专题二 热量的综合计算及温度、内能和热量“白气”的辨析 --2024-2025学年沪科版物理九年级上学期

专题二 热量的综合计算及温度、内能和热量“白气”的辨析 类型一 一般的吸、放热问题 1.实验测得1 kg某物质温度随时间变化的图像如图。已知该物质在固态下的比热容为2.1×103 J/（kg•℃），设物质在单位时间内吸收热量不变，则在最初2 min内它吸收的热量为 J，熔化过程中吸收的热量是 J，该物质处于固态时和处于液态时的比热容之比是 。 2.一般来说，饮用牛奶的温度应该在30 ~45 ℃之间。小红用天然气灶加热400 g牛奶，使牛奶的温度由20 ℃升高到40 ℃[已知c牛奶=2.5×103 J/（kg•℃），天然气的热值为4×107 J/m3]。求： （1）此次加热，牛奶吸收的热量。 （2）若天然气完全燃烧放出的热量全部被牛奶吸收，在这次加热过程中小红至少要用天然气多少立方米？ 3.氢内燃汽车是以内燃机燃烧氢气及空气中的氧气产生动力。如图所示的氢能源公交车属于氢内燃汽车，目前在我国多地投入使用。氢具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪的理想能源。已知q氢=1.4×108 J/kg，通过计算回答： （1）质量为5 kg的氢完全燃烧放出的热量是多少？ （2）如果这5 kg的氢完全燃烧放出的热量全部用于驱动车辆行驶，能使一辆氢能源公交车以140 kW的恒定功率匀速行驶多长时间？ 类型二 热效率的计算 4.汽油因热值高常作为内燃机的燃料，已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，完全燃烧50 g汽油所释放的热量是 J，若发动机获得的机械能是9.2×105 J，该发动机的效率是 %。若在使用中汽油不完全燃烧，则它的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。若水箱中有质量5 kg、初温20 ℃的水，一段时间后水吸收了8.4×105 J的热量，则此时水温变为 ℃。[c水=4.2×103 J/（kg•℃）] 5.某品牌的柴油车出厂前的性能测试部分数据如下：该车在1600 N的牵引力驱动下，沿平直路面以20 m/s的速度匀速行驶4.3 km，消耗了0.5 L柴油。（ρ柴=0.8×103 kg/m3，q柴油=4.3×107 J/kg）求在此次路测过程中： （1）消耗柴油的质量及这些柴油完全燃烧放出的热量。 （2）牵引力做功的功率。 （3）该柴油车发动机的效率。 6.混合动力汽车具有节能、低排放等优点，某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电。该车在某次高速行驶测试中，蓄电池已储存电能5.12×108 J，汽车以50 km/h的速度匀速行驶了0.5 h，消耗了8 kg燃料，同时蓄电池的电能又增加了10 %，车速与所受阻力的关系如图所示。（燃料的热值q=4.5×107 J/kg）请你计算： （1）测试过程中，消耗的8 kg燃料完全燃烧放出的热量。 （2）测试过程中汽车牵引力做的功。 （3）在该次测试中内燃机的效率。 7.关于温度、内能和热量，下列说法中正确的是（　　） A．物体的温度不变，内能可能变小 B．物体的温度越高，所含的热量越多 C．物体的内能大，温度一定高 D．物体的温度为零，其内能一定为零 8.关于温度、热量、内能，下列说法中正确的是（　　） A．物体温度降低，它一定放出热量 B．物体吸收了热量，内能一定增加，但温度不一定升高 C．物体内能增加，它一定吸收了热量 D．物体的内能减少，温度一定降低 9.关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．物体的内能越大，所含热量越多 B．内能相同的物体接触时不发生热传递 C．温度相同的物体接触时会发生热传递 D．内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体 10.关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法错误的是（　　） A．物体吸收热量，温度有可能保持不变 B．一个正方体铜块温度升高，它的内能一定增加 C．物体温度升高，有可能是因为从外界吸收了热量 D．一个物体内能减少，一定是因为对外放出了热量 11.我们可以在不同的环境中看到“白气”，下列说法中正确的是（　　） A．文艺演出时舞台上经常释放“白气”，这是干冰在常温下的液化现象 B．打开盖子的保温瓶口处会出现“白气”，这是瓶口处水蒸气的液化现象 C．冬天，用开水泡方便面时碗里冒“白气”，这是碗里的热水汽化形成的 D．夏天，冰棒周围时常会出现“白气”，这是冰棒的升华现象 12.水烧开后，壶嘴上方有大量“白气”冒出。下列现象与上述“白气”成因相同的是（　　） A．吃冰棒时常出现冰棒粘舌头的现象 B．太阳出来，河面上的雾气消失了 C．放置在冰箱里的蔬菜、水果容易变蔫 D．冬天，在室外佩戴口罩，眼镜片上会出现雾 13.冬天，人说话时，可以看到口里不断有“白气”呼出，呼出的“白气”是由于人呼出的气体中的水蒸气 （填物态变化名称）而产生的；夏天，打开冰箱时，也可以看到从冰箱里冲出“白气”，其产生的原因是，冰箱 （选填“里面”或“外面”）的水蒸气发生了液化。 参考答案 1.8.4×104 3.36×105 1∶2 2.解：（1）牛奶吸收的热量Q吸=c牛奶m牛奶（t-t0）=2.5×103 J/（kg•℃）×400×10-3 kg×（40 ℃-20 ℃）=2×104 J。 （2）由题意知，天然气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=2×104 J， 由Q放=Vq可得，需要消耗天然气的体积V===5 ×10-4m3。 3.解：（1）5 kg氢燃料完全燃烧放出的热量Q放=mq氢=5 kg×1.4×108 J/kg=7×108 J。 （2）燃烧0.5 kg的氢燃料，公交车所做的功W=Q放=7×108 J， 公交车行驶的时间t＝＝＝5 000 s。 4.2.3×106 40 不变 60 5.解：（1）消耗柴油的质量m柴油=ρ柴V=0.8×103 kg/m3×0.5×10-3 m3=0.4 kg。 （2）牵引力功率P=＝=Fv=1 600 N×20 m/s=3.2×104 W。 （3）有用功W有=Fs=1 600 N×4.3×103m=6.88×106 J， 完全燃烧0.4 kg柴油放出的热量Q放=m柴油q柴油=0.4 kg×4.3×107 J/kg=1.72×107 J， 柴油车效率η=×100%＝×100%=40%。 6.解：（1）燃料完全燃烧放出的热量Q放=mq燃料=8 kg×4.5×107 J/kg=3.6×108 J。 （2）汽车以50 km/h的速度匀速行驶了0.5 h，则汽车行驶的路程 s=vt=50 km/h×0.5 h=25 km=2.5×104m， 由图像可知，当汽车速度达到50 km/h时，汽车受到的阻力是f=4 000 N， 因为汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，牵引力和阻力是一对平衡力，所以牵引力F=f=4 000 N，汽车牵引力做的功W=Fs=4 000 N×2.5×104 m=1×108J。 （3）蓄电池增加的电能E=5.12×108 J×10 %=5.12×107 J， 有效利用的能量等于汽车牵引力做的功与转化成电能的能量之和，即 W有=W+E=1×108 J+5.12×107 J=1.512×108 J， 在该次测试中内燃机的效率η=×100%=×100%=42%。 7.A 8B 9.D 10.D 11.B 12.D 13.液化 外面 学科网（北京）股份有限公司 $$