热学计算
高中物理中的热学中的重要公式
高中物理中的热学中的重要公式热学是物理学的一个重要分支,研究热量和能量转换的规律。
在学习热学的过程中,经常会用到一些重要的公式,这些公式具有很强的实用性和指导意义。
本文将介绍高中物理中热学中的几个重要公式。
一、热量Q计算公式热量是物体与外界交换能量的形式,可以通过温度变化来计算。
根据热力学的基本原理,热量的计算公式为:Q = mcΔT其中,Q表示热量,单位是焦耳(J);m表示物体的质量,单位是千克(kg);c表示物体的比热容,单位是焦耳/千克·摄氏度(J/(kg·°C));ΔT表示温度的变化量,单位是摄氏度(°C)。
这个公式可以用于计算材料在温度变化过程中的热量变化,比如热传导、热辐射等。
二、热传导的热流量计算公式热传导是热能在固体、液体或气体中通过分子间的传递而引起的热平衡现象。
热传导的热流量可以通过以下的公式来计算:Q = kAΔT/Δx其中,Q表示热流量,单位是焦耳/秒(J/s);k表示物体的导热系数,单位是焦耳/(米·秒·摄氏度)(J/(m·s·°C));A表示传热面积,单位是平方米(m^2);ΔT表示温度差,单位是摄氏度(°C);Δx表示热传导的长度,单位是米(m)。
这个公式可以用于计算热传导过程中的热流量,比如导热管、导热材料等。
三、热辐射能量计算公式热辐射是物体由于内部热运动而释放能量的过程,主要通过电磁辐射方式传递。
热辐射的能量可以通过以下的公式计算:P = εσAT^4其中,P表示辐射功率,单位是瓦特(W);ε表示物体的发射率,取值范围在0和1之间,无单位;σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数,约为5.67×10^-8W/(m^2·K^4);A表示物体的表面积,单位是平方米(m^2);T表示物体的绝对温度,单位是开尔文(K)。
这个公式可以用于计算热电设备、辐射热传输等,也可以用于估计天体的表面温度。
热学计算
5、一单缸汽油机的飞轮每分钟转600r,设做功冲程中燃气对活塞的压 强保持5×105Pa不变,活塞冲程为0.2m,活塞面积为100cm2,求汽油机 的功率。
【分析】燃气对活塞的压力为F=pS,做功冲程中燃气压力对活塞做的功为 W0=FL,L为活塞的行程。四冲程汽油机飞轮转两圈对外做功1次,该汽油机1min 对外做功n2次,1min对外做功W=n2W0。求出汽油机1min对外做的功,则可根据 P=Wt,求出功率。 【解答】已知n=600r/min,p=5×105Pa,L=0.2m,S=100cm2=10-2m2 燃气对活塞的压力 :F=pS=5×105Pa×10-2m2=5000N 燃气压力对活塞做的功 :W0=FL=5000N×0.2m=1000J 汽油机1min对外做功的次数 n/2=600/2=300次 1min对外做的功 :W=n/2×W0=300×1000J=3×105J 汽油机的功率 :P=W/t=3×105J/60s=5000W=5kW 答:汽油机的功率为5kW。 【点评】 弄清楚热机一个工作循环中做功情况,正确理解压强公式p=FS,功的公式 W=FL是解答此题的关键。飞轮每转两圈做功一次,这一定要清楚,否则容易出错。
4、把质量为200g的铅块加热到98℃,然后投入温度为12℃,质量 为80g的水里,最后铅块和水的温度相同,都是18℃。问: (1)此过程中,水吸收的热量是多少? (2)此过程中,铅块放出的热量是多少? (3)从内能的转移角度来看,水吸收的热量与铅块吸收的热量应该 是相等的。试分析本题中二者不相等的原因。 【解答】(1)由吸热公式Q吸=mcΔt,查表可知,c水=4.2×103J/(kg⋅℃), 则此过程中,水吸收的热量是 : Q吸=80×10-3kg×4.2×103J/(kg⋅℃)×(18℃-12℃)=2016J (2)由放热公式Q放=mcΔt,查表可知c铅=1.3×102J/(kg⋅℃), 则此过程中,铅块放出的热量是 : Q放=200×10-3kg×1.3×102J/(kg⋅℃)×(98℃-18℃)=2080J (3)水吸收的热量是由铅块放出的热量传递的,由能量守恒定律可知,两 者大小应相等,即Q吸=Q放,但数据显示Q吸小于Q放,可能的原因是内能从铅 块转移到水中的过程中,有部分热量损失了,比如传给了容器,传给了周围 的空气等,所以在转移过程应该考虑损失的热量,即热量转移的效率。 【点评】本题前两步属于简单计算,第三步是探究性的问题,要有理有据 地按照题意分析,不能凭感觉随便解答。
热学如何计算物体的热量传递
热学如何计算物体的热量传递热学是研究热现象以及与之相关的能量转移和传递的一门学科。
当涉及到物体的热量传递时,热学提供了一些计算方法和公式来解决这个问题。
本文将介绍一些常用的热传导、热辐射和对流传热的计算方法。
一、热传导的计算热传导是指物质内部由热高处到热低处的传递过程。
有两个关键参数需要考虑:热传导率(λ)和温度梯度(ΔT)。
热传导的计算方法可以用傅里叶定律表示:Q = λ * A * ΔT / L其中,Q表示传热量,λ表示热传导率,A表示传热面积,ΔT表示温度差,L表示传热距离。
