拔高学习 2 热量的相关计算 ---2024-2025学年教科版物理九年级上学期

教科版 九年级全 拔高学习 2  热量的相关计算 热量的相关计算公式 由比热容计算物体吸收(或放出)的热量： Q 吸 ＝cmΔ t＝cm(t 末 －t 初)，Q 放 ＝cmΔ t＝cm(t 初 －t 末)。 2. 燃料完全燃烧后放出的热量： Q 放 ＝qm(或 Q 放 ＝qV)。 3. 热机的效率： η＝ ×100％。 知 识 总 结 典例提分法 2 [2024• 广州期中]如图所示，重庆“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石，再加入质量为 2kg、初温为 60℃的鱼汤制成的，鹅卵石放热能使鱼汤刚好沸腾。[在一标准大气压下，鱼汤的比热容视为水的比热容， c 水＝4.2×103J/(kg•℃) ] 例 典 例 讲 解 典例提分法 3 【思路引导】 提取信息： 鹅卵石放热能使鱼汤刚好沸腾 信息转化： 鱼汤的末温 t 末 ＝100℃ (1) 待求量： Q 吸 已知量： 鱼汤的质量 m， c 水， t 初， t 末 推导求解：Δt＝t 末－t 初→ Q 吸＝c 水mΔt 典例提分法 解：在一标准大气压下水的沸点为 100℃， 则鱼汤吸收的热量 Q 吸＝c 水m(t 末－t 初)＝ 4.2× 103J/(kg· ℃)× 2kg×(100℃ －60℃)＝ 3.36× 105J。 (1)鱼汤吸收的热量为多少？ 典例提分法 【思路引导】 (2) 待求量： V 天然气 已知量： η， Q 吸， q 天然气 逆向推导求解：V 天然气＝→ Q 放＝ 典例提分法 (2)若鹅卵石放出热量的 80% 被鱼汤吸收，鹅卵石放出的这些热量由天然气提供，天然气完全燃烧，则至少需要多少立方米天然气？ (q 天然气＝3.5×107 J/m3) 解：由 η＝ 可得， 鹅卵石放出的热量 Q 放 ＝ ＝ ＝4.2× 105J，由 Q 放＝Vq 可得， 至少需要天然气的体积 V 天然气＝ ＝＝0.012m3。 典例提分法 (3)如果要提高鱼汤的吸热效率，请你简述一种方法。 解：加上盖子，减少热量的散失(合理即可)。 典例提分法 1. [多选]根据表格中的数据判断，下列说法正确的是( ) 方 法 针 对 练 物质 密度 /(kg·m-3) 比热容 /[ J·(kg· ℃) -1] 铝 2.7×103 0.88×103 铁 7.9×103 0.46×103 铜 8.9×103 0.39×103 水 1.0×103 4.2×103 煤油 0.8×103 2.1×103 典例提分法 9 A．用同样的酒精灯给质量相等、初温相同的水和煤油加热相同的时间后，水中的温度计示数较高 B．加热质量相同的铜和铝，其吸收热量与升高温度的关系图像如图所示，则 a 表示铜 C．若铜块和铁块的吸热之比是 3∶1，升温之比是 3∶2，则二者的质量之比为 92∶39 D．若煤油和水的体积之比为 2 ∶1，吸热之比为 12∶5，则二者的升温之比为 3∶1 方 法 针 对 练 典例提分法 10 用同样的酒精灯给质量相等、初温相同的水和煤油加热相同的时间后，水和煤油吸热相同，因水的比热容大，根据 Δ t＝ 可知，水中的温度计示数较低，故 A 错误；由题图可知，质量相同的铜和铝升高相同的温度， a吸热多，根据Q＝cmΔt可知a的比热容大，根据题表数据可知 a 表示铝，故 B 错误； 【点拨】 典例提分法 铜块和铁块的吸热之比 Q 铜∶ Q 铁＝3 ∶ 1，升温之比 Δ t 铜∶ Δ t 铁＝3 ∶ 2，比热容之比 c铜∶ c铁＝39 ∶ 46，由 Q＝cmΔt 可得，质量之比m铜∶ m铁＝ ∶＝ ∶ ＝92 ∶ 39，故 C 正确；由题表数据可知，煤油和水的密度之比 ρ煤油∶ ρ水 ＝4 ∶ 5，比热容之比 c 煤油∶ c 水 ＝1 ∶ 2，已知体积之比 V煤油∶ V水＝2 ∶ 1，由 m＝ρV 可得，质量之比 m煤油∶ m水＝ρ煤油V煤油∶ ρ水V水＝(4× 2)∶(5× 1) 典例提分法 【答案】 CD ＝8 ∶ 5， 已知吸收热量之比 Q 煤 油 ∶ Q 水 ＝12 ∶ 5，由 Q＝cmΔ t 可知， 升高温度之比 Δ t 煤油 ∶ Δ t 水 ＝∶ ＝ ∶＝3 ∶ 1，故 D 正确。 