,现将A 放入甲杯、B 放入乙杯,热平衡后甲杯水温 降低了5℃,乙杯水温降低了10℃,不考虑 热量的损失,则A、B 两物体的比热容之 比为 ( ) A. 1∶2 B. 3∶7 C. 2∶3 D. 4∶7 答案讲解 7. (泰安中考)质量均为0.5kg的水和 另一种液体在相同时间内放出的热 量相等,它们的温度随时间变化的 关系图像如图所示。已知水的比热容c水= 4.2×103J/(kg·℃),c水>c液。下列说法 中,正确的是 ( ) (第7题) ① 甲液体是水。 ② 0~12min,乙温度降低了20℃。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 3预学储备 62 ③ 0~12min,甲放出了8.4×104J的热量。 ④ 乙液体的比热容为2.1×103J/(kg·℃)。 A. ①② B. ②④ C. ①③ D. ①④ [综合提升] 8. 将一勺热水倒入一盛有冷水的保温容器中, 使得冷水温度升高6℃,然后向保温容器内 倒入三勺同样的热水,水温又上升了12℃, 由此可知,原来保温容器中冷水的质量是一 勺热水的 倍,原来冷水比热水温度 低 ℃。(不计热量损失和容器吸热) 9. 制作“过桥米线”的第一个步骤是熬汤:在锅 中放入水和鸡,用大火将水煮至沸腾,然后 转用小火烹煮。汤熬好后,食客先把肉片放 进汤内,稍候再加入米线。已知汤的质量为 1.4kg、初 温 为97℃、比 热 容 为4.2× 103J/(kg·℃);肉的初温为22℃、比热容为 3.5×103J/(kg·℃)。基于健康缘故,肉最少 须加热至82℃,则: (1) 当汤的温度降低至82℃时会放出多少 焦耳的热量? (2) 不计热量损失,在汤中最多可以放入多 少千克的肉? 答案讲解 10. 如图为“55℃杯”的模型图,假设此 模型杯内胆中封存着300g水,室 温为20℃。[不计热损失,c水= 4.2×103J/(kg·℃)] (1) 现向杯中倒入200g、100℃开水,摇一 摇,热平衡后杯内水温迅速降至多少摄氏度? (2) 将杯内的水倒掉,再将200g、温度为 20℃的某液体倒入该杯,摇一摇,这种液体 温度可升至44℃,则这种液体的比热容为 多少? (第10题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(教科版)八年级 24 故C正确,D错误。 9. (2) 质量 (4) 56 (5) A A 解析:(2) 比较A、B 两种未知液体的比热容大小,根据控制变量法可知需要控 制两种液体的质量相等。(4) 由图乙可知A 液体温度降 为56℃。(5) 由(4)可知A 液体中铜块的末温为56℃,B 液体温度降为53℃,则B 液体中铜块的末温为53℃,铜 块的初温相同,根据Q=cmΔt可知A 液体中铜块吸收的 热量较多,则 A 液体放出的热量较多,即cAmΔtA > cBmΔtB,代入数据可得cAm×(60℃-56℃)>cBm× (60℃-53℃),整理可得cA> 7 4cB ,所以A 液体的比热 容较大。 第2课时　热量的计算 知识梳理 1. cm(t-t0) 2. cm(t0-t) 典例演练 典例1 水带走的热量等于500t的水温度从20℃升高 到100℃所吸收的热量,即Q=Q吸=c水m(t-t0)=4.2× 103J/(kg·℃)×500×103kg×(100℃-20℃)=1.68× 1011J 典例2 水放出的热量 Q放 =c水m(t0-t)=4.2× 103J/(kg·℃)×5kg×(40℃-20℃)=4.2×105J 典例3 (1) m水=m冰=0.5kg,由图可知CD 段水温的 变化 量 Δt=20℃,故 CD 段 水 吸 收 的 热 量 Q水 = c水m水Δt水=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×20℃= 4.2×104J,CD 段加热时间是55min-45min=10min, BC段加热时间是45min-5min=40min,40min10min=4 ,因 为相同时间内冰和水吸收的热量相同,故BC 段吸收的热 量是CD 段水吸收的热量的4倍,即Q吸=4Q水=4× 4.2×104J=1.68×105J (2) 由图像可知,冰从-20℃ 吸收热量升高到0℃,需要5min,CD 段水从0℃升高到 20℃,需要10min,故冰在 AB 段吸收的热量Q冰 = 5min 10min×Q水= 1 2×4.2×10 4J=2.1×104J;冰的比热容 c冰= Q冰 m冰Δt冰= 2.1×104J 0.5kg×20℃=2.1×10 3J/(kg·℃) 预学训练 [基础过关] 1. 比热容 4.2×105 2. 小于 20 酒精分子在不停地做无规则运动 解析:因为汽化吸热,所以汽化池中相同质量的、78.5℃ 的酒精所具有的内能小于78.5℃酒精蒸气所具有的内 能;根据热量公式Q吸=cmΔt得,水升高的温度Δt= Q吸 c水m= 8.4×106J 4.2×103J/(kg·℃)×100kg =20℃;蒸煮白酒 过程中,酒香四溢,这是扩散现象,说明酒精分子在不停地 做无规则运动。 3. 3∶1 1∶1 解析:铁块和铁丝的质量之比是3∶1,当 它们升高相同的温度,即温度变化量之比为1∶1,因为比 热容是物质的一种特性,铁块与铁丝是同种物质,所以比 热容之比为1∶1;由c= QmΔt 可得,吸收的热量之比 Q块吸 Q丝吸= cm块Δt cm丝Δt= 1 1× 3 1× 1 1= 3 1 。 4. 