利用这个公式,我们可以计算出物体中传递的热量。
举个例子,假设有一个铁棒,长为1米,温度差为10摄氏度,横截面积为0.01平方米,热传导率为80瓦特/米·摄氏度。
那么,可以使用上述公式计算出传热量:Q = 80 * 0.01 * 10 / 1 = 8瓦特所以,该铁棒在这个条件下传递的热量为8瓦特。
二、热辐射的计算热辐射是指物体通过辐射波长范围内的能量传递热量。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律,热辐射的传热量可以通过以下公式计算:Q = ε * σ * A * (T₁^4 - T₂^4)其中,Q表示传热量,ε表示发射率,σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数(5.67 × 10^-8瓦特/米²·开尔文^4),A表示发射面积,T₁和T₂分别表示两个温度。
例如,假设一个黑色球体的表面积为1平方米,发射率为0.95,表面温度为400开尔文,周围环境温度为300开尔文。
将这些数值代入上述公式中,可以计算出传热量:Q = 0.95 * 5.67×10^-8 * 1 * (400^4 - 300^4) = 65.2瓦特因此,在这种情况下,黑色球体通过热辐射传递的热量为65.2瓦特。
三、对流传热的计算对流传热是指物质与周围介质通过流动来交换热量的过程。
对流传热的计算比较复杂,需要考虑流体的性质、速度和传热面积等参数。
人教版初中物理九年级上册专题三《热学综合计算》精品课件
4.(2017·百色)天然气灶使用方便、经济环保,备受人们青睐。小明用天 然气灶将一壶质量为3 kg、温度为20 ℃的水加热至90 ℃,用时约10 min。已 知:天然气的热值为3.5×107 J/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。求:
由 Q 放=Vq 得,需要天然气的体积: V=Qq放=31.5.4×7×1017 0J6/mJ 3=0.042 m3
5.(2018·库伦旗期末)某物理兴趣小组的同学,用煤炉给8 kg的水加热,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4 min内完 全燃烧了1.4 kg的煤,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),煤的热值约为3×107 J/kg。求:
再见!
(2)由η=Q 吸/Q 放得,被水吸收的热量:
Q 吸=ηQ 放=90%×1.05×l07 J=9.45×106 J;
由 Q 吸=cmΔt 可得,
水升高的温度Δt=Qcm吸=4.2×103
9.45×106 J J/(kg·℃)×100
kg=22.5
℃
2.王大刚同学和家人在郊外野餐,用木炭烧水。铁锅内装有5 kg水,把水从 18 ℃加热至98 ℃,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。如果木炭的热值为 3.4×107 J/kg,它燃烧放出的热有10%被水吸收。求: (1)在这个过程中水吸收的热量。 (2)在这个过程中用掉多少木炭。 解:(1)Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg× (98 ℃-18 ℃)=1.68×106 J
天然气的热值q天燃气=7.0×107 J/m3]求: (1)体积为0.01 m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少? (2)若这些热量的90%被质量为100 kg的水吸收,则水升高的温度是多少?
热力学计算公式整理
热力学计算公式整理热力学是研究物质的热与能的转化关系的学科,是广泛应用于化学、物理、工程等领域的重要理论基础。
在热力学计算中,有一系列公式被广泛应用于热力学参数的计算和分析。
1.热力学基本方程:对于一个热力学系统,其内部能量U可以由其热力学状态变量来表示,常用的基本方程有:U=TS-PV+μN其中,U为内部能量,T为温度,S为熵,P为压力,V为体积,μ为化学势,N为摩尔数。
2.热力学函数的计算:(1)焓(H)的计算公式:H=U+PV其中,H为焓,U为内部能量,P为压力,V为体积。
(2)外界对系统做的功(W)计算公式:W=-∫PdV其中,W为功,P为压力,V为体积,积分为从初态到末态的过程。
(3)熵(S)的计算公式:dS=dQ/T其中,S为熵,dS为熵的微分,dQ为系统的热量变化,T为温度。
(4) Helmholtz自由能(A)的计算公式:A=U-TS其中,A为Helmholtz自由能,U为内部能量,T为温度,S为熵。
(5) Gibbs自由能(G)的计算公式:G=U-TS+PV其中,G为Gibbs自由能,U为内部能量,T为温度,S为熵,P为压力,V为体积。
3.热力学热力学参数的计算:(1)热容的计算公式:Cv=(∂U/∂T)V其中,Cv为定容热容,∂U/∂T为导数,V为体积。
