人教版九年级物理全册第十四章专题训练：热量的综合计算及答案

热量的综合计算▶类型一一般吸、放热问题
【解题指导】:①物体温度升高时吸收热量的公式:Q
吸=cmΔt=cm(t-t
);②物体
温度降低时放出热量的公式:Q
放=cmΔt=cm(t
-t);③燃料完全燃烧时放出热量的
公式:Q
放=mq或Q
放
=Vq。

1.小明用酒精炉将一壶质量为3 kg、温度为20 ℃的水加热至90 ℃,水吸收的热量是J,若这一过程中酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则需要完全燃烧g的酒精。

[q酒精=3.0×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
2.为了减少大气污染,可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤,完全燃烧2 kg秸秆煤可放出J的热量;若这些热量完全被水吸收,可使kg的水温度由20 ℃升高到60 ℃。

[已知q秸秆煤=2.1×107J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
3.物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量均为200 g的沙子和水加热。

他们绘制出沙子和水的温度随加热时间变化的图象分别如图1(a)、(b)所示,已知水的比热容是
4.2×103 J/(kg·℃),求:
(1)加热2 min时,水吸收的热量。

(2)沙子的比热容。

图1
4.人造湖有“吸热”功能,在炎热的夏季能大大减弱周围地区的“热岛效应”。

某人造湖湖水的质量为8×107 kg。

[c水=4.2×103 J/(kg·℃),c沙石=0.9×103 J/(kg·℃)]
(1)这些湖水温度升高3 ℃,吸收的热量是多少?
(2)这些热量若全部被等质量的沙石吸收,则可以使沙石的温度升高多少摄氏度?
▶类型二热平衡问题
【解题指导】:在热传递的过程中,若不计热量损失,则有Q吸=Q放。

5.由于天气寒冷,吃早饭时妈妈要用热水给小明加热250 g瓶装牛奶,使这瓶牛奶的温度由10 ℃最终升高到50 ℃。

问:[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),牛奶的比热容为2.1×103 J/(kg·℃),不计热量损失,瓶重不计]
(1)牛奶需要吸收多少热量?
(2)妈妈至少要用多少千克60 ℃的热水?
6.现有一质量为400 g的金属球,放入质量为200 g的冷水中,金属球的初温为320 ℃,冷水的初温为20 ℃,达到热平衡后,金属球和水的共同温度为70 ℃。

不计热量损失,求:水吸收的热量和该金属的比热容。

[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
▶类型三 热量的利用率问题
【解题指导】:①热机效率的计算公式:η=
×100%,其中Q 放=mq 或Q 放=Vq,W
有用
=Fs 或
W 有用=Pt;②锅炉效率的计算公式:η=×100%,其中Q 吸=cm Δt;③太阳能集热器效
率的计算公式:η=×100%,其中Q
太阳能
=P 0St(P 0是指光照功率,S 指光照面积,t
指照射时间)。

7. 为了减少环境污染,共建绿水青山的美好生态,某市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭,设天然气的热值为4.2×107 J/kg,完全燃烧0.2 kg 天然气放出的热量为 J;若这些热量的25%被12.5 kg 、30 ℃的水吸收,能使水的温度升高到 ℃。

[c 水=4.2× 103 J/(kg ·℃)]
8. 截至2019年4月14日,泸州云龙机场已开通31条航线。

从云龙机场飞往北京的某航班在水平跑道上加速的初始阶段,牵引力沿水平方向,大小为9.2×104 N,经过的路程为1000 m,则牵引力所做的功为 J;若飞机发动机的效率为25%,在此过程中,消耗的汽油为 kg,这些汽油的体积为 m 3。

(假设汽油完全燃烧,汽油的密度ρ=0.7× 103 kg/m 3,汽油的热值q=4.6×107 J/kg)
9. 太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一,如今太阳能热水器已走进了千家万户。

如图2所示,某家庭太阳能热水器接收太阳能的总有效面积为2 m 2,1 m 2面积上1 h 接收到的太阳能平均为2.52×106 J,若阳光照射该热水器5 h,可以使质量为80 kg 的水温度升高30 ℃,求:[c 水=4.2×103 J/(kg ·℃),q 干木柴
=1.2×107
J/kg]
(1)水吸收的热量。

(2)若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供,需要完全燃烧多少千克干木柴。

(假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
(3)该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点。

图2
10.一辆汽车为50 km长的新建大桥进行通车测试,如图3所示。

汽车总质量为1.5 t,以100 km/h的速度匀速直线通过大桥,受到的阻力是车总重的0.08,全程消耗了4 kg的汽油。

求汽车通过大桥:(g取10 N/kg,假设汽油完全燃烧)
(1)所需的时间。

(2)牵引力所做的功。

(3)汽油机的效率。

(q汽油=4.6×107 J/kg)
图3
答案
1.8.82×105 29.4
2.4.2×107 250
3.(1)由图(b)可知,加热 2 min,水的温度从20 ℃上升到70 ℃,故水吸收的热量:Q 水吸=c 水m 水Δt 水=
4.2×103 J/(kg ·℃)×0.2 kg ×(70 ℃-20 ℃)=4.2×104 J 。

(2)相同时间内酒精灯燃烧放出的热量相同,在2 min 的时间内,Q 沙吸=Q 水吸=4.2×104 J,又因为加热2 min,沙子的温度从20 ℃上升到250 ℃,即Δt 沙=250 ℃-20 ℃
=230 ℃,
m 沙=200 g =0.2 kg,故c 沙==≈0.91×103 J/(kg ·℃)。

4.(1)水吸收的热量:
Q 吸=c 水m Δt=4.2×103 J/(kg ·℃)×8×107 kg ×3 ℃=1.008×1012 J 。

(2)这些热量若全部被等质量的沙石吸收,由Q=cm Δt 可得,沙石升高的温度: Δt'===14 ℃。

5.(1)牛奶吸收的热量:Q
吸
=c
牛奶
m
牛奶
(t-t 01)=2.1×103 J/(kg ·℃)×0.25 kg ×
(50 ℃-10 ℃)=2.1×104 J 。

(2)不计热量损失,Q 吸=Q 放=2.1×104 J,又Q 放=c 水m 水(t 02-t ),则m 水===0.5
kg 。