第十四章 内能的利用 小专题：热量的相关计算--2025-2026学年人教版物理九年级全一册

姓名_________ 日期______ 等第_____ 第十四章　内能的利用 小专题：热量的相关计算 1. 茶文化在我国历史悠久,饮茶成了现代人们的一种休闲生活方式。在户外人们常使用卡式炉进行煮茶,其采用丁烷气体作为燃料。若在水壶装入1kg初温为20℃的水,用卡式炉加热至100℃,消耗了14g丁烷气体,求:[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),丁烷的热值为4.8×107J/kg] (1) 14g丁烷完全燃烧放出的热量。 (2) 水吸收的热量。 (3) 卡式炉的加热效率。 2. 中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳,合成液态燃料,作为杭州第19届亚运会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验,测量该燃料的热值。 ① 在空酒精灯内加入适量该液态燃料,得到“燃料灯”。 ② 在空烧杯内加入1kg水,测得水的初温为31℃,点燃“燃料灯”开始加热。 ③ 当水恰好沸腾时,立即熄灭“燃料灯”,测得“燃料灯”消耗燃料30g。 已知实验是在标准大气压下进行,用该装置加热水的效率为42%。求: (1) 此过程中,烧杯内水吸收的热量。 (2) 该液态燃料的热值。 3. 如图所示,某品牌氢能自行车在某次测试过程中,一次性充满0.02kg氢气,在牵引力恒为42N的情况下,恰好骑行了50km。若氢气的热值为1.4×108J/kg,则该测试过程中: (1) 氢气完全燃烧产生的热量是多少? (2) 牵引力做的功是多少? (3) 氢能自行车的效率是多少? 4. 如图所示,一辆小轿车以15m/s的速度沿平直路面匀速行驶60km,受到的阻力是1200N。此过程中: (1) 求小轿车牵引力所做的功。 (2) 求小轿车牵引力做功的功率。 (3) 此过程中小轿车牵引力所做的功,若由效率为30%的汽油机来完成,则需要完全燃烧多少千克的汽油?(q汽油取4×107J/kg) 5. 科学家正在研制一种用水作燃料的“零排放汽车”,其工作原理是水和硼反应产生氢,氢再进入内燃机燃烧或装入燃料电池发电,后续反应产生的水又被收集,唯一副产品“氧化硼”还可以再转变成硼并循环利用。(g取10N/kg) (1) 据科学家计算,一辆汽车一次装载18kg硼和45L水,反应放出的能量与30kg汽油完全燃烧放出的能量相当(汽油的热值为4.6×107J/kg),30kg汽油完全燃烧放出的能量是多少? (2) 若该车以108km/h的速度在水平路面上匀速直线行驶,该车的质量是1.6t,车受到的阻力是车重的10%,则该车发动机的输出功率是多大? 【巩固练习】 1．用煤炉烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了1.4kg的煤，煤的热值约为3×107J/kg。试求：(1)水吸收的热量是多少?(2)该煤炉烧水时的热效率是多少? 2．某人跑3km消耗的能量约为8.4×105J，酒精的热值为3.0×107J/kg，试求： （1）若这些能量由完全燃烧酒精获得，需要完全燃烧酒精多少克？ （2）若燃烧这些酒精用来加热水，且酒精灯的效率为40%，则能将多少千克的水加热，使之温度升高50℃？ 3．两个相同的烧杯内分别装有0.2kg水和0.2kg酒精，若用相同的加热器给它们分别加热，根据加热时间与其对应上升到的温度，描绘成如图所示的图像．假如加热器放出的热量全部被吸收．计算: （1）加热5min,水吸收的热量是多少? （2）酒精温度从15℃升高到43℃，吸收多少热量? （3）酒精的比热容是多少? 4．小红在学习了“比热容”的有关知识后，知道单位质量的不同物质在升高相同温度时，所吸收的热量不同，为了描述物质的这种性质，引入了一个新的物理量……比热容，于是她又想到晶体在熔化时，温度虽然保持不变，但需要吸收热量，那么单位质量的不同晶体熔化时所吸收的热量是否相同昵？带着这个疑问，小红在实验室利用电热器加热，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线如图所示。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段水吸收的热量是多少？ （2）计算出冰的比热容； （3）若规定“质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”，根据图中所给的信息，计算出冰的熔化热λ。 5．一种全新的压缩燃烧原理可使汽油发动机的效率达到60%。所谓发动机效率是指发动机所做的有用功与汽油完全燃烧释放的热量之比。当前汽油发动机的最高效率约为30%。假期小明全家驾车去某地旅游，在高速公路上以25m/s的速度匀速行驶1h的过程中，消耗了6.4kg汽油（完全燃烧）， 汽车牵引力功率为20kW。（汽油热值q汽油=4.5×107J/kg）。求： (1)该汽车行驶过程中所受到的阻力f； (2)该汽车发动机的效率η； (3)当小明家的汽车采用了全新的压缩燃烧原理后，发动机的效率提升到了50%。若小明全家在一次自驾旅行中，汽车油箱内剩余汽油的质量为16kg。请通过计算说明：若该车以20kW的功率和25m/s的速度持续匀速行驶，该车能否仅凭剩余油量到达400km远的目的地？ 参考答案 1、(1)6.72×105J；(2)3.36×105J；(3)50%；2、(1)2.898×105J；(2)2.3×107J/kg；3、(1)2.8×106J；(2)2.1×106J；(3)75%；4、(1) 7.2×107J；(2) 1.8×104W；(3)6kg；5、(1)1.38×109J；(2)4.8×104W； 【巩固练习】 1．(1) 3.36×106J； (2)8%； 2．（1）28g；（2）1.6kg 3．（1）1.68×104J；（2）1.344×104J；（3）2.4×103J/（kg·℃）； 4．（1）4.2×104J；（2）2.1×103J/（kg·℃）；（3）3.36×104J/kg； 5． (1)800N；(2)25%；(3)能 1 学科网（北京）股份有限公司 $