第十二章　内能与热机 微专题5　热量的综合计算 课件 2024-2025学年初中物理沪粤版九年级上册

[默写、古代诗歌阅读及文言文阅读对应九上第三单元内容] 类型1 类型2 微专题5　热量的综合计算 第十二章　内能与热机 1 类型1 热值、比热容、热机效率的综合计算 返回目录 1.固、液体燃料(热值单位：J/kg)完全燃烧放出热量的公式：____________；气体燃料(热值单位：J/m3)完全燃烧放出热量的公式：____________。 Q放＝mq Q放＝Vq 返回目录 微专题5　热量的综合计算 1.为测量某种材料的比热容，小汪取20 kg的该材料加热至80 ℃，然后将其放入初温为20 ℃、质量为10 kg的水中，最终两者的温度都变成40 ℃。若不计热损失和质量损失，两者的温度—时间图像如图1，则： 图1 (1)水吸收的热量为多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (2)该材料的比热容为多少？ 返回目录 微专题5　热量的综合计算 返回目录 微专题5　热量的综合计算 2.将温度为25℃、质量为20 kg的水的温度升高50 ℃。 (1)水吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (2)若这些热量由完全燃烧的天然气提供，则至少需要多少千克的天然气？(天然气的热值为4.2×107 J/kg) 返回目录 微专题5　热量的综合计算 返回目录 微专题5　热量的综合计算 3.“既要绿水青山，又要金山银山”。为了响应国家“煤改气”政策，某单位将供应热水的燃煤锅炉改造为天然气锅炉，改造前，将质量为500 kg的水从20 ℃加热到100 ℃，需要消耗20 kg煤，求： (1)水吸收的热量； (2)煤完全燃烧放出的热量； (3)锅炉的效率。[q煤＝3.0×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 返回目录 微专题5　热量的综合计算 返回目录 微专题5　热量的综合计算 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吨分类后的垃圾能“榨”出140 kg燃料油。若燃料油的热值为4.0×107 J/kg，则： (1)1吨分类后的垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放多少热量？ (2)在标准大气压下，这些热量的30%被质量为5×103 kg、初温为30 ℃的水吸收，水温能升高多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 返回目录 微专题5　热量的综合计算 返回目录 微专题5　热量的综合计算 因为t＝t0＋Δt＝30 ℃＋80 ℃＝110 ℃>100 ℃，在标准大气压下水温最高为100 ℃，所以水升高的温度： Δt′＝100 ℃－30 ℃＝70 ℃ 答：(1)1吨分类后的垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放5.6×109 J的热量； (2)水温能升高70 ℃。   返回目录 微专题5　热量的综合计算 5.近年来，天然气管道铺进乡村，小明家也用上了天然气灶。他想知道天然气的热值，先从天然气灶的铭牌得知天然气灶的加热效率为50%，接着用天然气灶给10 kg的水加热，并绘制出加热过程中水温随时间变化的图线，如图2－甲所示。在0～4 min内，小明家中天然气表的数值变化情况如图2－乙所示，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)。在0～4 min的加热过程中，求： (1)水吸收的热量； (2)天然气的热值。 图2 返回目录 微专题5　热量的综合计算 (2)天然气的热值是3.0×107 J/m3。 返回目录 微专题5　热量的综合计算 类型2 力热综合 返回目录 Fs Fs Pt 返回目录 微专题5　热量的综合计算 6.某汽车在一段平直的公路上匀速行驶，以40 kW的恒定功率行驶了50 min，已知行驶过程中消耗了10 kg燃油。该过程中燃油完全燃烧放出的热量是________J，汽车牵引力所做的功为__________J，热机效率为________。(q燃油＝4×107 J/kg) 4×108 1.2×108 30% 返回目录 微专题5　热量的综合计算 (1)汽车的牵引力做的功； (2)液氢完全燃烧放出的热量； (3)需要消耗的液氢的质量。 返回目录 微专题5　热量的综合计算 返回目录 微专题5　热量的综合计算 返回目录 微专题5　热量的综合计算 参考答案： 返回目录 微专题5　热量的综合计算 返回目录 微专题5　热量的综合计算 返回目录 微专题5　热量的综合计算 返回目录 微专题5　热量的综合计算 返回目录 微专题5　热量的综合计算 返回目录 微专题5　热量的综合计算 返回目录 微专题5　热量的综合计算 2.炉灶的效率：η＝。 解：(1)水吸收的热量： Q吸＝c水m水(t－t水)＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(40 ℃－20 ℃)＝8.4×105 J (2)不计热损失和质量损失，该材料放出的热量等于水吸收的热量，该材料放出的热量：Q放＝Q吸＝8.4×105 J 该材料的比热容： c材＝＝＝1.05×103 J/(kg·℃) 答：(1)水吸收的热量为8.4×105 J； (2)该材料的比热容为1.05×103 J/(kg·℃)。 解：(1)由Q吸＝cm(t－t0)可得，水吸收的热量： Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×50 ℃＝4.2×106 J (2)由题意可知，天然气完全燃烧放出的热量： Q放＝Q吸＝4.2×106 J 由Q放＝mq可得，需要天然气的质量： m天然气＝ ＝＝0.1 kg 答：(1)水吸收的热量是4.2×106 J； (2)至少需要0.1 kg的天然气。 解：(1)水吸收的热量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)× 500 kg×(100 ℃－20 ℃)＝1.68×108 J (2)20 kg煤完全燃烧放出的热量： Q放＝m煤q煤＝20 kg×3.0×107 J/kg＝6×108 J (3)锅炉的效率： η＝×100%＝×100%＝28% 答：(1)水吸收的热量为1.68×108 J； (2)煤完全燃烧放出的热量为6×108 J； (3)锅炉的效率为28%。 