小专题培优 2 热量、热效率相关计算-【众相原创】2025-2026学年新教材九年级全一册物理分层练分层作业本同步课件(沪粤版2024 广西专版)

物 理 2025秋广西 1 九上　第十二章　内能与热机 小专题培优 2　热量、热效率相关计算 1.8.4×1010 大于 2.见内文 3.见内文 4.20 20 5.见内文 6.见内文 类型1　热量相关计算 1. 某人工湖湖水的质量为1.0×107 kg，水温升高2 ℃，则湖水吸收的热 量为 J；若这些热量被同等质量的砂石吸收，则砂石升高 的温度 (选填“大于”“小于”或“等于”)2 ℃。[c水＝4.2× 103 J/(kg·℃)，c砂石＝0.92×103 J/(kg·℃)] 8.4×1010　 大于　 2. 地热资源可以用于温泉浴，若某浴池内有4×104 kg、初温为95 ℃的 水，当水温降到45 ℃时就可供人们洗浴。 (1)水放出的热量是多少？[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)] 解：(1)水放出的热量： Q放水＝c水m水(t0－t)＝4.2×103 J/(kg·℃)×4×104 kg×(95 ℃－45 ℃)＝ 8.4×109 J； (2)水放出的这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭放出的热量？ (q焦炭＝3.0×107 J/kg) 解：(2)由题意知，焦炭完全燃烧放出的热量： Q放焦炭＝Q放水＝8.4×109 J， 由Q放＝mq得，完全燃烧焦炭的质量： m焦炭＝＝＝280 kg。 3. 合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下，1 t生 活垃圾能“榨”出140 kg 燃料油，该燃料油的热值为4.0×107 J/kg，若某 城镇每天产生30 t生活垃圾。求： (1)这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧能释放出多少热量？ 解：(1)某城镇每天产生30 t生活垃圾，1 t生活垃圾能“榨”出140 kg燃料 油，所以共“榨”出燃料油的质量m＝30×140 kg＝4 200 kg， 这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量：Q放＝mq油＝4 200 kg×4.0×107 J/kg＝1.68×1011 J； (2)这些热量相当于完全燃烧多少质量的煤？(煤的热值约为3×107 J/kg) 解：(2)由Q放＝mq可得，要放出1.68×1011 J的热量需要完全燃烧煤 的质量： m煤＝＝＝5 600 kg； (3)在一个标准大气压下，这些热量的30％被500 t初始温度为30 ℃的水吸 收，则水温能升高多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 解：(3)由η＝×100％可得，水吸收的热量： Q吸＝Q放η＝1.68×1011 J×30％＝5.04×1010 J， 由公式Q＝cmΔt得，质量为500 t的水吸收5.04×1010 J的热量时升高的 温度：Δt＝＝＝24 ℃。 类型2　热(机)效率相关计算 4. 若某汽车发动机飞轮的转速为2 400 r/min，在1 s内，汽油机做功 ⁠ 次；若车所受牵引力为720 N，匀速直线行驶1×104 m，完全燃烧汽油 0.8 kg，该发动机的工作效率是 ％。 (q汽油＝4.5×107 J/kg) 20　 20　 5. “可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力。 (1)用“可燃冰”烧水，0.1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为多少焦 耳？(假设“可燃冰”的热值q＝4.2×107 J/kg) 解：(1)完全燃烧0.1 kg “可燃冰”放出的热量： Q放＝m可燃冰q＝0.1 kg×4.2×107 J/kg＝4.2×106 J； (2)若加热效率仅为50％，则被水吸收的热量共有多少焦耳？ 解：(2)已知η＝50％，Q放＝4.2×106 J， 由η＝×100％可得，水吸收的热量： Q吸＝η×Q放＝50％×4.2×106 J＝2.1×106 J； (3)这么多热量通常情况下，可以使50 kg的水从20 ℃ 升高到多少摄氏度？ [c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 解：(3)由Q吸＝cmΔt可得： 水升高的温度： Δt＝＝＝10 ℃， 则水的末温：t＝t0＋Δt＝20 ℃＋10 ℃＝30 ℃。 6. 易错 中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国 综合国力和创新能力提升的重要标志，目前运载火箭一般使用液体氢作为 燃料，液态氧作为助燃剂，液态氢的热值为1.4×108 J/kg。 (1)某火箭发射时携带6×104 kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量 是多少焦耳？ 解：(1)这些燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝m氢q氢＝6×104 kg×1.4× 108 J/kg＝8.4×1012 J； 解：(2)水吸收的热量： Q吸＝ηQ放＝20％×8.4×1012 J＝1.68×1012 J， 水升高的温度： Δt＝＝＝80 ℃， 水的末温：t＝t0＋Δt＝30 ℃＋80 ℃＝110 ℃＞100 ℃， 在标准大气压下，水在100 ℃沸腾，吸热但温度不再升高，所以水被加热 到了100 ℃； (2)若第(1)问放出的热量只有20％被水吸收，能将5×106 kg、初温为30 ℃ 的水加热至多少摄氏度？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，已知当地大气压为1标 准大气压] (3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧，某次测试 中，一辆氢能源车以70 kW的功率匀速行驶20 min，消耗了1.5 kg燃料，求 该发动机的效率。 解：(3)该发动机做的有用功：W＝Pt＝70×103 W×20×60 s＝ 8.4×107 J， 1.5 kg燃料完全燃烧放出的热量：Q放'＝m氢'q氢＝1.5 kg×1.4× 108 J/kg＝2.1×108 J， 该发动机的效率：η'＝×100％＝×100％＝40％。 16 $$