第十四章 专题训练二 热学综合计算（作业课件）-【四清导航】2023-2024学年九年级物理上册（人教版 河南专用）

物理 九年级上册 人教版 四清导航 专题训练二　热学综合计算 第十四章　内能的利用 类型一　利用比热容、热值计算热量 1．沙漠地区昼夜温差大，主要原因是沙石的比热容较小。初温为20 ℃、质量为50 kg的沙石吸收3.6×106 J的热量后，温度升高到____ ℃。[沙石的比热容为0.9×103 J/(kg·℃)] 2．质量为50 kg的水温度从20 ℃升高到50 ℃吸收的热量是 _______ J，这些热量如果完全由煤气燃烧来提供，至少需要 _____ kg的煤气。[水的比热容为4.2×103 J/( kg·℃)，煤气的热值为4.2×107 J/kg] 100 6.3×106 0.15 3．某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一个脸盆装6 kg的水，水的表面积为0.1 m2，经过太阳光垂直照射30 min，水温升高了10 ℃。求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (1)实验时，6 kg的水30 min内吸收了多少热量？ (2)平均每分钟1 m2水面吸收的热量是多少？ (3)若用加热的方式使相同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少立方米的液化气？(假设液化气完全燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是5.0×107 J/m3) 类型二　热平衡方程(Q吸＝Q放)的应用 4．质量为100 g的铁块，放在炉子上加热相当长的时间后取出立即投入质量为250 g、温度为20 ℃的水中，水的温度最后升高到60 ℃(此过程中不计热损失)，则炉子的温度为 ______ ℃。[c铁＝0.46×103 J/(kg·℃)，结果保留整数] 973 5．(周口期中)吃早饭的时候，妈妈用热水给小青加热质量为250 g的一袋牛奶。为了使这袋牛奶的温度由10 ℃升高到50 ℃，妈妈用60 ℃的热水给牛奶加热。水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，牛奶的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)。问： (1)在加热过程中牛奶吸收了多少热量？ (2)不计热量损失，至少要用多少千克的热水？ 类型三　热效率的有关计算 6．(辉县二模)为了减少大气污染，可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤，完全燃烧5 kg秸秆煤放出的热量是__________________J，若放出的热量有40%被水吸收，可使_______kg的水温度升高80 ℃。[已知q秸秆煤＝2.1×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 1.05×108 125 7．某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200 kg燃料油，并用这些燃料油加热体积为30 m3的水用来供暖，可使水温升高60 ℃，供暖炉的加热效率为84%，则提炼出的燃料油的热值为 __________ J/kg。[c水＝4.2×103 J/( kg·℃)] 4.5×107 8．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20 ℃、质量为100 g的水，在标准大气压下加热至沸腾。假如完全燃烧酒精3 g，求：[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，酒精的热值为3.0×107 J/kg] (1)水吸收的热量是多少？ (2)此过程中酒精灯烧水的热效率。(结果精确到0.1%) (3)科学研究表明：1 g、100 ℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103 J的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5 g，此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。 类型四　力、热综合计算 9．(安阳期中)如图所示，雾炮车(又称多功能抑尘车)是利用高压原理，喷出的水雾颗粒格外细小，它的大小甚至可以达到微米级，可用于除尘和消毒。在一次消毒作业中，雾炮车沿水平地面匀速行驶10 km到达作业区域，消耗燃油1.2 kg，行驶过程中受到的牵引力恒为1 620 N，若燃油的热值为4.5×107 J/kg，求雾炮车在该过程中： (1)牵引力做的功。 (2)1.2 kg的燃油完全燃烧放出的热量。 (3)发动机的热机效率。 10．在唐河万亩森林公园建设中，推土机发挥着巨大作用。如图所示为某型号履带式推土机，额定功率为200 kW。请回答并计算： (1)推土机的“心脏”是柴油机，柴油机工作过程中_______冲程将内能转化为机械能；推土机安装履带，是为了在松软的土地上作业时____________；当推土机在湿滑的土地上作业时，履带上凸出的棱则起到_____________的作用。 (2)当推土机在平直场地上以额定功率进行推土作业时，在1 min内匀速前进了120 m，求推土机受到的阻力。 (3)若推土机发动机的效率为40%，工作一段时间消耗柴油50 L，求此过程中推土机做的功。(已知柴油的密度为0.8×103 kg/m3，热值为4.0×107 J/kg) 做功 减小压强 增大摩擦 解：(1)Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×6 kg×10 ℃＝2.52×105 J。 (2)6 kg、0.1 m2的水面1 min吸收的热量：Q1＝ eq \f(Q吸,30) ＝ eq \f(2.52×105 J,30) ＝8 400 J，平均每分钟1 m2的水面吸收的热量：Q吸′＝Q1×10＝8 400 J×10＝8.4×104 J。 (3)由题意知，Q放＝Q吸＝2.52×105 J，则需要燃烧液化气的体积：V＝ eq \f(Q放,q) ＝ eq \f(2.52×105 J,5.0×107 J/m3) ＝5.04×10－3 m3。 解：(1)牛奶吸收的热量：Q吸＝c1m1(t－t01)＝2.1×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(50 ℃－10 ℃)＝2.1×104 J。 (2)热水由60 ℃降低到50 ℃放出的热量：Q放＝c水m2(t02－t)，由题知，Q放＝Q吸＝2.1×104 J，所以至少需要热水的质量： m2＝ eq \f(Q放,c水（t02－t）) ＝ eq \f(2.1×104 J,4.2×103 J/（kg·℃）×（60 ℃－50 ℃）) ＝0．5 kg。 解：(1)将水加热至100 ℃，水吸收的热量：Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×104 J。 (2)3 g酒精完全燃烧释放的热量：Q放＝mq＝3×10－3 kg×3.0×107 J/kg＝9×104 J；酒精灯烧水的热效率：η＝ eq \f(Q吸,Q放) ＝ eq \f(3.36×104 J,9×104 J) ≈37.3%。 (3)1 g、100 ℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103 J的热量，则5 g、100 ℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量：Q＝5 g×2.26×103 J/g＝1.13×104 J。 解：(1)牵引力做的功：W＝Fs＝1 620 N×10 000 m＝1.62×107 J。 (2)1.2 kg的燃油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝1.2 kg×4.5×107 J/kg＝5.4×107 J。 (3)发动机的热机效率：η＝ eq \f(W,Q放) ＝ eq \f(1.62×107 J,5.4×107 J) ＝30%。 解：(2)当推土机以额定功率进行推土作业时，所做的功：W＝Pt＝2×105 W×60 s＝1.2×107 J。由功的公式W＝Fs得推土机的牵引力：F＝ eq \f(W,s) ＝ eq \f(1.2×107 J,120 m) ＝1×105 N，又因为在平直的场地上匀速前进，所示推土机受到的阻力：f＝F＝1×105 N。 (3)消耗的柴油质量：m＝ρV＝0.8×103 kg/m3×50×10－3 m3＝40 kg，柴油放出的热量：Q＝mq＝40 kg×4.0×107 J/kg＝1.6×109 J，由发动机效率公式η＝ eq \f(W,Q) 得推土机做功：W＝Qη＝1.6×109 J×40%＝6.4×108 J。 $$