核心素养专题一 热量的综合计算 课件-2025-2026学年物理人教版九年级全一册

类型一　比热容与热值的计算 核心素养专题一 热量的综合计算 1.(2024哈尔滨改编)完全燃烧0.1 m3的天然气放出的热量是　 　J; 若这些热量的20%被4 kg的某液体吸收,使其温度升高50 ℃,则该液体的比热容是　 　J/(kg·℃)。(q天然气取4.0×107 J/m3)  4×106 4×103 2.钢球的质量为10 g,将它放在炉子里烧足够长时间,取出后立即放入 50 g温度为10 ℃的水中,水温升高到 25 ℃,求炉子里的温度。[c水= 4.2×103 J/(kg·℃),c钢=0.46×103 J/(kg·℃),不计热损失] 解析:m水=50 g=0.05 kg,m钢=10 g=0.01 kg, 钢球和水发生热传递,钢球放出的热量等于水吸收的热量,设炉子里的温度为t,即钢球初温为t。水吸收的热量Q吸=c水m水(t末-t水初)=4.2× 103 J/(kg·℃)×0.05 kg×(25 ℃-10 ℃)=3 150 J, 钢球放出的热量Q放=c钢m钢(t-t末)=0.46×103 J/(kg·℃)×0.01 kg ×(t-25 ℃)=3 150 J,故t=709.8 ℃。 答案:709.8 ℃ 2 类型二　热效率计算 题组一:烧水型 3.李华家新装的天然气热水器如图所示,铭牌标注能效等级为2级。国家规定能效等级为2级的热水器,其热效率值不低于88%。李华想估测一下这款热水器的能效等级是否达标,于是他将热水器的温度设定在40 ℃(即水从热水器流出的温度),某次洗澡用水 90 kg,洗澡一次使用天然气0.35 m3。已知进入热水器的冷水温度为5 ℃[c水=4.2× 103 J/(kg·℃),q天然气=4.0×107 J/m3],求: 3 (1)消耗的天然气完全燃烧放出的热量。 (2)水吸收的热量。 解析:(1)这些天然气完全燃烧放出的热量 Q放=q天然气V=4.0×107 J/m3×0.35 m3=1.4×107 J。 (2)水吸收的热量 Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×90 kg×(40 ℃-5 ℃)=1.323× 107 J。 答案:(1)1.4×107 J　(2)1.323×107 J 4 (3)该款热水器能效等级是否达标。 答案:(3)达标 5 题组二:太阳能热水器型 4.太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一。某太阳能热水器,水箱的容积为100 L,该热水器在冬季有效日照时段里,平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.4×106 J。该热水器接收太阳能的有效面积为 2 m2,每天日照时间按8 h计算,若这些太阳能可以使装满水的热水器中的水温从10 ℃升高到50 ℃,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),水的密度为1.0×103 kg/m3,求: 6 (1)热水器中水的质量。 (2)一天内热水器中的水吸收的热量。 (2)一天内热水器中的水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃) ×100 kg×(50 ℃-10 ℃)=1.68×107 J。 答案:(1)100 kg　(2)1.68×107 J 7 (3)热水器在冬季的效率。 答案:(3)43.75% 8 题组三:热机型 5.近年来,我国汽车工业发展迅猛,各种新型汽车不断投放市场进入普通百姓家庭,如表是我国某品牌轿车的一次测试报告。已知汽油的热值q= 4.6×107 J/kg。求该品牌轿车在本次测试过程中: 车型 轿车 测试道路 平直国道 测试距离 20 km 测试速度(平均) 80 km/h 消耗汽油 6 kg 发动机输出功率(平均) 92 kW 9 (1)汽油完全燃烧放出的热量。 解析:(1)汽油完全燃烧放出的热量Q放= qm=4.6×107 J/kg×6 kg=2.76 ×108 J。 答案:(1)2.76×108 J 10 (2)发动机所做的有用功。 答案:(2)8.28×107 J 11 (3)发动机的效率。 答案:(3)30% 12 6.某款国产无人驾驶汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周围的交通状况。在平直的高速路上匀速行驶4.6 km,若行驶过程中发动机牵引力一直为1 000 N,汽油的热值取q=4.6×107 J/kg,求这段运动过程中: (1)汽车发动机所做的有用功。 解析:(1)汽车发动机所做的有用功是 W=Fs=1 000 N×4 600 m=4.6×106 J。 答案:(1)4.6×106 J 13 (2)若这段过程消耗汽油0.25 kg,汽油完全燃烧放出的热量。 (3)汽车发动机的效率。 解析:(2)若这段过程消耗汽油0.25 kg,汽油完全燃烧放出热量 Q=mq=0.25 kg×4.6×107 J/kg=1.15×107 J。　 答案:(2)1.15×107 J (3)40% 14 谢谢观赏！ 15 解析:(3)热水器的热效率 η===94.5%>88%, 因此该款热水器能效等级达标。 解析:(1)热水器中水的体积V=100 L= 100 dm3=0.1 m3,由ρ=可得,热水器中水的质量m=ρV=1.0×103 kg/m3×0.1 m3=100 kg。 解析:(3)一天内热水器接收的太阳能Q总=2.4×106 J/(m2·h)×2 m2× 8 h=3.84×107 J,则热水器在冬季的效率η===43.75%。 解析:(2)因为汽车匀速行驶, 由v=可得,汽车行驶的时间 t===0.25 h=900 s, 由P=可得,发动机所做的有用功 W=Pt=92×103 W×900 s=8.28×107 J。 解析:(3)发动机的效率 η===30%。 (3)汽车发动机的效率为 η===40%。 $$