粤沪九上物理-两个热量公式的运用辨析

两个热量公式的运用辨析

湖北 付克华

t cm Q ∆=和qm

Q =都可以用来计算热量，但它们使用的对象是不同的，很多同学对这两个公式的理解十分模糊，导致无法正确使用。

一、区别

t cm Q ∆=适用于任何物体，

它是用来计算物体温度发生改变时，吸收或放出热量多少的。温度升高时，物体要吸热)(0t t cm Q -=吸；温度降低时，物体要放热)(0t t cm Q -=放。其中c 是物质的比热容，表示1kg 的某种物质温度升高1℃时吸收的热量；t 0是物体的初温，t 是物体的末温。

qm Q =放只适用于燃料，比如煤、石油、酒精等，对于非燃料物质不能使用，比如水、石头等就不能使用该公式。其中的q 等于单位质量的燃料完全燃烧释放的热量，m 是该燃料燃烧的质量。某些气体燃料的热值单位是J/m 3，计算这些气体释放的热量还必须知道燃烧气体的体积。

二、联系

燃料燃烧释放的热量qm Q =放，被有效吸收的热量是t cm Q ∆=吸。一般情况下，燃料燃烧释放出的热量是总能量，被有效吸收的热量是其中的一部分，被有效吸收利用的热量占燃料完全燃烧释放的总热量的比值，叫做热效率。热效率的大小与吸Q 和放Q 的多少均无关，只和吸Q 与放Q 的比值有关，比值越大，热效率越高。

三、运用

例1 用煤气灶把2kg ，初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g 煤气，已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg ，则水吸收的热量为 J ，煤气完全燃烧放出的热量为 J ，煤气灶烧水的效率为 %。

解析 水吸收的热量是

J 102.4℃30℃80(kg 2℃J/(kg 102.4)(530⨯=-⨯⨯⋅⨯=-=））水吸t t cm Q

煤气完全燃烧放出的热量是

J 104.8kg 1020J/kg 102.4537⨯=⨯⨯⨯==-煤气放qm Q

煤气灶烧水的效率为%50J

104.8J 102.455=⨯⨯==放吸

Q Q η 答案 4.2×105 8.4×105 50

点拨 在求解各类热效率时，要记住燃料燃烧释放的热量为总能量，应放在分母计算。

例2 (2013大连)用某锅炉把50kg 的水从20℃加热到100℃。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。试求：

（1）水吸收的热量是多少？

（2）这些热量相当于完全燃烧多少千克酒精放出的热量？（酒精的热值是3.0×107J/kg ）

解析（1）水升温需要吸收的热量为

J 1068.1℃20℃100(kg 50℃J/(kg 102.4)(730⨯=-⨯⨯⋅⨯=-=））水吸t t cm Q

（2）酒精燃烧需要放出的热量J 1068.17⨯==放吸Q Q 需要完全燃烧的酒精质量为kg 56.0J/kg 100.3J 1068.177=⨯⨯==q Q m 放

酒精 答案 （1）1.68×107J （2）0.56kg

点拨 要注意区分两个质量m ，燃料的质量m 对应的是放出的热量放Q ，其他物质（很多情况下指的是水）的质量m 对应的是吸收的热量吸Q 。