12.3 第2课时 热量的计算-【通成学典】2025年新教材八年级物理暑期升级训练（沪粤版2024）

67 第2课时 热量的计算 1. 比热容是物质的一种 ,每种物质都 有它的比热容。 2. 温 度 升 高 时,物 质 吸 收 的 热 量 Q吸 = ;温度降低时,物质放出的热量 Q放= 。两个公式合并为一个公 式: ,其中 表示物质温度 的变化。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 典例1 水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),用 如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水,水 吸收的热量约为 ( ) 典例1图 A. 6×104J B. 6×105J C. 6×106J D. 6×107J 根据生活常识,估算出水壶的容量、常温 时水的温度。根据密度公式计算出水的质量, 然后运用公式Q=cm(t2-t1)计算出水烧开所 需要吸收的热量。根据计算结果选择最接近的 答案。 典例2 用相同的电加热器分别对质量为0.2kg 的水和0.3kg的另一种液体进行加热,得到 的实验数据如图所示,则水在16min内吸收 的热量为 J,另一种液体的比热容为 J/(kg·℃)。 典例2图 知道水的质量、水的比热容,由图像得出 水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm(t- t0)求水吸收的热量;利用相同的电加热器加 热,相同时间内液体吸收的热量相同,可求另一 种液体在8min内吸收的热量,由图像得出另一 种液体8min内的初温和末温,知道另一种液体 的质量,列出关系式,求出该液体的比热容。 典例3 为保障全校师生饮水安全,学校安装了 热效率达到80%的现代化高效节能锅炉,每天 可以提供1.0×103kg开水,已知水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃),优质煤的热值为3.0× 107J/kg,则: (1) 1.0×103kg的水温度从20℃升高到 100℃,至少需要吸收多少焦耳热量? (2) 每天至少需要完全燃烧多少千克优质煤? (1) 已知水的比热容、质量和温度变化,可 利用 公 式 Q吸 =cmΔt 计 算 水 吸 收 的 热 量。 (2) 已知水吸收的热量及锅炉的热效率,利用 η= Q吸 Q放×100% 可以得到煤完全燃烧放出的热 量;已知煤的热值和完全燃烧放出的热量,利用 公式Q放=mq求需要完全燃烧的煤的质量。 解答: 解有所悟:运用公式Q吸=cmΔt和公式Q放=mq 计算时,注意质量的单位必须是千克,如果已知条 件的质量单位不是千克时,将其换算成千克;对公 式Q吸=cmΔt还要注意温度是升高、升高了,还是 升高到。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 3预学储备 拍 照 批 改 68 1. 冬季,某供热系统中有10kg的水,当水温度 降低1℃时,可给房间供热[已知c水=4.2× 103J/(kg·℃)] ( ) A. 4.2×102J B. 4.2×103J C. 4.2×104J D. 以上都不对 2. (大同期中)用相同规格的电加热器分别对 质量相等的甲和乙两种液体加热(不计热量 损失),如图是液体甲和乙的温度随时间变 化的关系图像。下列说法正确的是 ( ) 第2题 A. 甲的比热容与乙的比 热容之比为2∶3 B. 甲的比热容与乙的比 热容之比为1∶2 C. 甲和乙都加热10min, 甲吸收的热量比乙吸收的热量多 D. 甲和乙升高相同温度,乙吸收的热量较少 3. 在1个标准大气压下,在不计热量损失的情 况下,完全燃烧热值约为1.26×107J/kg的 干木柴1kg,能使40kg、30℃的水温度升 高到 ( ) A. 105℃ B. 100℃ C. 90℃ D. 无法确定 4. 质量为2kg的水温度从20℃升高到30℃吸 收的热量是 J。一瓶质量为0.5kg 的酒精温度从50℃降低到30℃放出的热量 是 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃), c酒精=2.4×103J/(kg·℃)] 5. 小王同学用他家的天然气将体积为2L、初 温为20℃的水加热到100℃,水吸收的热量 是 J;若此过程的热效率为40%,则 消耗天然气的体积为 m3。