内容正文:
第13章 内能(计算题30道)
1.太阳能是绿色、清洁的可再生能源。如图所示,在阳光的照射下,热水器水箱中质量为50千克的水温度升高了20℃。求:水吸收的热量Q吸。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
2.质量为10千克的水,温度升高了10℃,求水吸收的热量。[焦/(千克·℃)]
3.质量为100g、初温是74℃的实心金属小球放出2.3×103J的热量之后,温度降低到24℃.那么这种金属的比热容是多少?
4.摩擦生热是指机械能转化为内能的过程,在用砂纸将木材表面打磨光滑的过程中,砂纸和木板表面的温度都会升高,已知砂纸和木材表面之间的摩擦力约为5N,每次砂纸打磨的距离约为0.5m;木板表面层质量约为5g,木材的比热容为;则打磨100次的过程中:
(1)克服摩擦力所做的功是多少?
(2)若消耗的机械能有50%使木板表面温度升高,则该打磨过程中,木板表面层升高的温度是多少?
5.某钢厂刚出炉的钢锭温度为,质量是10kg,它的温度降低到时,问:
(1)钢锭要放出多少热量?[钢锭的比热容:]
(2)钢锭放出的热量可以把多少千克的水烧开?[水的比热容:]
6.质量为5千克的水经电热水器加热后温度升高了。求:
(1)水的体积。
(2)水吸收的热量
7.将质量为1kg、温度为80℃的热水倒入2kg的冷水中,最后温度为40℃,热水的温度下降了 ℃,热水放出的热量为 J,如果不计热损耗,冷水吸收的热量为 J,冷水的温度升高了 ℃,冷水的初温是 ℃。[]
8.学校开展以“给父母送上一道家常菜”为主题的劳动教育实践活动。小红在妈妈指导下走进厨房进行劳动实践。如图所示,小红用密闭的电热锅烧水炖制鲫鱼汤,已知锅内汤的质量为,汤的初温为,电热锅每分钟产生的热量,且全部被汤吸收,汤的比热容为,则10分钟后汤的温度上升到多少摄氏度?
9.为了测量某种液体的比热容,把质量为100g的铜块从标准大气压下的沸水中取出,迅速投入质量为100g的温度为10℃的待测液体中,混合后的共同温度是25℃。(不计热量损失)【c铜=0.39×103J/(kg•℃)】求:
(1)铜块放出的热量是多少焦耳?
(2)这种液体的比热容是多少?
10.护城河雾霭升腾,坐上古色古香雕梁画栋的游船,围炉煮茶,恍若穿越千年时光。茶壶中装入0.5kg初温为20℃的水,用火炉加热至100℃,已知c水=4.2×103J/(kg·℃),求水吸收的热量是多少?
11.给质量为500g的水加热,其温度随时间的变化关系如图所示,则8min内水吸收了多少热量?(请写出计算过程)
12.质量为m1的铜质量热器盛着质量为m2的水,它们的共同温度为t0,现将一块质量为m3、温度为t(t<t0)的铁块放入量热器水中,设铜、水、铁的比热为c1、c2、c3。求最后温度t3。
13.为了测定铅的比热容,把质量为200g的铅块加热到98℃,再投入到80g的12℃水中,充分混合后水的温度为18℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),若不计热损失,求:
(1)水吸收的热量;
(2)铅的比热容。
14.“淬火”是金属热处理工艺之一,即把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却,以提高金属的硬度和强度。现将一块质量为20g的铁制品加热到,将它投入某种液体中,该液体的初温是,质量是368g,铁制品和液体的温度达到后不再变化。不考虑周围环境的影响和热损失,铁的比热容为。求:
(1)铁制品放出的热量;
(2)该液体的比热容。
15.晚饭后小明和奶奶在客厅看电视,奶奶口渴了,小明就拿出一盒牛奶准备烫热后给奶奶喝,他发现整箱牛奶的参数如图所示,已知,,。
(1)这盒牛奶的质量是多少kg?
(2)已知牛奶的初温是20℃,小明想用热水将其烫热,要达到40℃,则这个过程中牛奶吸收的热量是多少?
16.随着夏季的来临,小明想为家庭设计一个能装水的简易太阳能晒水箱.他从资料中查得,地球上与太阳光垂直的表面接受的太阳能辐射.假设这类水箱吸收太阳能的效率为,箱体外加了保温层,热散失忽略不计.若要使阳光垂直照射水箱吸热面,水温能从升高到,求:
()水吸收热量为多少.
