第二章 专题训练(二) 热学综合计算（作业课件）-【黄冈金牌之路·练闯考】2023-2024学年九年级物理上册(教科版)

专题训练(二)　热学综合计算 物理 九年级上册 教科版 练闯考 小 100 5.04×105 4×107 乙 2.1×103 52 2.1×103 6.8×106 内 8.5 热传递 3.6×107 1.5×103 37.5 分类训练1　热值、比热容的计算 1．(安徽中考)沙漠地区昼夜温差大，主要原因是砂石的比热容较______。初温为20 ℃、质量为50 kg的砂石吸收3.6×106 J的热量后，温度升高到________℃。[砂石的比热容为0.9×103 J/(kg·℃)] 2．(通辽中考)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·℃)] 3．(自贡中考)在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均为1 kg的水和某种液体进行对比实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示。实验过程中，水和该种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出：______(选填“甲”或“乙”)物质是该种液体，该种液体的比热容为______________J/(kg·℃)。 4．(柳州中考)一杯0.2 kg、100 ℃的开水，置于桌面一段时间后温度降到30 ℃。已知水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，忽略开水蒸发时损失的质量。求： (1)这个过程中，开水放出了多少热量？ (2)这些热量相当于多少质量的酒精完全燃烧放出的热量？(酒精热值q＝3.0×107 J/kg) 解：(1)这个过程中，开水放出了的热量：Q放＝c水m(t0－t)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(100 ℃－30 ℃)＝5.88×104 J。 (2)不计热量损失，Q放＝Q吸＝5.88×104 J，由Q放＝mq得酒精的质量：m酒精＝ eq \f(Q放,q) ＝ eq \f(5.88×104 J,3.0×107 J/kg) ＝1.96×10－3 kg＝1.96 g。 分类训练2　热平衡(Q吸＝Q放)的计算 5．网上曾热销一种“55度杯”，如图为其模型图，假设此模型杯内胆中封存着300 g水，室温20 ℃，现向杯中倒入质量为200 g、温度为100 ℃的开水，摇一摇，热平衡后杯内水温迅速降至 ℃；将杯内水倒掉，再将200 g室温的某液体倒入该杯，摇一摇，这种液体温度可升至44 ℃，则这种液体的比热容为 J/(kg·℃)。[不计热损失，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 6．一个质量为250 g的钢刀，加热到560 ℃，然后在空气中自然冷却，室温为20 ℃，求： (1)这把钢刀在冷却过程中放出多少热量？ (2)若把这把钢刀放到30 ℃质量为0.5 kg的水中，水温可以升高到多少？[结果保留整数，假设钢刀在热传递过程中没有热量的损失，钢的比热容c钢＝0.46×103 J/(kg·℃)] 解：(1)钢刀放出的热量：Q放＝c钢m钢(t01－t1)＝0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃－20 ℃)＝6.21×104 J。 (2)把这把钢刀放到30 ℃质量为0.5 kg的水中，钢刀放出的热量： Q放2＝c钢m钢(t01－t)＝0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃－t)； 水吸收的热量：Q吸＝c水m水(t－t0水)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(t－30 ℃)； 因钢刀放出的热全部被水吸收，则有Q放2＝ Q吸，即0.46×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(560 ℃－t)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(t－30 ℃)， 解之得水温可以升高到的温度是：t≈58 ℃。 分类训练3　热机效率的计算 【思路点拨】 7．(鄂州中考)合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1 kg垃圾能“榨”出0.17 kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107 J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 J，燃烧时燃料油的化学能转化为 能；如果这些热量的42%被水吸收，则可以使 kg的水温度从20 ℃升高到100 ℃，这是通过 的方式改变水的内能。 8．(南京中考)某品牌汽车的总质量(含司机)为1.5 t，匀速直线行驶9 km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1 L，则1 L汽油完全燃烧放出的热量是 J，车所受牵引力是 N，汽车的工作效率是 %。(ρ汽油＝0.8×103 kg/m3，q汽油＝4.5×107 J/kg，g取10 N/kg) 9．(云南中考)小明家新买来一台容积为80 L的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40 L，“出水温度”设置为40 ℃后，开始加热。当水温达到40 ℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20 ℃，加热前天然气表的示数为130.06 m3，停止加热后变为129.96 m3。天然气的热值q天然气＝4.2×107 J/m3，水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，1 L＝10－3 m3。求： (1)水箱中水的质量。 (2)水箱中水吸收的热量。 (3)该热水器的热效率。 解：(1)把“进水量”设置为40 L，则水箱中水的体积：V＝40 L＝40 dm3＝4×10－2 m3， 由ρ＝ eq \f(m,V) 得水箱中水的质量：m＝ρV＝1×103 kg/m3×4×10－2 m3＝40 kg。 (2)由题意可得，水吸收的热量： Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃－20 ℃)＝3.36×106 J。 (3)使用天然气的体积：V气＝130.06 m3－129.96 m3＝0.1 m3，天然气完全燃烧释放的热量：Q放＝q天然气V气＝4.2×107 J/m3×0.1 m3＝4.2×106 J；该热水器的热效率：η＝ eq \f(Q吸,Q放) ×100%＝ eq \f(3.36×106 J,4.2×106 J) ×100%＝80%。 10．五一期间，小明爸爸利用家中汽车进行了自驾旅游，小汽车以120 km/h速度行驶了2 h，从油量指示表上估计出消耗汽油约16 L。汽油密度ρ＝0.75×103 kg/m3，汽油热值q＝4.5×107 J/kg。小明从物理书上了解到汽油机的效率约为30%。求： (1)16 L汽油完全燃烧放出的热量。 (2)汽车发动机输出的有用功。 (3)汽车匀速行驶过程中所受的阻力。 解：(1)消耗的汽油体积：V＝16 dm3＝1.6×10－2 m3；由ρ＝ eq \f(m,V) 可得汽油质量：m＝ρV＝0.75×103 kg/m3×1.6×10－2 m3＝12 kg；汽油完全燃烧所释放的热量：Q放＝mq＝12 kg×4.5×107 J/kg＝5.4×108 J。 (2)发动机的效率为30%，由η＝ eq \f(W有,Q放) ×100%可得发动机输出的有用功：W有＝ηQ放＝30%×5.4×108 J＝1.62×108 J。 (3)汽车行驶的路程：s＝vt＝120 km/h×2 h＝240 km＝2.4×105 m；由W＝Fs可知汽车所受牵引力：F＝ eq \f(W有,s) ＝ eq \f(1.62×108 J,2.4×105 m) ＝675 N；因汽车匀速行驶，所以汽车所受的阻力：f＝F＝675 N。 $$