Cp=(∂H/∂T)P其中,Cp为定压热容,∂H/∂T为导数,P为压力。
(2)趋近于绝对零度时的熵变ΔS的计算公式:ΔS = Cvln(T2/T1) + Rln(V2/V1)其中,ΔS为熵的变化,Cv为定容热容,T2和T1为温度的变化,R 为气体常数,V2和V1为体积的变化。
(3)等温过程中的吸热计算公式:q=ΔH=nCpΔT其中,q为吸热,ΔH为焓的变化,n为物质的摩尔数,Cp为定压热容,ΔT为温度的变化。
(4)等温过程中的做功计算公式:w=-ΔG=PΔV其中,w为做功,ΔG为Gibbs自由能的变化,P为压力,ΔV为体积的变化。
热学应用热传导和热辐射计算热量
热学应用热传导和热辐射计算热量热量是物体内部的热运动能量,其传递方式主要有热传导和热辐射两种。
在热学中,我们常常需要计算物体的热量,以便了解其热态变化和热力学性质。
本文将介绍热传导和热辐射的基本概念,并讨论如何计算热量。
一、热传导热传导是指物体内部的热能沿温度梯度传递的现象。
在均匀的固体材料中,热传导的计算可以使用傅立叶热传导定律。
该定律表明,热流密度Q和热传导方向上的温度梯度dT/dx成正比,即:Q = -kA(dT/dx)其中,Q是单位时间内通过单位面积的热量传递,k是热导率,A是传热方向上的单位横截面积,dT/dx是温度梯度。
在实际计算中,我们可以根据物体的几何形状和材料的热导率来确定传热方程。
对于简单几何形状,如直线杆状物体,可以使用以下公式计算热量:Q = kAΔT/Δx其中,ΔT是温度差,Δx是热量传递的距离。
对于复杂几何形状的物体,可以利用数值方法,如有限元法或有限差分法,进行热传导计算。
这些方法可以将物体划分为小的网格单元,并通过迭代计算得到每个单元的热量变化。
二、热辐射热辐射是指物体由于其温度而发射的热能。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律,热辐射的总辐射功率与物体的表面积A和温度T的四次方成正比,即:P = σAT^4其中,P是辐射功率,σ是斯特藩-玻尔兹曼常数,约为5.67×10^-8W/(m^2·K^4)。
在计算热辐射时,我们可以根据物体的表面特性和温度来确定辐射传热方程。
一般情况下,物体的热辐射可以通过黑体辐射来进行近似计算。
黑体是指具有完全吸收所有辐射的理想物体,其辐射功率与温度之间存在简单的关系。
然而,大多数实际物体并不是完美的黑体,因此我们需要引入表面发射率ε来修正计算。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律,热辐射功率可以表示为:P = εσAT^4其中,ε是表面发射率,其取值范围在0和1之间。
三、热量计算在实际应用中,我们通常需要计算物体在一定时间内的热量变化。
对于热传导,可以根据传热方程和初始条件,使用数值方法或解析方法求解得到热量变化。
热力学基础知识及常用计算
34320 5614 16800 38700 12900 9460
43840 5100 20880 33420 11220 9540
36960 4474 20220 31920 10500 9140
平均单耗 213.91
306036
327590
312020
302859
297136
291014
合计 108821 40920 73123 84630 138450 21940 90315 36900 33250 80524 93200 39444 204560 51917 222400 31821 148800 217200 74760 43680 1836655
23550
21300
3767
3750
3368
15510
15450
13920
6300
6300
5610
5980
5940
5300
15138
14915
12601
16640
16520
15120
3月-4月 18030 6600 17469 13620 23820 3580 14850 5880 4840 12499 15120
备的散热量,供热用户采暖设备的散热量等于供热系统的供热量。即
Q1 Q2 Q3
第二部分 供热水耗、电耗、热耗 计算及说明
指标计算是指标分析的基础,指标分析是指标管控的有效手段,指标的 科学管控直接影响公司效益。
一、生产指标计算
主要内容
1.生产指标计 算的基础公
式
2.热耗分析中 常见的概念、
术语
对于确定的散热器a、b、c为定值, 可见对流散热器散热量Q2影响因素有 散热器的平均传热温差Δt和热水的质 量流量qm。
热力学中的功和热量的计算方法
热力学中的功和热量的计算方法热力学是研究能量转化和能量传递的科学,功和热量是热力学中重要的概念。
本文将介绍热力学中的功和热量的计算方法。
一、功的计算方法功是热力学中描述系统能量转化的方式,通常表示为W。
在热力学中,功可以通过以下几种方式进行计算。
1. 压力-体积功当气体发生体积变化时,通过外界施加压力所做的功可以通过以下公式计算:W = PΔV其中,W代表功,P代表外界施加的压力,ΔV代表气体体积的变化量。
