内容正文:
第十三章 内能与热机
专题一 热量的综合计算
类型一 公式应用型
题组一 Q吸、Q放公式的直接应用
1.某太阳能热水器中装有质量为50 kg的水,在阳光的照射下,该热水器中水的温度从25 ℃升高到45 ℃.这些水吸收的热量是 .
[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
解析:这些水吸收的热量Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg· ℃)×50 kg×
(45 ℃-25 ℃)=4.2×106J.
4.2×106J
第十三章 内能与热机
2.一个热水袋内装有1 kg的水,水温从90 ℃降低20 ℃,它放出的热量
为 .[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
解析:由题意知Δt=20 ℃,
放出的热量Q放=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1 kg×20 ℃=8.4×104J.
8.4×104J
3.在标准大气压下,一杯水由80 ℃降至20 ℃的过程中放出Q1的热量,倒掉一半后对其加热,在吸收了Q2的热量后,温度升高了50 ℃,则 Q1∶Q2为( )
A.2∶1 B.5∶9 C.12∶5 D.4∶1
C
解析:由题意可知,两种情况下水的状态不变,所以比热容相等,质量之比为2∶1.Q1=cm1(80 ℃-20 ℃)=cm1·60 ℃;Q2=cm2Δt=cm2·50 ℃;
=
=
×
=
.
第十三章 内能与热机
题组二 Q吸、Q放变形公式的应用
4.质量为2 kg的某种物质,吸收8.4×104J的热量,温度升高20 ℃,它的比热容为 J/( kg·℃).
2.1×103
质量为10 kg的水,吸收4.2×105 J的热量,温度从20 ℃升高到 ℃.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
5.(2014泰安)
30
解析:根据吸收热量公式Q=cmΔt知该物质的比热容c=
=
QUOTE =2.1×103 J.
解析:水升高的温度Δt=
QUOTE
=10 ℃,
=
水的末温t2=t1+Δt=20 ℃+10 ℃=30 ℃.
第十三章 内能与热机
类型二 能量转移型
6.把质量为500 g,温度为40 ℃的铝块加热到100 ℃,铝块吸收了多少热量?如果这些热量用来给水加热,能使多少20 ℃的水升高到40 ℃?[c铝=0.88×103J/(kg·℃)]
答案:2.64×104J 0.31 kg
解析:铝块吸收的热量Q铝吸=c1m1(t2-t1)
=0.88×103J/(kg·℃)×0.5 kg×(100 ℃-40 ℃)=2.64×104J;
由题知,水吸收的热量Q水吸=Q铝吸=2.64×104J,
则水的质量m2=
QUOTE
QUOTE =
≈0.31 kg.
第十三章 内能与热机
7.为了测量某种液体的比热容,把质量为100 g的铜块从沸腾的水中取出(标准大气压下),迅速投入质量为100 g,温度为10 ℃的待测液体中,混合后的共同温度是25 ℃.若不计热量损失,求这种液体的比热容为多少?[铜的比热容c=0.4×103J/(kg·℃)]
答案:2×103J/(kg·℃)
解析:铜块放出的热量Q放=c铜m铜Δt铜=0.4×103J/(kg· ℃)×0.1 kg×(100 ℃-25 ℃)=3 000 J;若不计热量损失,液体吸收的热量等于铜块放出的热量,即Q吸=Q放=3 000 J,液体的比热容c液=
QUOTE =
QUOTE =2×103J/(kg· ℃).
第十三章 内能与热机
类型三 能量转化型
8.太阳能是一种清洁能源.某太阳能热水器每天能使 500 kg的水温度升高30 ℃,那么这些水吸收的热量为 J,这些热量相当于完全燃烧 m3的天然气放出的热量.(天然气的热值取4×107J/m3,水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃))
6.3×107
1.575
解析:太阳能热水器中500 kg的水温度升高30 ℃吸收的热量应用公式Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×500 kg×30 ℃=6.3×107 J;天然气完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量,即Q放=Q吸=6.3×107 J,天然气的体积V=
QUOTE
=1.575 m3.
QUOTE =
第十三章 内能与热机
9.如图所示的太阳能热水器,它的水箱容量为120 L,热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%,在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1 400 W.如果将整箱水的温度从20 ℃加热到70 ℃,需要阳光照射5 h,那么:
(1)一箱水需要吸收的热量是多少?
(2)热水器上集热器的面积至少要多大?[水的比热容
是4.2×10