第十三章 内能与热机 专题训练 3. 热量、热值和热效率的综合计算 课件-2024-2025学年沪科版物理九年级全一册

第十三章　内能与热机 专题训练 3. 热量、热值和热效率的综合计算 1. 水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，表示的物理意义是______________________________________________ _______________；0.5 kg、0 ℃的一杯水和0.5 kg、0 ℃的一铜块具有相同的_______(填“比热容”“热量”或“温度”)；当这杯水和铜块吸收相等的热量后，________(填“水”或“铜块”)的温度高。(已知c铜＜c水) 返回 1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃，吸收(或放出)的热量是4.2×103 J 温度 铜块 2. 让质量相等、初温相同的铜块和铅块吸收相等的热量，则铜块和铅块升高的温度之比为________。再相互接触，则热量__________(填“从铜传到铅”“从铅传到铜”或“无传递”)。[c铜＝0.39×103 J/(kg·℃)，c铅＝0.13×103 J/(kg·℃)] 返回 【点拨】因为铜和铅的质量相等，又吸收了相等的热量，由Q＝cmΔt可得：Δt与c成反比，故Δt铜:Δt铅＝c铅: c铜＝[0.13×103 J/(kg· ℃)] :[0.39×103 J/(kg· ℃)]＝1 : 3，所以质量相同的铅块和铜块吸收相同的热量后铅块升高的温度高，由两者的初温相等可知，铅块的末温高，两者相互接触后，热量由铅块传给铜块。 【答案】1:3；从铅传到铜 3. 在标准大气压下，质量为2 kg、初温为80 ℃的水，吸收3.36×105 J的热量后，升高的温度为________ ℃。[水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)] 返回 20 4. 甲、乙两物体的质量之比为2∶3，当甲物体温度升高10 ℃，乙物体温度降低15 ℃时，甲物体吸收的热量与乙物体放出的热量相等，则甲、乙两物体的比热容之比为(　　) A．2∶3 B．9∶4 C．4∶9 D．3∶2 返回 B 6 5. 如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图像，其中a、c质量相同。下列对图像的分析正确的是(　　) A．若a、b是同种物质，则b的质量大于a的质量 B．t1～t2时间内物质a的温度不变，内能不变 C．c物质的比热容小于b物质的比热容 D．温度从T1升至T2时，a吸收的热量比b多 返回 A 6. 内燃机一个工作循环有四个冲程，实现将内能转化为机械能的是______冲程。某品牌汽车行驶100 km耗油7 kg，这些汽油完全燃烧放出的热量最多能使质量为________kg的水上升30 ℃。[水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)，汽油的热值q＝4.5×107 J/kg] 返回 【点拨】内燃机的四个冲程中，实现将内能转化成机械能的是做功冲程；7 kg汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝7 kg×4.5×107 J/kg＝3.15×108 J；由Q＝cmΔt可得， 【答案】做功；2 500 7. 氢气是一种清洁能源。氢气的热值是煤气的3倍以上，以3倍的关系粗略计算，1 kg氢气完全燃烧放出的热量可以使________kg的水从20 ℃加热至80 ℃。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q煤气＝4.2×107 J/kg] 【点拨】1 kg煤气完全燃烧放出的热量Q放＝mq煤气＝1 kg×4.2×107 J/kg＝4.2×107 J，1 kg氢气完全燃烧放出的热量Q放′＝3Q放＝3×4.2×107 J＝1.26×108 J；由题知，Q吸＝Q放′＝1.26×108 J，由Q吸＝cmΔt得,水的质量 返回 【答案】500 8. (创新题)周末，小明用热水为家人热盒装牛奶，他把3盒牛奶放入装有温度是90 ℃、质量是2 kg热水的盆中，经过一段时间，3盒牛奶的温度都从10 ℃变成45 ℃，这段时间内每盒牛奶从水中吸收________J 的热量；若盆中热水对牛奶加热的效率是50%，则此时盆中水的温度是________℃。