2. 力-位移功当施加力F使物体发生位移d时,通过施加的力所做的功可以通过以下公式计算:W = Fd其中,W代表功,F代表施加的力,d代表物体的位移。
3. 自由能功自由能是热力学中的重要概念,可以简单理解为系统可用的能量。
当系统由初始状态变化到最终状态时,可以计算自由能的变化量ΔG,并通过以下公式计算功:W = -ΔG其中,W代表功,ΔG代表自由能的变化量。
二、热量的计算方法热量是热力学中描述能量传递的方式,通常表示为Q。
在热力学中,热量可以通过以下几种方式进行计算。
1. 比热容方法当物体的温度发生变化时,通过比热容的计算可以得到热量的变化量。
比热容可以通过以下公式计算:Q = mcΔT其中,Q代表热量,m代表物体的质量,c代表物体的比热容,ΔT代表温度的变化量。
2. 热力学第一定律法则热力学第一定律法则是能量守恒定律的推广,它表明能量不能被创造或销毁,只能从一种形式转化为另一种形式。
根据热力学第一定律法则,热量可以通过以下公式计算:Q = ΔE - W其中,Q代表热量,ΔE代表系统内能的变化量,W代表功。
3. 蒸发潜热和熔化潜热当物质由液体状态变为气体状态时,需要吸收的热量称为蒸发潜热。
当物质由固体状态变为液体状态时,需要吸收的热量称为熔化潜热。
蒸发潜热和熔化潜热可以通过以下公式计算:Q = mL其中,Q代表热量,m代表物质的质量,L代表蒸发潜热或熔化潜热。
结论热力学中的功和热量是描述能量转化和能量传递的重要概念。
初中物理热学公式
初中物理热学公式热学是物理学的一个分支,研究物体的热量传递和热力学性质。
它涉及到许多重要的物理定律和公式,对我们理解和应用热学原理有着重要的作用。
下面就是一些初中物理热学公式的详细介绍。
1. 热力学第一定律:ΔQ = ΔU + ΔW这个公式描述了热量传递、系统内能的变化和对外做功之间的关系。
其中,ΔQ表示系统吸收或释放的热量,ΔU表示系统内能的变化,ΔW表示系统对外做的功。
根据这个公式,我们可以计算系统的内能变化以及吸热或放热的量。
2. 热胀冷缩公式:ΔL = αL₀ΔT这个公式描述了物体的线膨胀或线收缩。
其中,ΔL表示长度的变化量,α表示线膨胀系数,L₀表示初始长度,ΔT表示温度的变化量。
这个公式可以应用于估计物体在温度变化下的尺寸变化。
3. 弹簧弹性势能公式:E = (1/2)kx²这个公式描述了弹簧的弹性势能。
其中,E表示弹簧的弹性势能,k表示弹簧的弹性系数,x表示弹簧的形变量。
根据这个公式,我们可以计算出弹簧的储能情况。
4. 热传导公式:Q = λA(ΔT/Δx)这个公式描述了物体内部通过热传导传递的热量。
其中,Q表示单位时间内传导的热量,λ表示热导率,A表示传热面积,ΔT表示温度差,Δx表示传热距离。
根据这个公式,可以计算物体内部的热量传导情况。
5. 比热容公式:Q = mcΔT这个公式描述了物体吸收或释放的热量。
其中,Q表示热量,m表示质量,c表示比热容,ΔT表示温度变化。
根据这个公式,我们可以计算物体吸收或释放的热量。
6. 直流电热效应公式:Q = I²Rt这个公式描述了电流通过导线时产生的热量。
其中,Q表示热量,I表示电流,R表示电阻,t表示时间。
根据这个公式,可以计算导线产生的热量,从而进行电热效应方面的设计和计算。
7. 热力学第二定律(卡诺定律):η = (Th - Tc) / Th这个公式描述了热机的热效率。
其中,η表示热效率,Th表示热机热源的温度,Tc表示热机冷源的温度。
热学计算
有关热量热值的计算题热学中的相关计算公式:(1)燃料燃烧放出热量的多少计算公式:Q=mq(适用于计算固体,液体燃料的燃烧)变形公式Q=qv(适用于计算气体燃料,如煤气、天然气等其中v代表气体的体积,单位是m3)(2)比热容的吸热、放热及通用公式:①Q吸=cm(t末温-t初温)=cm△t升(Q吸是吸收热量,单位是焦耳;c 是物体比热, m是质量;t初温是初始温度;t末温是后来的温度)② Q放=cm(t初温-t末温)=cm△t降通式为:Q= cm△t(3)热效率:燃料在燃烧时放出的热量,只有一部分被有效利用,被加热的物体吸收的热量与燃料燃烧时放出的热量之比。
公式为:h=Q有用Q放´100%(4)热机效率公式为:h=wQ´100%(其中W代表燃气所做的功,Q表示燃料完全燃烧所放出热量)注意:物理学中所有的计算注意单位的统一,不同的单位不能直接利用公式进行计算。
1.一个电热水壶内装有2 kg 的冷水,经过加热后水温从18℃升高到98℃,电热水壶内的水吸收的热量是多少?2.烧杯内80℃的热水放出2.1×104J的热量后,水温降低到55℃,则烧杯内水的质量是多少?3.由实验测量.质量是100g、初温是24℃的实心金属球吸收2.3×103J的热量后,温度升高到74℃,则该小球的比热容是多少?查图表可知这种金属可能是?几种物质的比热[单位:J/(kg·℃)]铝0.88×103钢铁0.46×103水银0.14×103铜0.39×103砂石0.92×103砂石0.92×1034.天然气是一种清洁能源,2m3的天然气完全燃烧能放出多少热量?(天然气的热值取7.1×107J/m3)5.