第十二章 内能及其应用 小专题（一）　热的相关计算 2025-2026学年北师大版（北京）（2024）物理九年级全一册

小专题（一）　热的相关计算 第十二章　内能及其应用 类型一　基于比热容的计算 1. 在标准大气压下，将质量为100g的铜块从沸水中取出，迅速放入质量为100g、温度为10℃的某液体中，混合后的共同温度是25℃。若不计热量损失，则： （1） 铜块在这种液体中释放的热量是多少？[c铜取0.4×103J/（kg·℃）] 解：（1） 3×103J （2） 这种液体的比热容是多少？ 解：（2） 2×103J/（kg·℃） 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 2. 如图所示是某种物质熔化的图像，该物质的质量为100g，从开始熔化到刚好熔化结束吸收的热量为9000J。假设该物质在单位时间内吸收的热量是相同的。 （1） 该物质在固态时吸收的热量是多少？ 解：（1） 3000J 第2题 （2） 该物质在液态时的比热容是多少？ 解：（2） 3×103J/（kg·℃） 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 类型二　基于热值的计算 3. 已知氢的热值是1.4×108J/kg，完全燃烧5kg的氢所放出的热量是多少？ 解：完全燃烧5kg氢所放出的热量Q放＝mq＝5kg×1.4×108J/kg＝7×108J 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 4. （跨学科实践·日常生活）（2024·北京昌平校级段考）页岩气是一种清洁新能源，对加快节能减排和大气污染防治具有重要意义。页岩气的热值约为3.0×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg·℃）。 （1） 完全燃烧1m3的页岩气，放出多少热量？ 解：（1） 3.0×107J （2） 在标准大气压下，完全燃烧1m3的页岩气，能使质量为100kg、初温为30℃水温度升高到多少摄氏度？ 解：（2） 100℃ 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 类型三　基于热效率的计算 5. 小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华在水壶中加入3L水，水的初温是20℃，然后将水烧开，他观察天然气表发现此次烧水用了0.06m3天然气，天然气的热值为3.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），水的密度为1.0×103kg/m3，当地大气压为标准大气压。求： （1） 水吸收的热量（不计水的热量损失）。 解：（1） 水的质量m＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×3×10－3m3＝3kg，水吸收的热量Q吸＝c水m（t2－t1）＝4.2×103J/（kg·℃）×3kg×（100℃－20℃）＝1.008×106J 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 （2） 天然气完全燃烧放出的热量。 解：（2） 天然气完全燃烧放出的热量Q放＝qV天然气＝3.2×107J/m3×0.06m3＝1.92×106J （3） 天然气灶的效率。 解：（3） 天然气灶的效率η＝×100％＝×100％＝52.5％ 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 6. 用煤气灶既方便又环保，一般的煤气灶正常工作时，15min可使质量为4kg、温度为50℃的水在标准大气压下烧开。已知煤气的热值q＝4.0×107J/m3，水的比热容为c＝4.2×103J/（kg·℃），则： （1） 水吸收的热量是多少？ 解：（1） 水吸收的热量Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×4kg×（100℃－50℃）＝8.4×105J 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 （2） 若煤气灶放出热量的70％被水吸收，煤气灶实际放出的热量为多少？ 解：（2） 由题知，Q吸＝Q放×70％，煤气完全燃烧放出热量Q放＝＝＝1.2×106J （3） 要放出这些热量，需燃烧多少立方米的煤气？ 解：（3） 由Q放＝Vq得需要煤气的体积V＝＝＝0.03m3 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 类型四　基于热机效率的计算 7. （跨学科实践·工程实践）（2024·北京校级期中）国产飞机“运－20”在高空中飞行时，在恒定的水平推力作用下，沿水平方向匀速航行10min，需要燃烧航空燃油80kg，已知飞机发动机输出的有用功为1.92×109J，航空燃油的热值q＝4.0×107J/kg，则： （1） 发动机的有用功率是多少瓦？ 解：（1） 已知飞机发动机输出的有用功W＝1.92×109J，沿水平方向匀速航行时间t＝10min＝600s，则发动机的有用功率P＝＝＝3.2×106W 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 （2） 80kg航空燃油完全燃烧放热是多少？ 解：（2） 航空燃油完全燃烧放热Q放＝qm＝4.0×107J/kg×80kg＝3.2×109J （3） 在这段时间内该发动机的热机效率是多大？ 解：（3） 发动机的效率η＝×100％＝×100％＝60％ 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 8. （新情境·科技民生）如图所示为某款氢燃料新能源公交车。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源。当该氢燃料公交车以120kW的恒定输出功率在一段平直的公路上匀速行驶时，问：（氢的热值q氢＝1.4×108J/kg） （1） 质量为2kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？ 解：（1） 质量为2kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放＝m氢q氢＝2kg×1.4×108J/kg＝2.8×108J 第8题 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 （2） 如果2kg氢燃料完全燃烧获得热量的60％用来做机械功，这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间？ 解：（2） 根据题意可得，机械功W＝60％Q放＝60％×2.8×108J＝1.68×108J；由P＝可得t＝＝＝1400s 第8题 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 （3） 若该公交车匀速行驶时，受到的阻力是4800N，则它的行驶速度是多少？ 解：（3） 该公交车匀速行驶，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，公交车受到的牵引力F＝f＝4800N，根据P＝＝＝Fv可得，公交车的行驶速度v＝＝＝25m/s 第8题 1 2 3 4 5 6 7 8 返回目录 $$