典例提分法 2.如图所示，规格相同的甲、乙两烧杯中分别装有 3kg 和 2kg 的纯净水 [ 水的比热容为4.2×103 J/(kg•℃)]，用不同加热器对它们加热，不计热损失，得到如图丙所示的温度与加热时间的关系图像。 方 法 针 对 练 典例提分法 14 下列说法正确的是( ) A．甲中水每分钟吸收的热量为 2.52×105 J B．甲、乙中的加热器每分钟放出的热量之比为3∶ 2 C．加热相同的时间，甲、乙中的水升高的温度之比为 3∶2 D．将甲、乙中的水从 20 ℃ 加热至沸腾所需要的时间之比为 4∶9 方 法 针 对 练 典例提分法 15 由题图丙可知，加热 2 min 时，甲中水的温度升高了 20℃，由于水的温度随加热时间的增加而均匀升高，所以加热 1 min 甲中水的温度升高 10 ℃，甲中水每分钟吸收的热量 Q 甲吸＝cm1Δ t＝4.2×103J/(kg· ℃)× 3kg× 10 ℃ ＝1.26× 105J，故 A 错误；由题图丙可知，加热 3 min，乙中水的温度升高了20 ℃，此时乙中水吸收的热量 Q 乙 ＝cm2Δ t'＝ 4.2× 103 J/(kg· ℃)× 2kg× 20 ℃ ＝1.68× 105 J， 【点拨】 典例提分法 乙中水每分钟吸收的热量 Q 乙吸＝ Q 乙＝ × 1.68× 105J＝5.6× 104J，忽略热损失，两加热器每分钟放出的热量与水每分钟吸收的热量相同，所以甲、乙中的加热器每分钟放出的热量之比 Q 甲放∶ Q 乙放＝Q 甲吸∶ Q 乙吸＝1.26× 105 J ∶ 5.6× 104 J＝9 ∶ 4，故 B 错误；设都加热1 min，甲、乙中的水升高的温度之比 Δ t甲∶Δ t 乙＝∶ ＝ ＝ ＝ ，故 C 正确； 典例提分法 【答案】 C 将甲、乙中的水从 20 ℃ 加热至沸腾，升高的温度均为Δ t0，根据 Q＝cmΔ t 可得，所需热量之比 Q 甲吸' ∶ Q 乙吸'＝＝ ＝ ，所需时间之比 t 甲∶ t 乙＝ ∶ ＝ × ＝ × ＝ ，故 D 错误。 典例提分法 3.某北方城市冬季供暖要求室内温度达到 24℃，暖气片一次进、回水温度差为 25℃。为满足供暖要求，某家庭暖气片中装满 100kg 热水。 [回水时水的温度与室内达标温度一致，水的比热容是 4.2×103 J/(kg•℃) ] (1)该家庭暖气片中这些热水一次进、回水放出多少热量？ 解：这些热水一次进、回水放出的热量 Q＝c 水mΔ t＝4.2× 103 J/(kg· ℃)× 100 kg× 25℃ ＝1.05× 107J。 方 法 针 对 练 典例提分法 19 (2)若暖气片中换用另一种液体，该液体密度为 0.8×103 kg/m3，则该家庭暖 气片中可以装满多少千克这种液体？ 解：暖气片的容积 V 容 ＝V 水 ＝ ＝ ＝0.1 m3， 由题意知 V 液＝V 容＝0.1 m3， 则液体的质量 m 液＝ρ 液V 液＝0.8× 103kg/m3× 0.1m3＝80 kg。 典例提分法 (3) 质疑创新 要达到供暖要求，该液体一次进回的初温应该是多少摄氏度？用这种液体供暖是否可行？请用计算结果说明原因。[ 该液体的比热容为 2.1×103 J/(kg· ℃)，该液体在暖气片内的沸点为 78℃ ] 典例提分法 解：由(1)知，为满足供暖要求，该液体一次进回需要放出的热量 Q＝1.05× 107 J， 由题意知， 回液时液体温度与室内达标温度一致， 说明液体的末温 t 末＝24℃， 由Q＝cmΔ t 得， 该液体一次进回的温度差 Δ t 液＝ ＝＝62.5 ℃， 液体的初温 t 初 ＝t 末 ＋Δ t 液 ＝24 ℃ ＋62.5 ℃ ＝86.5 ℃ ＞ 78 ℃， 液体的初温超过了液体的沸点， 故不可行。 典例提分法 $$