木炭的热值是3.4x107J/kg ,完全然烧500g木炭,能放出多少的热量?6.酒精的热值是3×107J/kg,若要获得9×107J的热量,至少需要燃烧多少千克的酒精?7.吃早饭的时候,妈妈用热水给小雪加热250g的袋装牛奶.为了使这袋牛奶的温度由12℃升高到42℃,妈妈用60℃的热水给牛奶加热.(水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),该牛奶的比热容为2.5×103J/(kg•℃)).问:(1)在加热过程中,牛奶吸收了多少热量?(2)如果热水放出的热量有40%被牛奶吸收,问妈妈至少要用多少千克热水给牛奶加热?8.酒精是实验室里常用的燃料,现用酒精灯来加热水,若酒精完全燃烧产生的热量有50%被水吸收,现在把0.5kg 、20℃的水加热到100℃,需要燃烧多少克酒精?(q=3×107J/(kg·℃),c水=4.2×103J/(kg·℃))酒精9.小星家的太阳能热水器,水箱容积是200L.小星进行了一次观察活动:某天早上,他用温度计测得自来水的温度为20℃,然后给热水器水箱送满水,中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃.请你求解下列问题:(1)水箱中水的质量;(2)水吸收的热量(3)如果水吸收的这些热量,由燃烧煤气来提供,而煤气灶的效率为40%,求至少需要燃烧多少kg的煤气(煤气的热值为q=4.2×107J/kg)10.某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从20℃加热到100℃,燃烧了4kg的无烟煤.[水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),无烟煤的热值是3.4×107J/kg]试求:(1)锅炉内200kg的水吸收的热量是多少焦耳?(2)4kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳?(3)此锅炉的效率是多少?11.已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km,所用时间是8min,消耗燃油3L(假设燃油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内的功率为63kW.若燃油的密度是0.8×103kg/m3,热值为3.15×107J/kg,求:(1)汽车行驶速度是多少?(2)汽车行驶过程的牵引力是多大?(3)汽车发动机的效率是多少?12.把质量为200g的铅块加热到98℃,然后投进温度为12℃、质量为80g的水里,最后两者的温度相同,都是18℃.比较铅块放出的热量和水吸收的热量是否相同,并分析原因。
热学效率计算专题
热学效率计算专题(一) 物体温度变化时的热量计算:1Q = c m △t(保证 △t 〉0)2、燃料燃烧时放热Q 放= mq( q 为气体热值,单位:J /m 3, v 指消耗的燃料的体积,单位m 3 )(二)⑴ 被有效利用的能量与提供的总能量的比值 公式 η = W有用/ Q 总注意:η没有单位,且η〈1。
热机的效率能达到100%吗?为什么?不能达到100%,因为各种热量损失以及燃料条件的限制,有用能量远远小于总能量.(2)具体的实例①用炉子、燃气灶烧水 公式 η=Q 吸/ Q 放 ②太阳能热水器加热水 公式 η=Q 吸/ Q 辐射(三⑴ 热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧释放的热量之比⑵公式 η = W 有用/ Q 小结:Q有=cmΔt(即物体吸收的热量)Q总=mq(即燃料燃烧释放的热量)2、应用太阳能加热物体时Q有=cmΔt(即物体吸收的热量)Q总=获得的太阳能(根据题目信息计算)3、汽油机、柴油机效率W有=Pt(即所做的有用功)Q总=mq(燃料燃烧释放的热量)巩固与提高练习1、质量为2kg、温度为20℃的水,使其温度升高了80℃,需要吸收多少热量?[已知水的比热容等于4。
2×103J/(kg℃)]2、质量为2kg、温度为20℃的水,使其温度升高到80℃,需要吸收多少热量?[已知水的比热容等于4.2×103J/(kg℃)]3、一壶水的质量为2。
5 kg,在液化石油气炉上从20℃煮至沸腾,在此过程中,共燃烧了液化石油气50g.壶吸热忽略不计.(1)水共吸收了多少热量?(1标准气压下)(2)这些液化石油气完全燃烧共放出多少热量?(3)求炉子的效率。
(水的比热容为4。
2×103J/(kg·℃),液化石油气的热值为4.2×107J/kg)4、某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水、从 25 ℃加热到100 ℃,燃烧了6kg的无烟煤。
试求:(1)锅炉内200kg的水吸收了多的水吸收了多少热量?(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?(3)此锅炉的效率是多少?(无烟煤的热值是3.4× 107J/kg)5、完全燃烧140g焦炭(焦炭的热值为3。