()他设计的晒水箱的吸热面积是多少.()
17.小红在实验室利用电热器加热(电热器相同时间放出的热量相同),完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图像如图所示。实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间冰和水吸收的热量相同。[水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)]求:
(1)CD段水吸收的热量;
(2)冰的比热容。
18.一个质量为1.5kg的钢刀,加热到,然后在空气中自然冷却,室温为。已知钢的比热容为,水的比热容为,室内气压为标准大气压。
(1)这把钢刀在冷却过程中放出多少热量?
(2)若把这些热量给30℃、1.0kg的水加热,水温能够升高到多少摄氏度?
19.【新定义】热量的单位有两种,一种是国际单位焦耳,简称“焦”;另一种是“卡路里”,简称“卡”,这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的:在1个大气压下,将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。
(1)1卡合多少焦耳;
(2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡?
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量,使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃,求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
20.寒冷的冬天,我们都用热水洗脸,当我们打来一瓶4kg,温度为85℃热水时,为了节约时间,向热水中加入初温为10℃的冷水,当温度稳定后,水的温度变为40℃, 水的比热容[],不计热量损失。
(1)热水放出的热量?
(2)加入冷水的质量为多少千克?
21.某太阳能热水器中装有50L的水,某天在阳光的照射下,该热水器中水的温度从升高到,这些水吸收了多少热量?若热水器中水的温度从升高了,水吸收的热量又为多少?
22.珊珊同学测量天然气灶火焰中心温度时,把一枚150克的金属块放在火焰中心加热足够长的时间后,立即投入到盛有200克、20℃水的绝热容器中,水温最高升到80℃。若金属块的比热容c金属=0.5×103J/(kg•℃),不计热量损失。求:
(1)水吸收的热量;
(2)火焰中心的温度。
23.淬火是金属热处理工艺之一,把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却,以提高金属的硬度和强度。现将一质量为1.5kg的金属块加热到420℃,然后放在室温为20℃的空气中自然冷却,求:[已知金属块的比热容为,水的比热容为]
(1)金属块在冷却过程中放出的热量;
(2)若把这些热量全部用于给35℃、1kg的水加热,在标准大气压下水升高的温度。
24.护城河雾霭升腾,坐上古色古香雕梁画栋的游船,围炉煮茶,恍若穿越千年时光。茶壶中装入 0.5kg 初温为 20℃的水,用火炉加热至 100℃,已知c水= 4.2×103J/(kg・℃),求水吸收的热量是多少?
25.由于太阳能具有安全、清洁、方便等特点,使得人们越来越广泛地使用它.已知某太阳能热水器的水箱受太阳热辐射2.4×107 J,如果这些热量的50%被水箱内质量为50 kg温度为30 ℃的水吸收,可使这些水的温度升高多少?
26.把某铁块加热到100℃,投入到质量为m1温度为20℃的水中,混合后的温度为40℃。把该铁块重新加热到100℃,投入到质量为m2温度为20℃的水中,混合后的温度为60℃。如果把这块100℃的铁块投入到质量为(m1+m2)温度为20℃的水中,整个过程不计热量的损失,求混合后最终的温度。
27.某金属球在炉火中被加热到,然后迅速投入质量为、初温为的某种液体中,达到热平衡后金属球的温度为。已知金属球的比热容为,不计热损失。此过程中,金属球放出的热量为。
(1)求金属球的质量;
(2)求该液体的比热容;
(3)取出金属球后,金属球表面不沾有该液体。若该液体再吸收的热量,求该液体的末温。(该液体没有沸腾)
28.在标准大气压下,质量为1kg、初温为80℃的水吸收热量。[]
(1)其温度升高到多少摄氏度?
(2)若这些热量被5kg的铜块完全吸收,则铜块升高的温度是多少摄氏度?[,最后结果保留一位小数]
29.如表是一些物质的比热容,不考虑热量的损失,求:
物质
比热容
物质
比热容
水
铝
酒精
铜
煤油
水银
(1)将一定质量的水从10℃加热到沸腾(一个标准大气压下),水吸收的热量为3.78×106 J,求水的质量;
(2)若(1)中的热量被质量为50kg、初温为15℃的煤油完全吸收,煤油的温度升高到多少?
(3)300kg的某物质吸收了(1)中的热量,温度从20℃升高到110℃,请你通过计算,说明这种物质是表中的哪一种?