[水的密 度为1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2× 103J/(kg·℃),天 然 气 的 热 值 取4.0× 107J/m3] 6. 周末,小明用热水为家人热盒装牛奶,他把3盒 牛奶放入装有温度是90℃、质量是2kg热 水的盆中,经过一段时间,牛奶的温度都从 10℃变成了45℃,这段时间内每盒牛奶从 水中吸收了 J的热量;若盆中热水对 牛奶加热的效率是50%,则此时盆中水的温度 是 ℃。已知:每盒牛奶的质量是 0.25kg,牛奶的比热容取4.0×103J/(kg·℃), 水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。 答案讲解 7. 在探究不同物质吸热升温的现象实 验中,小明用等质量的水和另一种 物质进行对比,绘制了如图所示的 图像。分析图像可以得出图线 (选 填“a”或“b”)对应的物质为水。另一种物质 在0~5min内温度升高了 ℃,它的 比热容为 J/(kg·℃)。 第7题 8. 一个质量为42g的烧红的铁钉,温度为600℃, 若它的温度降低到100℃,释放的热量为多少? 若这些热量全部用于加热100g温度为30℃的 水,则1个标准大气压下的水温将升高到多少? [已知铁的比热容为0.46×103J/(kg·℃), 水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪粤版)八年级 22 250kJ 10min=500kJ ,总运动消 耗 能 量:600kJ+ 1500kJ+500kJ=2600kJ;总需摄入能量为 6500kJ+2600kJ=9100kJ。(2) 晚餐能量计 算:蛋白质:10g×18kJ/g=180kJ,脂肪:20g× 38kJ/g=760kJ,碳水化合物:50g×15kJ/g= 750kJ,总 能 量:180kJ+760kJ+750kJ= 1690kJ;晚 餐 能 量 占 比:1690kJ9100kJ×100% ≈ 18.6%,不能达到他这一天所需总能量的30%; 营养物质供能比例:蛋白质供能比例:180kJ 1690kJ× 100% ≈10.7%,脂 肪 供 能 比 例:760kJ1690kJ× 100%≈45.0%,碳水化合物供能比例:750kJ1690kJ× 100%≈44.4%,与推荐比例(蛋白质20%、脂肪 25%、碳水化合物55%)对比:脂肪供能比例过高 (45.0%>25%),故不合理,脂肪摄入过多了。 12.3 物质的比热容 第1课时 比 热 容 知识梳理 1. 不相等 比热容 2. 1kg 1℃ c J/(kg·℃) 3. 大 典例演练 典例1 (1) 相等 (2) 62 (3) 水 (4) 小 典例2 D 典例3 D 预学训练 1. D 2. D 3. D 4. 大 不变 热传递 5. (1) 质量 (2) 使沙子和水受热均匀 (3) 52 (4) 错误 (5) 小于 解析:(4) 实验中 用相同的酒精灯加热,加热相同的时间,水和沙子 吸收的热量相同;有同学认为此过程中沙子吸收 的热量比水吸收的热量多,该观点是错误的。 (5) 根据表格中的数据可知,质量相同的水和沙 子,加热相同的时间,吸收相同的热量,水的温度 升高得慢,则水的吸热能力强,水的比热容大,沙 子的比热容小于水的比热容。 第2课时 热量的计算 知识梳理 1. 属性 2. cm(t2-t1) cm(t1-t2) Q=cmΔt Δt 典例演练 典例1 B 典例2 2.52×104 1.4×103 解析:由图知,水 在16min内吸收的热量Q吸水=c水m(t-t0)= 4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg× (40 ℃ - 10℃)=2.52×104J;另一种液体加热8min,吸 收的热量Q吸'=12×2.52×10 4J=1.26×104J; 由Q吸'=c液m液(t液-t0')得1.26×104J=c液× 0.3kg×(50℃-20℃),解 得c液 =1.4× 103J/(kg·℃)。 