初中物理热学公式大全(热学)
初中物理热学公式大全(热学)一、热量和热传递热传递通过传导、对流和辐射三种方式进行。
对于任意物体,热量的传递可以表示为:热量传递公式:Q = mcΔT其中,Q代表热量,m代表物体的质量,c代表物体的比热容,ΔT代表温度的变化。
对于热传导,我们可以使用如下公式计算传导热流量:热传导公式:Q = K * A * (ΔT / d)其中,Q代表传导热流量,K代表物体的导热系数,A代表传热面的面积,ΔT代表温度的差异,d代表传热面的厚度。
热传递还可以通过对流进行,我们可以使用以下公式计算对流热流量:对流热流量公式:Q = h * A * ΔT其中,Q代表对流热流量,h代表对流热传导系数,A代表传热面的面积,ΔT代表温度的差异。
另外,对于辐射的热传递,我们可以使用以下公式计算辐射热流量:辐射热流量公式:Q = ε * σ * A * (T₁⁴ - T₂⁴)其中,Q代表辐射热流量,ε代表物体的辐射率,σ代表斯特藩—玻尔兹曼常数,A代表辐射面的面积,T₁和T₂分别代表两个物体的温度。
二、热膨胀物体在温度变化下会发生热膨胀,我们可以使用以下公式计算热膨胀量:线膨胀公式:ΔL = α * L * ΔT其中,ΔL代表长度的变化,α代表线膨胀系数,L代表初始长度,ΔT代表温度的变化。
体膨胀公式:ΔV = β * V * ΔT其中,ΔV代表体积的变化,β代表体膨胀系数,V代表初始体积,ΔT代表温度的变化。
三、热效应热量对物体的影响可以通过以下公式计算:物体的温度变化公式:Q = mcΔT其中,Q代表热量,m代表物体的质量,c代表物体的比热容,ΔT代表温度的变化。
相变时热量变化公式:Q = mL其中,Q代表热量,m代表物体的质量,L代表物质的相变潜热。
以上是初中物理热学中常用的公式,希望对你的学习有所帮助!。
热学计算题
热学计算专题一、热量计算公式: 1Q = c m △t (保证 △t >0)2Q放= mq3、效率:η= Q 吸/ Q 放热量公式与函数图像综合某液体和水的质量相同、初温相同,每分钟吸收的热量均为1260J ,根据图中的图象计算:该液体的比热为多少?该液体的质量为多少?【分析与解答】该图象反映的是液体和水吸热后温度升高的过程,横坐标表示时间,纵坐标表示温度。
由图象可知,水温12分钟升高了30℃,而某种液体温度升高为50℃。
列吸热方程,用比例法求解,具体如下:(1)由图象可知,水和某液体每分钟温度的变化分别为△t 水=2.5℃/min ;△t 液=256℃/min ;水和某液体每分钟吸热为Q 水=c 水m 水△t 水;Q 液= c 液m 液△t 液; 由于Q 水= Q 液 m 水=m 液 ,所以解得(2)液体质量【解题方法归纳与提升】解图像类类型的题目上,首先应弄清图像中横坐标,纵坐标表示的是什么物理量,分析出图像中包含的物理过程,图像的物理意义,物理量间满足什么函数关系,然后才能正确解题。
部分同学由于对相关学科间的知识迁移能力较弱,不能把数学上的有关知识运用到物理解题中来,因此在解题时感到无从下手,找不到恰当的解题方法,出现错误的情况。
热学综合计算先阅读下面材料,然后回答问题:地热资源是目前全球倡导的绿色安全资源,它不受昼夜和季节变化的限制,不仅可为人们生活供热,还可以用于旅游、温泉保健、养殖热带鱼等.(1)李强同学家每天用的热水若全部按50℃的热水计算,若将50kg 的水从10℃加热到,50℃需要吸收多少热量?已知水的比热容是4.2 x103J /(kg ·℃).(2)若李强家用额定功率为1500W 的电热水器烧水,在正常工作状态下烧热(1)问中的这些水需要多长时间?(3)若用效率为50%的煤气炉烧水,烧热(1)问中的这些水需要多少m 3煤气?(煤气的热值是3.9×107J/m 3)【分析与解答】(1)Q=cm(t -t 0)=4.2×103×50×(50-10)J=8.4×106J(2)63W 8.410t =s=5.610s p 1500⨯=⨯ (或93.3min ;或1.56h) (3)Q=qV ×50%所以:637Q 8.410V ==0.43m q 50% 3.91050%⨯=⨯⨯⨯利用热量公式计算小明家新安装了一台容积为0.5m 3的太阳能热水器,加满水后,经过4h 阳光的照射,水温由原来的20℃升高到了40℃.问:在这4h 内水吸收了多少热量?若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧多少千克焦炭?[水的比热容c 水=4.2×103J/(kg ·℃)、焦炭的热值g =3.0×107J/kg ]【分析与解答】太阳能热水器内水的质量 m =ρV =1.0×103kg/m 3×0.5m 3=500kg 需要吸收的热量:Q 吸=cm △t =4.2×103J /(kg ·℃)×500m 3×(40℃-20℃)=4.2×107J 焦炭放出的热量 Q 放=m 炭·q 火炉的转化效率:774.2103.010/Q JQ m J k g η⨯==⨯⨯吸放炭774.210720% 3.010/J m kg J kg⨯==⨯⨯炭1、质量为2kg、温度为20℃的水,使其温度升高了80℃,需要吸收多少热量?