30.如图是一定质量的冰升温熔化的过程,从开始加热到冰开始熔化,冰温度升高了10℃,吸收了4.2×103J的热。若不计热量损失(c冰=2.1×103J/(kg·℃)求:
(1)冰的质量。
(2)冰全部熔化成水后,升温过程中吸收多少热量。
(3)若用同一稳定热源加热,整个过程(12min内)冰的内能增加多少?
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第13章 内能(计算题30道)
1.太阳能是绿色、清洁的可再生能源。如图所示,在阳光的照射下,热水器水箱中质量为50千克的水温度升高了20℃。求:水吸收的热量Q吸。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】4.2×106J
【详解】水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×20℃=4.2×106J
2.质量为10千克的水,温度升高了10℃,求水吸收的热量。[焦/(千克·℃)]
【答案】4.2×105J
【详解】水吸收的热量
3.质量为100g、初温是74℃的实心金属小球放出2.3×103J的热量之后,温度降低到24℃.那么这种金属的比热容是多少?
【答案】0.46×103J/(kg•℃)
【分析】知道金属球的质量、初温和末温、金属球吸收的热量,利用吸热公式Q放=cm(t0-t)变形求金属的比热容,再对照表中提供数据,确定可能是哪一种金属.
【详解】金属的质量m=100g=0.1kg,则由Q吸=cm(t0−t)可得:
该金属的比热容:c==0.46×103J/(kg⋅℃)=4.6×102J/(kg⋅℃)
4.摩擦生热是指机械能转化为内能的过程,在用砂纸将木材表面打磨光滑的过程中,砂纸和木板表面的温度都会升高,已知砂纸和木材表面之间的摩擦力约为5N,每次砂纸打磨的距离约为0.5m;木板表面层质量约为5g,木材的比热容为;则打磨100次的过程中:
(1)克服摩擦力所做的功是多少?
(2)若消耗的机械能有50%使木板表面温度升高,则该打磨过程中,木板表面层升高的温度是多少?
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据做功公式计算克服摩擦力所做的功
(2)由题意可得,即,
5.某钢厂刚出炉的钢锭温度为,质量是10kg,它的温度降低到时,问:
(1)钢锭要放出多少热量?[钢锭的比热容:]
(2)钢锭放出的热量可以把多少千克的水烧开?[水的比热容:]
【答案】(1)
(2)12.5kg
【详解】(1)钢锭要放出的热量为
(2)钢锭放出的热量将20℃的水烧开,则烧开水的质量为
6.质量为5千克的水经电热水器加热后温度升高了。求:
(1)水的体积。
(2)水吸收的热量
【答案】(1)5×10-3m3
(2)4.2×105J
【详解】(1)水的体积
(2)水吸收的热量
7.将质量为1kg、温度为80℃的热水倒入2kg的冷水中,最后温度为40℃,热水的温度下降了 ℃,热水放出的热量为 J,如果不计热损耗,冷水吸收的热量为 J,冷水的温度升高了 ℃,冷水的初温是 ℃。[]
【答案】 40 20 20
【详解】[1]热水初温为80℃,末温为40℃,热水的温度下降
[2]由热量公式,则热水放出的热量
[3]不计热损耗,冷水吸收的热量等于热水放出的热量,则冷水吸收的热量
[4]由热量公式,公式变形,则冷水的温度升高
[5]冷水末温为40℃,温度升高20℃,则冷水的初温
8.学校开展以“给父母送上一道家常菜”为主题的劳动教育实践活动。小红在妈妈指导下走进厨房进行劳动实践。如图所示,小红用密闭的电热锅烧水炖制鲫鱼汤,已知锅内汤的质量为,汤的初温为,电热锅每分钟产生的热量,且全部被汤吸收,汤的比热容为,则10分钟后汤的温度上升到多少摄氏度?
【答案】102℃
【详解】汤10min吸收的热量
设汤的末温为t,根据热量计算公式 Q吸 = m c Δt,代入数据可得
解得t=102℃。
因电热锅是封闭的,气压高于1标准大气压,所以汤的温度为102℃。
9.为了测量某种液体的比热容,把质量为100g的铜块从标准大气压下的沸水中取出,迅速投入质量为100g的温度为10℃的待测液体中,混合后的共同温度是25℃。(不计热量损失)【c铜=0.39×103J/(kg•℃)】求:
(1)铜块放出的热量是多少焦耳?
(2)这种液体的比热容是多少?