典例3 (1) 3.36×108J (2) 14kg 预学训练 1. C 2. B 3. B 解析:干木柴完全燃烧放出的热量Q放= mq=1kg×1.26×107J/kg=1.26×107J,在不 计热量损失的情况下,水吸收的热量Q吸=Q放= 1.26×107J,由Q=cmΔt可知,水升高的温度 Δt = Q吸 cm水 = 1.26×107J 4.2×103J/(kg·℃)×40kg = 75℃,75℃+30℃=105℃,在1个标准大气压 下,水温达到100℃后沸腾,吸热,温度不再升高, 故水温只能升高到100℃。 4. 84000 24000 5. 6.72×105 0.042 6. 3.5×104 65 解析:1盒牛奶吸收的热量 Q吸=c牛奶m牛奶Δt牛奶=4.0×103J/(kg·℃)× 0.25kg×(45℃-10℃)=3.5×104J。3盒牛奶 吸收的热量Q吸'=3×3.5×104J=1.05×105J, 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 23 水放出的热量Q放= Q吸' η =1.05×10 5J 50% =2.1× 105J,水 的 温 度 降 低 值 Δt水 = Q放 c水m水 = 2.1×105J 4.2×103J/(kg·℃)×2kg =25℃,水的末温 t水=t0水-Δt水=90℃-25℃=65℃。 7. b 40 2.1×103 8. 铁钉放出的热量Q放=c铁m铁(t0-t)=0.46× 103J/(kg·℃)×42×10-3kg×(600℃- 100℃)=9660J;这些热量全部用于加热水,故 Q吸=Q放,加 热 水 时,水 升 高 的 温 度 Δt水 = Q吸 c水m水 = 9660J 4.2×103J/(kg·℃)×100×10-3kg = 23℃,所以水温升高到t'=t0'+Δt水=30℃+ 23℃=53℃ 12.4 热机与社会发展 知识梳理 1. 化学 内 内 机械 2. 冲程 吸气 压缩 做功 排气 做功 惯性 3. 用来做有用功的能量 燃料完全燃烧时放出 的能量 W有用 Q放 ×100% 4. 废气 噪声(合理即可) 典例演练 典例1 B 典例2 D 典例3 B 典例4 (1) 由二力平衡的条件可知汽车的牵引 力F=f=1200N,牵引力做的功 W=Fs= 1200N×3×103m=3.6×106J (2) 这些汽油 完全燃烧放出的热量Q放=qm=4.6×107J/kg× 0.3kg=1.38×107J (3) 发动机的效率η= W Q放×100%= 3.6×106J 1.38×107J×100% ≈26.1% 预学训练 1. A 2. D 3. A 4. A 5. C 6. C 7. D 解析:已知热机效率公式η= W有用 Q总 × 100%,那么Q总= W有用 η ;两台汽油机使用相同的 汽油,设汽油的热值为q,已知Q总=mq,所以 m= Q总 q ,那么甲、乙两台汽油机在相同时间内消 耗的 汽 油 质 量 之 比 为 m甲 m乙 = Q甲总 q Q乙总 q = Q甲总 Q乙总 = W甲有用 η甲 W乙有用 η乙 = W甲有用 W乙有用× η乙 η甲 =32× 20% 25%= 6 5 。 8. ① 噪声 ② 废气 9. 做功 热传递 8.4× 103 10. 增加 做功 11. 内 机械 30% 12. (1) 消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=1800kg×4×107J/kg=7.2×1010J (2) 发动机所做的功W=Fs=4.8×105N×60× 103m=2.88×1010J;飞机发动机的效率η= W Q放×100%= 2.88×1010J 7.2×1010J×100%=40% 第十二章预学检测 一、 1. D 2. D 3. C 4. A 5. D 6. B 7. B 8. C 9. C 10. A 解析:燃气完全燃烧放出的热量Q放= Vq=0.02m3×4.2×107J/m3=8.4×105J,故① 正确;4kg水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2× 103J/(kg·℃)×4kg×5℃=8.4×104J,故② 错误;同种物质在状态不变时,比热容不变,故③ 正确;由之前分析可得,热效率η= Q吸 Q放×100%= 8.4×104J 8.4×105J×100%=10% ,由题知,Q吸'=ηQ放= 10%×8.4×105J=8.4×104J,由 Q吸'= c水m'Δt'得,水 升 高 的 温 度 Δt'= Q吸' c水m' = 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