[已知水的比热容等于4.2×103J/(kg⋅℃)]2、质量为2kg、温度为20℃的水,使其温度升高到80℃,需要吸收多少热量?[已知水的比热容等于4.2×103J/(kg⋅℃)]3、一壶水的质量为2.5 kg,在液化石油气炉上从20℃煮至沸腾,在此过程中,共燃烧了液化石油气50g.壶吸热忽略不计.(1)水共吸收了多少热量?(1标准气压下)(2)这些液化石油气完全燃烧共放出多少热量?(3)求炉子的效率.(水的比热容为4.2×103J/(kg·℃), 液化石油气的热值为4.2×107J/kg)4.某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25℃加热到l00℃,燃烧了6kg的无烟煤,试求:(1)锅炉内的水共吸收多少热量?(2)6kg无烟煤完全燃烧共放出的热量是多少?(3)该锅炉的热效率是多少?(4)请你简要说明该锅炉的热效率较低的可能原因。
第12讲 热学3类计算题攻略(解析版)
1.计算物体吸收热量的公式为:Q 吸=cm (t -t 0)=cm ⊿t , 物体放出热量的公式为:Q 放=cm (t 0-t )=cm ⊿t其中,Q 吸表示吸收热量,单位是J ;c 表示物体比热容,单位是J/(kg ·℃);m 表示质量,单位是kg ;t 0表示物体初始温度,单位是℃;t 表示物体后来的温度,单位是℃。
⊿t =t -t 0表示物体升高了的温度。
⊿t =t 0-t ,表示物理降低了的温度。
2.热量计算的一般式:Q 放=cm ⊿t3.应用热量的计算公式解题时,公式中各物理量的单位要统一,即比热容c 的单位是J/(k g ·℃),质量m 的单位是kg ,温度的单位是℃,热量的单位是J 。
二、求解与热值有关的问题1.燃料完全燃烧释放出的热量公式为:Q 放=mq 。
2.气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为:Q 放=qV 。
推导过程如下:3.说明:①中的公式对固体、液体、气体、均适用。
②只对气体适用。
两个公式的得出都是根据热值的定义式得到的。
其中,Q 放表示燃料完全燃烧放出的热量,单位是J ;q 表示燃料的热值,单位是J/kg ;m 表示质量,单位是kg 。
V 表示体积,单位是m3。
三、求解与热效率有关的问题1.热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。
热机的效率是热机性能的一个重要指标。
汽车发动机的效率、飞机发动机的效率、轮船发动机的效率均属于热机的效率,其公式为:η=放吸Q Q 。
2.炉具的热效率:天然气燃烧放出的热量是炉具提供的总热量,Q 总=Q 放,水吸收的热量是有用的热量Q 有=Q 吸,则η=总有Q Q 。
3.电热水器的效率:电热丝所产生热量为Q 总=Q 放,水需要吸收热量为Q 有=Q 吸,则η=总有Q Q 。
首先阅题、思题,找出物体原来的温度t 。
和升高到的温度(或降低到的温度)t ,看看物体的质量m 是多少,查查物质的比热容是多少,或者对常见的物质(如水)的比热容记住即可,有时题中或试卷前给出。
热学计算热量和温度变化的关系
热学计算热量和温度变化的关系热学是物理学的一个重要分支,主要研究热量与物体温度变化之间的关系。
在热学中,我们可以通过一些计算方法来准确计算热量的转移和温度的变化。
本文将介绍一些常见的热学计算公式,以及它们与热量和温度变化之间的关系。
1. 热量的计算热量是指物体内部分子之间的能量传递,又称为热能。
热量的大小可以通过下面的公式进行计算:Q = m × c × ΔT其中,Q表示热量,m表示物体的质量,c表示物体的比热容,ΔT表示温度的变化。
2. 温度变化的计算温度是物体分子运动的平均能量,可以通过温度计等仪器测量得到。
温度变化的计算与热量的计算关系密切。
根据热学原理,温度变化的计算可以使用下面的公式:ΔT = Q / (m × c)该公式可以通过已知物体的热量、质量和比热容来计算温度的变化。
3. 确定物质比热容的方法比热容是一个物质的重要特性,它可以用来描述物质的热性质。
常见物质的比热容可以通过实验或者查阅资料来获取。
有几种常见的方法可以确定物质的比热容:3.1 等热法在该方法中,将所研究的物质与一个已知比热容的物体(如水)混合在一起,并用热量测量仪器测量所混合物的温度变化。
通过比较已知物质的热量和温度变化,即可计算出未知物质的比热容。
3.2 醇灯法该方法通常用于测量固体材料的比热容。
实验时,将固体样品放在一个高温的平板上,然后使用一个醇灯对其加热。
通过测量样品与平板之间的温度变化,可以计算出固体材料的比热容。
3.3 稳定流热法该方法适用于液体和气体物质的比热容测量。
实验中,通过使物质以稳定的流速经过一个加热元件,同时测量物质进入和离开加热元件的温度和流量。
根据热学公式,可以计算出物质的比热容。
总结:热学计算热量和温度变化的关系是物理学中的一项重要内容。