【答案】(1)2925J;(2)1.95×103J/(kg·℃)
【详解】解:(1)铜块的质量
m铜=100g=0.1kg
铜块放出的热量
Q放=c铜m铜Δt铜=2.39×103J/(kg·℃)×0.4kg×(100℃﹣25℃)=2925J
(2)若不计热量损失,这些热量被液体吸收
Q吸=Q放=2925J
由Q=cmΔt得,这种液体的比热容
答:(1)铜放出的热量为2925J;
(2)这种液体的比热容为1.95×103J/(kg·℃)。
10.护城河雾霭升腾,坐上古色古香雕梁画栋的游船,围炉煮茶,恍若穿越千年时光。茶壶中装入0.5kg初温为20℃的水,用火炉加热至100℃,已知c水=4.2×103J/(kg·℃),求水吸收的热量是多少?
【答案】1.68×105J
【详解】水吸收的热量
11.给质量为500g的水加热,其温度随时间的变化关系如图所示,则8min内水吸收了多少热量?(请写出计算过程)
【答案】1.68
【详解】解:500g=0.5kg
水吸收的热量
答:8min内水吸收了热量.
12.质量为m1的铜质量热器盛着质量为m2的水,它们的共同温度为t0,现将一块质量为m3、温度为t(t<t0)的铁块放入量热器水中,设铜、水、铁的比热为c1、c2、c3。求最后温度t3。
【答案】
【详解】不计热损失,根据热平衡方程可知:,则
解得
13.为了测定铅的比热容,把质量为200g的铅块加热到98℃,再投入到80g的12℃水中,充分混合后水的温度为18℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),若不计热损失,求:
(1)水吸收的热量;
(2)铅的比热容。
【答案】(1)2.016×103J;(2)126J/(kg·℃)
【详解】(1)水吸收的热量
水吸收的热量2.016×103J。
(2)已知不计热损失,则
由得:铅的比热容
铅的比热容是。
答:(1)水吸收的热量为2.016×103J;
(2)铅的比热容是。
14.“淬火”是金属热处理工艺之一,即把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却,以提高金属的硬度和强度。现将一块质量为20g的铁制品加热到,将它投入某种液体中,该液体的初温是,质量是368g,铁制品和液体的温度达到后不再变化。不考虑周围环境的影响和热损失,铁的比热容为。求:
(1)铁制品放出的热量;
(2)该液体的比热容。
【答案】(1)7360J
(2)
【详解】(1)铁制品放出的热量
(2)不考虑周围环境的影响和热损失,液体吸收的热量
由可知,该液体的比热容
15.晚饭后小明和奶奶在客厅看电视,奶奶口渴了,小明就拿出一盒牛奶准备烫热后给奶奶喝,他发现整箱牛奶的参数如图所示,已知,,。
(1)这盒牛奶的质量是多少kg?
(2)已知牛奶的初温是20℃,小明想用热水将其烫热,要达到40℃,则这个过程中牛奶吸收的热量是多少?
【答案】(1)0.255kg
(2)12750J
【详解】(1)由图可知,这盒牛奶的容积为250mL,则这盒牛奶的质量
(2)牛奶的初温是20℃,要达到40℃,则这个过程中牛奶吸收的热量
16.随着夏季的来临,小明想为家庭设计一个能装水的简易太阳能晒水箱.他从资料中查得,地球上与太阳光垂直的表面接受的太阳能辐射.假设这类水箱吸收太阳能的效率为,箱体外加了保温层,热散失忽略不计.若要使阳光垂直照射水箱吸热面,水温能从升高到,求:
()水吸收热量为多少.
()他设计的晒水箱的吸热面积是多少.()
【答案】1.134×106J;1m2.
【详解】(1)太阳能晒水箱中水的体积:V=54L=54dm3=0.054m3,
水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×0.054m3=54kg,
水吸收热量:Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×54kg×(33℃−28℃)=1.134×106J,
(2)由Q吸=EtSη可得,晒水箱的吸热面积:S==1m2
17.小红在实验室利用电热器加热(电热器相同时间放出的热量相同),完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图像如图所示。实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间冰和水吸收的热量相同。[水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)]求:
(1)CD段水吸收的热量;
(2)冰的比热容。
【答案】(1)4.2×104J;
(2)2.1×103J/(kg·℃)
【详解】(1)由题意知,冰的质量为0.5kg,熔化为水后质量不变,CD段水升高的温度为20℃,则水吸收的热量为
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×20℃=4.2×104J
(2)由题意知,相同时间冰和水吸收的热量相同,而AB段冰吸热时间为CD段水吸热时间的一半,所以AB段吸收的热量为CD段水吸收热量的一半,即
AB段冰升高的温度为20℃,则冰的比热容
18.一个质量为1.5kg的钢刀,加热到,然后在空气中自然冷却,室温为。已知钢的比热容为,水的比热容为,室内气压为标准大气压。
(1)这把钢刀在冷却过程中放出多少热量?