解：(1)燃料油完全燃烧放出的热量： Q放＝m油q＝140 kg×4.0×107 J/kg＝5.6×109 J (2)水吸收的热量： Q吸＝ηQ放＝30%×5.6×109 J＝1.68×109 J 由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度： Δt＝＝＝80 ℃ 解：(1)由题图甲可知，加热4 min，水温从20 ℃上升到70 ℃，水吸收的热量：Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×106 J (2)天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝＝＝4.2×106 J 由题图乙可知，0～4 min内消耗天然气的体积： V＝368.397 m3－368.257 m3＝0.14 m3 天然气的热值：q＝＝＝3.0×107 J/m3 答：(1)水吸收的热量是2.1×106 J； 1.力做功的公式：W＝________＝Pt；力做功的功率：P＝________＝________＝Fv。 2.热机效率的公式：η＝＝＝。 7.某款氢能源动力汽车的总质量为1.5×103 kg。该汽车通过燃烧液氢在平直公路上匀速行驶了3.5 km，该过程中汽车受到的阻力为汽车总重力的，发动机的热机效率为50%。(g取10 N/kg，q液氢＝1.4×108 J/kg)求该过程中： 解：(1)汽车的总重力： G＝mg＝1.5×103 kg×10 N/kg＝1.5×104 N 汽车受到的阻力：f＝G＝×1.5×104 N＝1 200 N 汽车匀速直线行驶过程中，牵引力F＝f＝1 200 N，该过程中汽车牵引力做的功： W＝Fs＝1 200 N×3.5×1 000 m＝4.2×106 J (2)由η＝可知，液氢完全燃烧放出的热量： Q放＝＝＝8.4×106 J (3)需要消耗的液氢的质量： m液氢＝＝＝0.06 kg 答：(1)汽车的牵引力做的功为4.2×106 J； (2)液氢完全燃烧放出的热量为8.4×106 J； (3)需要消耗的液氢的质量为0.06 kg。 类型1　方法指导　1.Q放＝mq　Q放＝Vq 1.解：(1)水吸收的热量： Q吸＝c水m水(t－t水)＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(40 ℃－20 ℃)＝8.4×105 J (2)不计热损失和质量损失，该材料放出的热量等于水吸收的热量，该材料放出的热量：Q放＝Q吸＝8.4×105 J 该材料的比热容：c材＝＝＝1.05×103 J/(kg·℃) 答：(1)水吸收的热量为8.4×105 J； (2)该材料的比热容为1.05×103 J/(kg·℃)。 2.解：(1)由Q吸＝cm(t－t0)可得，水吸收的热量： Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×50 ℃＝4.2×106 J (2)由题意可知，天然气完全燃烧放出的热量： Q放＝Q吸＝4.2×106 J 由Q放＝mq可得，需要天然气的质量： m天然气＝ ＝＝0.1 kg 答：(1)水吸收的热量是4.2×106 J； (2)至少需要0.1 kg的天然气。 3.解：(1)水吸收的热量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)× 500 kg×(100 ℃－20 ℃)＝1.68×108 J (2)20 kg煤完全燃烧放出的热量： Q放＝m煤q煤＝20 kg×3.0×107 J/kg＝6×108 J (3)锅炉的效率： η＝×100%＝×100%＝28% 答：(1)水吸收的热量为1.68×108 J； (2)煤完全燃烧放出的热量为6×108 J； (3)锅炉的效率为28%。 4.解：(1)燃料油完全燃烧放出的热量： Q放＝m油q＝140 kg×4.0×107 J/kg＝5.6×109 J (2)水吸收的热量：Q吸＝ηQ放＝30%×5.6×109 J＝1.68×109 J 由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度： Δt＝＝＝80 ℃ 因为t＝t0＋Δt＝30 ℃＋80 ℃＝110 ℃>100 ℃，在标准大气压下水温最高为100 ℃，所以水升高的温度：Δt′＝100 ℃－30 ℃＝70 ℃ 答：(1)1吨分类后的垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放5.6×109 J的热量； (2)水温能升高70 ℃。 5.解：(1)由题图甲可知，加热4 min，水温从20 ℃上升到70 ℃，水吸收的热量：Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(70 ℃－20 ℃)＝2.1×106 J (2)天然气完全燃烧放出的热量： Q放＝＝＝4.2×106 J 由题图乙可知，0～4 min内消耗天然气的体积： V＝368.397 m3－368.257 m3＝0.14 m3 天然气的热值：q＝＝＝3.0×107 J/m3 答：(1)水吸收的热量是2.1×106 J；(2)天然气的热值是3.0×107 J/m3。 类型2　方法指导　1.Fs　　　2.Fs　Pt 6.4×108　1.2×108　30% 7.解：(1)汽车的总重力： G＝mg＝1.5×103 kg×10 N/kg＝1.5×104 N 汽车受到的阻力：f＝G＝×1.5×104 N＝1 200 N 汽车匀速直线行驶过程中，牵引力F＝f＝1 200 N，该过程中汽车牵引力做的功： W＝Fs＝1 200 N×3.5×1 000 m＝4.2×106 J (2)由η＝可知，液氢完全燃烧放出的热量： Q放＝＝＝8.4×106 J (3)需要消耗的液氢的质量： m液氢＝＝＝0.06 kg 答：(1)汽车的牵引力做的功为4.2×106 J； (2)液氢完全燃烧放出的热量为8.4×106 J； (3)需要消耗的液氢的质量为0.06 kg。 $$