第14章 专题2 热量、热效率的相关计算-【绿卡初中创新题】2025-2026学年新教材九年级上册物理习题课件(人教版2024)河北专版

第十四章　内能的利用 专题二　热量、热效率的相关计算 1 目 录 类型1 类型3 类型2 2 类型1　物体吸、放热的相关计算 考向1　利用Q=cmΔt、Q=mq、Q=qV计算 1.小明家的热水器装有50 kg水，将水由20 ℃加热到60 ℃，水需要吸收的热量是________J。［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ 8.4×10⁶ 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 3 2.（济宁中考）某柴油机工作一段时间后，油箱里的柴油没有发生变化的是________（选填序号：①质量；②密度；③比热容；④热值）。完全燃烧10 kg柴油放出的热量Q=________J。（q柴油=4.3×107 J/kg） ②③④ 4.3×108 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 4 3.甲物体的质量是乙物体质量的4倍，甲的温度从20 ℃升高到70 ℃，乙的温度由40 ℃升高到60 ℃，甲、乙两物体吸收的热量之比为5∶1，则甲、乙两物体的比热容之比是c甲∶c乙=_______。 1∶2 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 5 考向2　利用Q吸=Q放计算 4.（秦皇岛模拟）用煤气灶把初温为20 ℃、质量为2 kg的水加热到70 ℃，水吸收的热量为________J，若煤气燃烧时放出的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧______kg的煤气。事实上，将这壶水加热到70 ℃需要的煤气质量更_____（选填“多”或“少”）。［q煤气=4.2×107 J/kg，c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ 4.2×105 0.01 多 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 6 5.（唐山期中）小丽用相同的电加热器分别对质量均 为0.2 kg的水和另一种液体加热，给水加热是通过 ________的方式使水的内能增加；得到的实验数据 如图所示，则水在16 min内吸收的热量为________J， 另一种液体的比热容为________J/（kg·℃）。 ［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ 热传递 2.52×104 2.1×103 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 7 6.（新情境　生活实践）“卡路里”简称“卡”，是热量的另一个单位，常用于营养计量中。“卡”是这样规定的：在标准大气压下，1卡等于1 g水温度升高1 ℃吸收的热量。［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ （1）1卡等于________J。某成年人参加一次长跑，运动中身体消耗的能量约为8.4×106 J，相当于________卡。 （2）若身体消耗的8.4×106 J能量全部以热量的形式被20 kg、25 ℃的水吸收，在标准大气压下，可使水温升高________℃。 4.2 2×106 75 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 8 考向1　“火炉”效率的计算 7.（菏泽中考）将质量为2 kg、初始温度为25 ℃的一壶水加热到100 ℃，水要吸收________J的热量，加热过程需要燃烧0.05 m3的天然气，则天然气燃烧放出热量的____%被水吸收。［天然气的热值取4.2×107 J/m3，c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ 6.3×105 类型2　热效率的相关计算 30 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 9 8.（保定期中）合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1 kg垃圾能“榨”出0.17 kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107 J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为________J。如果这些热量的42%被水吸收，则可以使______kg的水的温度从20 ℃升高到100 ℃。［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ 6.8×106 8.5 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 10 9.（石家庄模拟）菜油最适宜的烹饪温度在150 ℃至180 ℃之间。用天然气将质量为0.02 kg的菜油从室温20 ℃加热到170 ℃，若天然气完全燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收。［c菜油=2.0×103 J/（kg·℃），天然气的热值为4×107 J/m3］求：（1）菜油吸收的热量； （2）此过程中燃烧的天然气体积。 （1）菜油吸收的热量 Q吸=c菜油m（t-t0）=2.0×103 J/（kg·℃）×0.02 kg×（170 ℃-20 ℃）=6 000 J 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 11 （2）由η=可得，天然气放出的热量Q放=== 1×104 J；由Q放=Vq得， 天然气的体积V===2.5×10-4 m3。 9.（石家庄模拟）菜油最适宜的烹饪温度在150 ℃至180 ℃之间。用天然气将质量为0.02 kg的菜油从室温20 ℃加热到170 ℃，若天然气完全燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收。［c菜油=2.0×103 J/（kg·℃），天然气的热值为4×107 J/m3］求：（1）菜油吸收的热量； （2）此过程中燃烧的天然气体积。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 考向2　“热机”效率的计算 10.（南充中考）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3 000转，则每秒对外做功________次，每次对外做功115 J，该汽油机的效率为25%，连续工作1 h需消耗汽油________kg。（q汽油=4.6×107 J/kg） 25 0.9 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 13 11.（石家庄模拟）已知汽油的热值是4.6×107 J/kg，3 kg汽油完全燃烧，放出热量_________J，若某汽车发动机的效率是20%，消耗3 kg汽油使该汽车在水平路面上匀速行驶了40 km，则该汽车发动机的牵引力为_____N。 1.38×108 690 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 14 12.（新题型　图表信息题）我国一款拥有自主知识产权的汽车在水平路面测试，测试报告如下表所示。已知汽油的热值q=4.6×107 J/kg，汽油的密度为0.75×103 kg/m3。求该汽车在本次测试过程中： （1）汽油完全燃烧放出的热量； （2）发动机所做的有用功； （3）发动机的效率。 解：（1）由ρ= 可得，消耗汽油的质量m=ρV=0.75×103 kg/m3×8×10-3 m3=6 kg 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 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 15 （2）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 （3）发动机的效率 η= =30% 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 13.某款太阳能热水器平均每小时接收4.2×106 J的太阳能。在5 h的有效照射时间内，使热水器中100 kg、初温为20 ℃的水温度升高到60 ℃。求该过程中：［c水=4.2×103 J/（kg·℃），q煤=3.0×107 J/kg］ （1）水吸收的热量； （2）太阳能热水器的效率； （3）若改用热效率为40%的煤炉达到同样的烧水效果，需要燃烧煤的质量。 类型3　综合应用 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 17 （1）热水器中的水吸收的热量 Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103 J/（kg·℃）×100 kg×（60 ℃-20 ℃）=1.68×107 J （2）热水器5 h内接收到的太阳能E=4.2×106 J/h×5 h=2.1×107 J 热水器的效率η==×100%=80% （3）由η=可知，煤完全燃烧放出的热量 Q放===4.2×10 J 由Q放=mq可知，需要完全燃烧煤的质量 m煤===1.4 kg 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 18 14.（新情境　先进科技）如图所示，一辆无人驾驶智能公交车以某速度在一段 平直的公路上匀速行驶一段距离时，消耗汽油2 kg，该汽油机 的效率为30%，在这段行驶过程中受到的平均阻力为103 N。 ［q汽油=4.5×107 J/kg，c水=4.2×103 J/（kg·℃）］ （1）若其行驶的速度为20 m/s，求该公交车发动机此时的功率。 （2）消耗2 kg汽油，有多少能量被发动机转化为有用功？ （3）假设该公交车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完 全燃烧放出的热量的42%，若这些废气带走的能量全部被质量为200 kg的水吸收， 求水升高的温度。（水未沸腾） 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 19 （1）根据二力平衡的条件可知，牵引力F=f=103 N；该公交车发动机此时的 功率P===Fv=103 N×20 m/s=2×104 W。 （2）2 kg汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=2 kg×4.5×107 J/kg=9×107 J， 转化成的有用功W=ηQ放=30%×9×107 J=2.7×107 J。 （3）水吸收的热量Q吸=Q废气=42%×Q放=42%×9×107 J=3.78×107 J，由 Q吸=cmΔt得，水升高的温度Δt==/×200 kg=45 ℃。 目 录 导 航 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 13 14 20 21 $$