(2)若把这些热量给30℃、1.0kg的水加热,水温能够升高到多少摄氏度?
【答案】(1)
(2)100℃
【详解】(1)已知,,钢刀的温度变化量是
由公式可知,钢刀放出的热量为
(2)水吸收的热量
由可得
理论末温
但标准大气压下,水的沸点为100℃,因此实际水温升高至100℃。
19.【新定义】热量的单位有两种,一种是国际单位焦耳,简称“焦”;另一种是“卡路里”,简称“卡”,这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的:在1个大气压下,将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。
(1)1卡合多少焦耳;
(2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡?
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量,使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃,求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】(1)4.2J
(2)1.3×105卡
(3)2.52×104J
【详解】(1)
由题知,1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡,m水=1g=0.001kg,1g的水温度升高1℃所吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.001kg×1℃=4.2J
故1卡=4.2J。
(2)
茗茗消耗的能量
(3)运动员的体温下降 0.1℃放出的热量Q放=c水m人Δt′=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×0.1℃=2.52×104J
运动员汗水蒸发吸收的热量为2.52×104J。
20.寒冷的冬天,我们都用热水洗脸,当我们打来一瓶4kg,温度为85℃热水时,为了节约时间,向热水中加入初温为10℃的冷水,当温度稳定后,水的温度变为40℃, 水的比热容[],不计热量损失。
(1)热水放出的热量?
(2)加入冷水的质量为多少千克?
【答案】(1);(2)6kg
【详解】解:(1)热水放出的热量
(2)不计热量损失,冷水吸收的热量等于热水放出的热量
冷水的质量
答:(1)热水放出的热量为;
(2)加入冷水的质量为6kg。
21.某太阳能热水器中装有50L的水,某天在阳光的照射下,该热水器中水的温度从升高到,这些水吸收了多少热量?若热水器中水的温度从升高了,水吸收的热量又为多少?
【答案】,
【详解】水的体积V=50L=0.05m3
水的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg
这些水吸收的热量为Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(45℃-25℃)=4.2×106J
若热水器中水的温度从升高了,水吸收的热量Q′吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×45℃=9.45×106J
22.珊珊同学测量天然气灶火焰中心温度时,把一枚150克的金属块放在火焰中心加热足够长的时间后,立即投入到盛有200克、20℃水的绝热容器中,水温最高升到80℃。若金属块的比热容c金属=0.5×103J/(kg•℃),不计热量损失。求:
(1)水吸收的热量;
(2)火焰中心的温度。
【答案】(1)5.04×104J;(2)752℃
【详解】解:(1)水吸收的热量
Q吸=c水m水(t﹣t水0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×(80℃﹣20℃)=5.04×104J
(2)金属块放出的热量
Q放=Q吸=5.04×104J
即
c金m金(t金0﹣t)=5.04×104J
故
0.5×103J/(kg•℃)×0.15kg×(t﹣80℃)=5.04×104J
解得t金0=752℃
答:(1)水吸收的热量为5.04×104J;
(2)火焰中心的温度是752℃。
23.淬火是金属热处理工艺之一,把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却,以提高金属的硬度和强度。现将一质量为1.5kg的金属块加热到420℃,然后放在室温为20℃的空气中自然冷却,求:[已知金属块的比热容为,水的比热容为]
(1)金属块在冷却过程中放出的热量;
(2)若把这些热量全部用于给35℃、1kg的水加热,在标准大气压下水升高的温度。
【答案】(1)
(2)65℃
【详解】(1)金属块在冷却过程中放出的热量
(2)依题意得,水吸收的热量为
由得,水的理论温度升高
水的初始温度为 ,则水的理论末温为
但标准大气压下水的沸点为 ,因此实际升高的温度为
24.护城河雾霭升腾,坐上古色古香雕梁画栋的游船,围炉煮茶,恍若穿越千年时光。茶壶中装入 0.5kg 初温为 20℃的水,用火炉加热至 100℃,已知c水= 4.2×103J/(kg・℃),求水吸收的热量是多少?