通过合适的计算公式和实验方法,我们可以准确计算热量的转移和温度的变化,并通过比热容来描述物质的热性质。
熟练掌握热学计算的方法对于理解热现象和解决实际问题至关重要。
热力学热容与热量公式整理
热力学热容与热量公式整理热力学是研究物体在不同温度下的热现象的学科,其中的热容和热量是基本概念。
本文将对热力学中热容和热量的概念进行解释,并整理相关公式。
1. 热容的概念与计算:热容是指物体单位质量(或单位摩尔)在温度变化下对热量的吸收或释放能力。
热容可以是定压热容或定容热容。
1.1 定压热容:定压热容是指物体在恒定压力下,单位质量(或单位摩尔)变化1K(或1℃)时所吸收或释放的热量。
常用符号为Cp,其计算公式为:Cp = (∂Q/∂T)p1.2 定容热容:定容热容是指物体在恒定体积下,单位质量(或单位摩尔)变化1K(或1℃)时所吸收或释放的热量。
常用符号为Cv,其计算公式为:Cv = (∂Q/∂T)v2. 热量的概念与计算:热量是指物体在温度变化过程中吸收或释放的能量。
根据热力学第一定律,热量等于内能的增量。
2.1 内能的概念:内能是指物体分子或者原子由于运动和相互作用所具有的能量。
内能可以表示为U,其计算公式为:U = Q - W其中,Q表示吸收或释放的热量,W表示对外界做功。
2.2 热量的计算:根据热力学第一定律,热量的计算公式为:Q = ∆U + W其中,∆U表示内能的增量,W表示对外界做的功。
3. 热容和热量公式的应用:热容和热量公式在热力学的许多计算和分析中都有重要应用。
3.1 热容和温度变化:热容可以用来计算物体在温度变化下所吸收或释放的热量。
通过测量温度变化和已知热容的条件下,可以用热容公式来计算热量的大小。
3.2 热量和内能:热量和内能的关系可以用来计算物体的内能的增量。
通过测量吸收或释放的热量以及对外界做的功,可以利用热量公式计算内能的变化。
3.3 热力学循环中的应用:在热力学循环过程中,热容和热量公式可以用来计算循环过程中的热量变化和内能变化。
这对于热力学系统的分析和优化具有重要的意义。
总结:热力学热容和热量是描述物体热现象的重要概念,通过热容和热量公式可以计算和分析热力学系统的各种热现象。
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热学计算题精选
1、某金属的比热容为0.88×103J/(kg.℃)质量为500g,把它从20℃加热到90℃,需
要吸收多少热量?
2、质量为0.5kg的铝壶装5kg的温度为20℃的水,将铝壶放在煤炉上加热到100℃,炉
子的效率为20%,问燃烧多少kg的烟煤才能将水烧开?(外界一个标准大气压)C 铝=0.88×103J/(kg.℃)g煤=3.4×107J/kg )
3、把200克铁块放入沸水中加热到100℃后,立即投入150克20℃的某液体中,混合后温度是40℃,求此液体的比热容(不计热损失,铁的比热容为0.46×103J/(kg.℃)
4、某中学为学生提供开水,用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6kg的无烟煤,(水的比热容4.2×103J/(kg•℃无烟煤的热量是3.4×107J/kg )
(1)锅炉内200kg的水吸收的热量是多少焦耳?
(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳?
(3)此锅炉的效率是多少?
5、太阳能热水器,它的受光面积为1.2 m2,内装80Kg的水,太阳每分钟辐射到1 m2面积上的热量是7.56×104 J,如果有60%的热量被水吸收,问:
(1)20℃的水晒3小时后水温将达到多少摄示度?
(2)煤气的热值是4.2×107J/Kg,若煤气灶的热效率为40%,烧开这些水需燃烧多少Kg煤气?
6、阳能是一种廉价的清洁能源,从有关资料获悉,在地面地表晴天时垂直于阳光表面接受到的热辐射为1.2×103 J/(m2•s)。
有一台太阳能热水器,可将接收到的热辐射40%用来升高水温。
若该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2.1 m2,晴天晒了1h,求水箱中质量为50kg的冷水温度最多能升高多少?
7、质量为0.05g的水滴从200m高空落下,如果重力对其做功的80%转化为它的内能,他的温度升高多少?
8、汽车以100Km/h的速度行驶了100Km,发动机是功率为8KW的柴油机,效率为25%,已知柴油机的热值为3.3×107J/kg,此汽车行驶100Km消耗多少千克柴油?
9、一种太阳能照明灯,太阳能电池板供一只“12V 9W”的电子节能灯工作,若太阳能电池板接受太阳能的有效面积为0.3m2,平均1h内得到的太阳能辐射能约为0.4×106J,太阳光照一天(不考虑天气影响,以8小时计算)恰好可供电子节能灯工作10小时,求太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少?
10、一台饮水机电功率为550W正常工作时,将饮水机0.6kg 18℃的水加热到93℃,用时间6min,计算饮水机的效率?。