内容正文:
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第十四章 内能与热机
课时分层提优
专题一 热学计算
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类型一 根据热量公式进行计算
1.甲、乙两物体的质量之比为 ,乙的比热容是甲的比热容的两倍,若它们升高
相同的温度,则甲、乙两物体吸收的热量之比为( )
B
A. B. C. D.
2.蒸米时,木桶中米内能的增加是通过________方式实现的;完
全燃烧的干木柴能释放出__________ 的热量。(干木柴的热值为
)
热传递
[解析] 蒸米时,木桶中米内能的增加是通过热传递方式实现的。完全燃烧 干
木柴放出的热量 。
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3. 传统文化 民谚“五月五、过端午、蒸粽子”,呈现了
端午节文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的水蒸气进行加热。用 的水蒸粽子,
当水沸腾时,水温升高了。, 。求:
(1)从加热至沸腾,水吸收的热量;
解:由题意可知,水吸收的热量
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(2)此过程若采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为 ,需要完全燃烧煤的质量。
解:由得,煤炉放出的热量
由得,需要完全燃烧煤的质量
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类型二 热平衡方程
4.将装有热牛奶的奶瓶放入室温的水中,装水容器中的水温约,质量约为 ,
热牛奶的温度约为,质量约为 ,经过一段时间后,再测量容器中的水和
奶瓶中的牛奶的温度均为 ,若牛奶放出的热量全部被水吸收,则牛奶的比热
容为多少?
解:水吸收的热量
牛奶释放的热量 ,
由 可得,
牛奶的比热容
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5.需要配制的洗澡水,现在有足量的凉水、热水,凉水的温度为 ,
热水的温度为,求需要凉水和热水各多少千克? 提示:凉水吸热与热水放热
相等,
解:设凉水的质量为,则热水的质量 ,
凉水升高的温度 ,
热水降低的温度 ,
由题可知,则 ,
即 ,
解得 ,
则热水的质量
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类型三 能量转化效率问题的计算
6.某载重汽车自重,车轮与地面的总接触面积为,汽车以 的速度
在平直公路上匀速行驶时,柴油发动机的功率为,每行驶 消耗柴油
,柴油的热值为,取 。下列说法中( )
D
①完全燃烧柴油放出的热量为 ②该柴油发动机效率为
③汽车的牵引力为 ④若公路所能承受的最大压强为 ,汽车最
多能装载 的货物
A.只有①②正确 B.只有③④正确 C.只有①③正确 D.只有②③正确
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7.小美在老师指导下进行了以下实验:甲、
乙两烧杯各装 水,用酒精灯加热甲烧杯,煤油灯加热
乙烧杯,直至杯内水沸腾1分钟即熄灭该灯,测得消耗酒精
、煤油 。她根据实验数据绘制了水温与加热时间关
B
A.整个过程,甲杯中的水吸收的热量更多
B.前3分钟,乙杯中的水吸收的热量为
C.消耗的煤油完全燃烧放出的热量为
D.酒精灯加热的效率为
系的图像(如图所示)。若水沸腾前质量不改变,同一杯水沸腾前后单位时间内吸
收的热量相等, , ,
,则下列说法正确的是( )
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[解析] 由于甲、乙两烧杯装水的质量相等,水的初始温度相同,根据
可知,水沸腾前,两杯水吸收的热量相等,
,
且同一杯水沸腾前后单位时间内吸收的热量相等,则整个过程甲、乙两杯水所吸收的热量分别为 ,
,所以整个过程乙杯中的水吸收的
热量更多,A错误;3分钟时乙杯中的水恰好沸腾,吸收的热量 ,
B正确;整个过程消耗的煤油完全燃烧放出的热量
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,C错误;在
整个过程中,燃烧 酒精所释放的热量
,酒精灯加热的
效率 ,D错误。
8.2024 年 4 月 ,两辆氢能源汽车实现了从北京 到上海1 500 公里长距离运输测试 ,这是中国 氢能源车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际 运输测试。如图所示是某款氢能源汽车 ,该款氢 能源汽车在公路上行驶30 km ,用时0. 4 h ,受到 的牵引力为1. 4 ×103 N,消耗氢气0. 8 kg ,则此过 程中汽车行驶的平均速度为 75 km/h ,氢气完 全燃烧放出的热量为 1. 12 ×108 J,利用氢能 的效率为 37. 5% 。(q氢气 =1. 4 ×108 J/kg)
9.某物理兴趣小组的同学,用煤炉给水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程
中水温随时间变化的图线,若在内完全燃烧了 的煤,水的比热容为
,煤的热值约为 。求:
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(1)煤完全燃烧产生的热量;
解:煤完全燃烧产生的热量
(2)已知该煤炉烧水的热效率为 ,则水吸收了多少热量?
解:水吸收的热量
(3)煤炉中水的质量。
解:根据 可知,煤炉中水的质量
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10.小明家新买来一台容积为 的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后,
尝试估测该热水器的热效率,他把“进水量”设置为,“出水温度”设置为 后,
开始加热。当水温达到时,自动停止加热。已知当时自来水的温度是 ,
加热前天然气表的示数是,停止加热后变为 。[天然气的热值
,水的比热容 ,水的密度
求:
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(1)水箱中水的质量;
解:水箱中水的质量
(2)水箱中水吸收的热量;
解:水箱中水吸收的热量
(3)该热水器的热效率。
解:天然气放出的热量
该热水器的热效率
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