已知：每盒牛奶的质量为0.25 kg，牛奶的比热容为4.0×103 J/(kg·℃)，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。 【点拨】这段时间内每盒牛奶从水中吸收的热量Q吸＝c牛奶mΔt＝4.0×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(45 ℃－10 ℃)＝3.5×104 J；三盒牛奶吸收的能量为Q吸总＝3Q吸＝3×3.5 ×104 J＝1.05×105 J，水放出的热量 【答案】3.5×104；65 返回 此时盆中水的温度是t末＝t0－Δt＝90 ℃－25 ℃＝65 ℃。 9. 2022年北京冬奥会比赛期间，所有冬奥场馆均使用“绿电”(“绿电”是指在发电过程中，二氧化碳排放量为零或趋近于零的发电方式，“绿电”比火力发电等其他方式对环境的影响更小)。这是奥运史上首次实现全部场馆100%绿色电能供应，预计消耗“绿电”约4×108 kW·h，可以节约1.28×108 kg标准煤，减排3.2×108 kg二氧化碳。若所节约的标准煤完全燃烧，则放出的热量约为(q标准煤约为2.9×107 J/kg)(　　) 返回 A．3.7×1015 J B．9.3×1015 J C．3.7×1016 J D．9.3×1016 J 【答案】A 10. 如图甲所示的是一辆太阳能玩具车，在阳光的照射下，小车从静止开始沿直线运动，运动过程中，速度v与时间t的关系如图乙所示，设运动过程中玩具车的功率始终不变，受到的阻力恒为3 N。 17 已知小车上太阳能电池板的面积为5 cm2，辐射功率P(1 s内1 m2面积上接收到的太阳能)为6×104 J/(m2·s)，求： 18 (1)太阳能玩具车运动的功率； (2)在0～5 s内，太阳能玩具车做的功； 解：在0～5 s内，太阳能玩具车运动过程中功率始终不变，则太阳能玩具车做的功W＝P1t＝12 W×5 s＝60 J； (3)太阳能玩具车太阳能转化为机械能的效率。 返回 11. 物理学中把一定质量为0 ℃的冰全部熔化为0 ℃的水吸收的热量与其质量的比值叫冰的熔化热，用字母 λ表示。现用一个热效率为35%的酒精炉加热500 g的初温为－20 ℃的冰，当这些冰从开始熔化到全部熔化为0 ℃的水，共燃烧了16 g的酒精。已知冰的比热容c冰＝2.1×103 J/(kg·℃)，酒精的热值为3×107 J/kg，试求： 22 (1)500 g的冰温度从－20 ℃升高到0 ℃(冰没有熔化)，需要吸收多少热量？ 解：500 g的冰温度从－20 ℃升高到0 ℃需要吸收的热量Q吸1＝c冰m冰Δt＝2.1×103 J/(kg· ℃)×500×10－3 kg×[0 ℃－(－20 ℃)]＝2.1×104 J。 (2)这些冰从开始熔化到全部熔化为0 ℃的水，共吸收多少热量？ (3)冰的熔化热 λ冰是多大？ 返回 【点拨】由Q＝cmΔt得水温度升高：Δt＝＝＝40 ℃，在标准大气压下，水的沸点为100 ℃，并且沸腾时水的温度不变，水吸热后，末温为100 ℃，水实际升高温度：Δt′＝t－t0＝100 ℃－80 ℃＝20 ℃。 m水＝＝＝2 500 kg。 m水＝＝＝500 kg。 Q放＝＝＝2.1×105 J，水降低的温度Δt＝＝＝25 ℃， 解：由图乙可知，物体匀速运动时的速度为4 m/s，太阳能玩具车运动过程中玩具车的功率始终不变，受到的阻力恒为3 N。则太阳能玩具车匀速运动时所受牵引力F＝f＝3 N。太阳能玩具车运动的功率 P1＝＝＝Fv＝3 N×4 m/s＝12 W； 解：由题意知，在0～5 s内，太阳能玩具车吸收的太阳能W总＝PSt＝6×104J/(m2·s)×5×10－4 m2×5 s＝150 J， 太阳能玩具车太阳能转化为机械能的效率η＝×100%＝×100%＝40%。 解：16 g酒精完全燃烧放出的热量 Q放＝qm酒精＝3×107 J/kg×16×10－3 kg＝4.8×105 J， 由η＝×100%可得，冰熔化成水共吸收热量Q吸2＝Q放×η＝4.8×105 J×35%＝1.68×105 J。 解：冰的熔化热 λ冰＝＝＝3.36×105 J/kg。 $$