【答案】1.68×105J
【详解】水吸收的热量是
25.由于太阳能具有安全、清洁、方便等特点,使得人们越来越广泛地使用它.已知某太阳能热水器的水箱受太阳热辐射2.4×107 J,如果这些热量的50%被水箱内质量为50 kg温度为30 ℃的水吸收,可使这些水的温度升高多少?
【答案】57.1℃
【详解】根据得,水吸收的热量是:
,
使这些水升高的温度是:
.
26.把某铁块加热到100℃,投入到质量为m1温度为20℃的水中,混合后的温度为40℃。把该铁块重新加热到100℃,投入到质量为m2温度为20℃的水中,混合后的温度为60℃。如果把这块100℃的铁块投入到质量为(m1+m2)温度为20℃的水中,整个过程不计热量的损失,求混合后最终的温度。
【答案】36℃
【详解】解:把加热到100℃的某铁块投入质量为m1温度为20℃的水中,整个过程不计热量的损失,即Q吸=Q放,根据得
①
把加热到100℃的某铁块投入质量为m2温度为20℃的水中
②
①+②得
③
把加热到100℃的某铁块投入质量为(m1+m2)温度为20℃的水中
④
③代入④得
解得
t=36℃
答:混合后最终的温度为36℃。
27.某金属球在炉火中被加热到,然后迅速投入质量为、初温为的某种液体中,达到热平衡后金属球的温度为。已知金属球的比热容为,不计热损失。此过程中,金属球放出的热量为。
(1)求金属球的质量;
(2)求该液体的比热容;
(3)取出金属球后,金属球表面不沾有该液体。若该液体再吸收的热量,求该液体的末温。(该液体没有沸腾)
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】解:(1)金属球的质量:
(2)不计热量损失,该液体吸收的热量:
该液体的比热容:
(3)该液体再吸收的热量后,该液体升高的温度:
所以该液体的末温:
答:(1)金属球的质量为;(2)该液体的比热容为;(3)该液体的末温为。
28.在标准大气压下,质量为1kg、初温为80℃的水吸收热量。[]
(1)其温度升高到多少摄氏度?
(2)若这些热量被5kg的铜块完全吸收,则铜块升高的温度是多少摄氏度?[,最后结果保留一位小数]
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据公式 ,温度变化量
理论末温为,但在标准大气压下,水的沸点为,因此实际末温为。
(2)根据公式 ,则铜块升高的温度是
29.如表是一些物质的比热容,不考虑热量的损失,求:
物质
比热容
物质
比热容
水
铝
酒精
铜
煤油
水银
(1)将一定质量的水从10℃加热到沸腾(一个标准大气压下),水吸收的热量为3.78×106 J,求水的质量;
(2)若(1)中的热量被质量为50kg、初温为15℃的煤油完全吸收,煤油的温度升高到多少?
(3)300kg的某物质吸收了(1)中的热量,温度从20℃升高到110℃,请你通过计算,说明这种物质是表中的哪一种?
【答案】(1);(2)51℃;(3)水银
【详解】解:(1)由得,水的质量
(2)由得,煤油升高的温度
煤油的末温为
(3)由得,这种物质的比热容
根据表中的数据可知,此物质是水银。
答:(1)水的质量是;
(2)煤油的温度升高到51℃;
(3)这种物质是水银。
30.如图是一定质量的冰升温熔化的过程,从开始加热到冰开始熔化,冰温度升高了10℃,吸收了4.2×103J的热。若不计热量损失(c冰=2.1×103J/(kg·℃)求:
(1)冰的质量。
(2)冰全部熔化成水后,升温过程中吸收多少热量。
(3)若用同一稳定热源加热,整个过程(12min内)冰的内能增加多少?
【答案】(1)0.2kg;(2)4.2×103J;(3)1.26×104J
【详解】解:(1)冰的质量
m=
(2)冰全部熔化成水后,升温过程中吸收热量
Q吸=
(3)由题可知,热源4min放出的热量为4.2×103J,所以12min放热为
Q=4.2×103J×=1.26×104J
不计热量损失,整个过程(12min内)冰的内能增加1.26×104J。
答:(1)冰的质量为0.2kg;
(2)冰全部熔化成水后,升温过程中吸收热量为4.2×103J;
(3)整个过程(12min内)冰的内能增加1.26×104J。
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