2.1×105 7 化学能转化为内能 解析:水的质量 m=1000g=1kg,水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)= 4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(90℃-40℃)=2.1× 105J;根据题意,酒精完全燃烧放出的热量Q放=Q吸= 2.1×105J;由Q放=mq可知,酒精的质量m酒精= Q放 q酒精= 2.1×105J 3.0×107J/kg =0.007kg=7g;用酒精加热水时,酒精的 化学能最终转化为水的内能。 5. 3.15×104 2.7×103 解析:根据Q=cmΔt及图像 可得,水在20min内吸收的热量Q=c水mΔt=4.2× 103J/(kg·℃)×1kg×(50℃-20℃)=1.26×105J,则 水在5min内吸收的热量Q'=5min20min×Q= 1 4×1.26× 105J=3.15×104J;根据Q=cmΔt及图像可得,液体和水在 15min内吸收的热量相同,可得液体的比热容c液= Q″mΔt'= 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 25 15min 20min×Q mΔt' = 3 4×1.26×10 5J 1kg×(55℃-20℃)=2.7×10 3J/(kg·℃)。 6. B 解析:物体A 放入甲杯后,Δt水=5℃,则它们的共 同温度为60℃-5℃=55℃,A 的温度由20℃升高到 55℃,则ΔtA=55℃-20℃=35℃,水放出的热量Q放= c水m水Δt水,A 吸收的热量Q吸=cAmAΔtA,根据热平衡方 程Q放=Q吸 可得,c水m水Δt水=cAmAΔtA,代入相关数据 得cA= 1 7× c水m水 mA ,物体B 放入乙杯后,Δt水'=10℃,它 们的共同温度为60℃-10℃=50℃,B 的温度由20℃ 升高到50℃,则ΔtB=50℃-20℃=30℃,水放出的热 量Q放'=c水m水Δt水',B 吸收的热量Q吸'=cBmBΔtB,根 据热平衡方程Q放'=Q吸'可知,c水m水Δt水'=cBmBΔtB,代 入相关数据得cB= 1 3× c水m水 mB ;A、B 两物体质量相等,即 mA=mB,所以 cA cB= 1 7 1 3 =3∶7。故B正确。 7. D 解析:时间相等时,两种液体放出的热量相等,由图 可知,乙液体的温度降低得快,甲液体温度降低得慢,根据 热量的计算公式Q放=cmΔt可知,在质量相等、初温相 同、放热也相同的情况下,谁的温度降低得快,谁的比热容 小,所以甲液体的比热容大,若甲、乙两种液体中有一种液 体是水,则一定是甲液体,故①正确;由图可知,乙液体的 初温是60℃,放热12min后乙液体的末温是20℃,乙液 体的温度降低了40℃,故②错误;由图可得,甲在12min 内由60℃降低到40℃,降低的温度是60℃-40℃= 20℃,甲液体已判断出是水,所以甲放出的热量Q放水= c水m水Δt水 =4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×20℃= 4.2×104J,故③错误;由③知,0~12min水放出的热量 Q放水=4.2×104J,乙液体放出的热量Q放乙=Q放水,即 c乙m乙Δt乙=Q放水,c乙×0.5kg×40℃=4.2×104J,解得 c乙=2.1×103J/(kg·℃),故④正确。故D正确。 [综合提升] 8. 8 54 解析:设最初热水和冷水的温度差为t,质量为 m0的一勺热水倒入盛有质量为m 的冷水的保温容器中, 使得冷水温度升高了6℃,冷水吸收的热量等于热水放出 的热量,即Q吸=Q放,则cm×6℃=cm0(t-6℃) ①, 然后向保温容器中倒入三勺热水,水温又上升了12℃,此 时Q吸'=Q放',即c(m+m0)×12℃=c×3m0(t-6℃- 12℃) ②,由①②得t=54℃,m=8m0;故原来保温容 器中冷水的质量是一勺热水的8倍,原来冷水比热水温度 低54℃。 9. (1) 汤放出的热量Q放=c汤m汤Δt汤=4.2×103J/(kg·℃)× 1.4kg×(97℃-82℃)=8.82×104J (2) 因为不计热 量损失,所以肉吸收的热量等于汤放出的热量,即Q吸= Q放 =8.82×104 J;肉 的 质 量 m肉 = Q吸 c肉Δt肉 = 8.82×104J 3.5×103J/(kg·℃)×(82℃-22℃) =0.42kg 10. (1) 热水放出的热量Q放=c水m(t0-t1),冷水吸收的热 量Q吸=c水m'(t1-t0');不计热损失,即热水放出的热量全 部被冷水吸收,则有Q放=Q吸,即4.2×103J/(kg·℃)× 0.2kg×(100℃-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg× (t1-20℃),解得t1=52℃ (2) 放入液体后,水降低的 温度Δt=52℃-44℃=8℃,水放出的热量Q放'= c水m'Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg×8℃=1.008× 104J,液体吸收的热量Q吸'=Q放'=1.008×104J,液体升 高的温度Δt'=44℃-20℃=24℃,由Q放=cmΔt得,液体 的比热容c液= Q吸' m液Δt'= 1.008×104J 0.2kg×24℃=2.1×10 3J/(kg·℃) 第二章　改变世界的热机 1. 热 机 知识梳理 1. 化学 内 机械 2. 蒸汽机 蒸汽轮机 内燃机 喷气发动机 火箭发 动机 典例演练 典例1 小叶轮转动 化学 机械 热机 典例2 A 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