【单元练】濮阳市第一高级中学九年级物理第十三章【内能】提高卷(专题培优)
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一、选择题
1.下列关于内能、热量、温度说法正确的是()
A.0℃的冰块内能为零
B.物体温度越高,所含的热量越多
C.热量总是自发地从温度高的物体向温度低的物体传递
D.物体的温度越高,物体的内能越大C
解析:C
A.一切物体都有内能,故0℃的冰块的内能不为零,故A错误;
B.在热传递过程中传递内能的多少叫热量,热量是一个过程量,不能用“含有”来修饰,故B错误;
C.热量总是自发地从温度高的物体传递到温度低的物体,故C正确;
D.影响内能大小的因素有质量、温度、状态等因素,温度高的物体内能不一定大,只有当质量和状态一定时,温度高内能一定大,故D错误。
故选C。
2.如图甲所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,我们会看到硝化棉燃烧;如图乙所示,玻璃瓶内装有少量的水,用塞子塞紧,并用气筒往瓶内打气,会观察到瓶塞跳起来。
下列说法错误的是()
A.图甲中,活塞的机械能直接转化为硝化棉的内能
B.图乙中,当瓶塞跳起时可以观察到瓶口出现白雾
C.图乙中,在瓶内装少量的水,是为了增大瓶内水蒸气的含量,使实验现象更加明显D.甲、乙两图都说明了做功可以改变物体的内能A
解析:A
A.图甲中,活塞压缩筒内的气体,对筒内气体做功,使气体的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,所以棉花燃烧,故A错误,A符合题意;
B.图乙中,瓶内空气推动瓶塞做功时,内能减小,温度降低,当瓶塞跳起时可以观察到瓶口出现白雾,这是因为水蒸气遇冷液化成了小水滴,故B正确,B不符合题意;
C.图乙中,在瓶内装少量的水,是为了增大瓶内水蒸气的含量,水蒸气液化成小水滴的现象更明显,故C正确,C不符合题意;
D.甲、乙两图都说明了做功可以改变物体的内能,其中甲是由机械能转化为内能,乙是内能转化为机械能,故D正确,D不符合题意。
故选A。
3.如图所示为密封了一段空气柱的注射器。
若迅速下压活塞,此过程中()
A.密封空气的内能转化为活塞的机械能
B.密封空气的内能变大
C.能量转化情况与热机的做功冲程相同
D.主要是通过热传递改变注射器内空气的内能B
解析:B
ABD.迅速向下压活塞,活塞压缩空气做功,活塞的机械能转化为空气的内能,使空气的内能增加,温度升高,此过程是通过做功改变物体的内能的,故AD不符合题意,B符合题意;
C.热机在做功冲程对外做功,将内能转化为机械能,上面实验中能量转化情况与热机的做功冲程不同,故C不符合题意。
故选B。
4.如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是()
A.图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D.图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大C
解析:C
A.图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,机械能转化为内能,空气的内能增大,故A错误;B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能转化为塞子的机械能,内能减小,故B错误;
C.图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,内能转化为机械能,水蒸气的内能减少,
故C 正确;
D .图丁,两气门关闭,活塞向下运动,火花塞点火,是做功冲程,内能转化为机械能,汽缸内气体的内能减小,故D 错误。
故选C 。
5.下列说法正确的是( )
A .内能小的物体不可能向内能大的物体传递热量
B .液体的蒸发在任何温度下都能进行
C .用干冰在舞台上制造出的淡淡薄雾是液态的二氧化碳
D .下雪天,向积雪的公路撒盐,能提高冰的熔点,尽快融雪B
解析:B
A .内能的大小跟物体的温度、状态、分子数目等有关,故内能小的物体温度也可能比较大,所以内能小的物体也可能向内能大的物体传递热量,故A 错误;
B .蒸发不需要任何温度条件,是发生在液体表明的一种缓慢的汽化现象,故B 正确;
C .用干冰在舞台上制造出的淡淡薄雾,是干冰升华吸收周围的热量,导致周围的温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化形成的,故C 错误;
D .下雪天,向积雪的公路撒盐,使雪熔化加快,是因为降低了冰的熔点,故D 错误。
故选B 。
6.如图装置,用铁夹将温度传感器、两个试管固定在铁架台上,两试管装有质量相同的不同种液体,温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触,传感器通过数据采集线与计算机相连接,在计算机上得到的实验图象如图所示,下列说法正确的是( )
A .甲的比热容比乙大
B .同时加热相同时间,甲吸收热量多
C .甲、乙升高相同的温度,甲吸收热量多
D .乙吸热升温比甲慢D
解析:D
A .由图可知加热相同时间后甲的温度升高较大,则根据吸热公式Q cm t =∆吸可知甲的比热容比乙小,故A 错误;
B .实验中采用同一套加热装置,同时加热相同时间时二者吸收热量一样多,故B 错误;
C .根据吸热公式Q cm t =∆吸可知,甲、乙升高相同的温度时,甲吸收热量少,故C 错误;
D .根据吸热公式Q cm t =∆吸可知,对二者进行加热时,乙升温比甲慢,故D 正确。
故选D 。
7.如图为某物质凝固时温度随时间变化的图像,下列对该物质的说法正确的是( )
A.该物质为非晶体
B.该物质的凝固时间是10min
C.该物质在B、C两点时温度相同,内能相等
D.该物质的熔点是80℃D
解析:D
AD.由图可知,该物质在凝固过程中,温度保持在80℃不变,所以为晶体,且熔点等于凝固点,所以熔点为80℃,故A错误,D正确;
B.由图可知,凝固过程为5min~10min,则凝固时间为5min,故B错误;
C.该物质在凝固过程中不断放热,虽然B、C两点时温度相同,但是内能减小了,故C错误。
故选D。
8.下列叙述正确的是()
A.冬天,在保存蔬菜的菜窖里放几桶水,主要利用了水的比热容大的特点
B.沿海地区盛夏的夜晚,微风一般从陆地吹向海洋
C.夜间遇寒潮时,应将秧田里的水放掉,以防水结冰秧苗受冻
D.夏天给房向地面洒水降温,与在城市中建人工湖减小热岛效应原理一致B
解析:B
A.冬天,在保存蔬菜的菜窖里放几桶水,主要利用了水凝固放热,使菜窖里的温度不至于太低,故A错误;
B.由于水的比热容较大,沿海地区盛夏的夜晚,海水温度降低得慢,陆地温度低于海水温度,使得海面上方热空气上升,陆地上冷空气补充过去,所以,微风一般从陆地吹向海洋,故B正确;
C.夜间遇寒潮时,应向秧田里注水,利用水的比热容大的特点,放出相同热量时温度降低较小,使秧田温度不至于太低,故C错误;
D.夏天给房向地面洒水降温,是利用了水蒸发吸热有致冷作用,在城市中建人工湖减小热岛效应,是利用了水比热容大的特点使城市温差变小,两者的原理不一致,故D错误。
故选B。
9.下列关于内能、热量、温度的说法中正确的是()
A.夏天用电风扇吹风使人感到凉快,是因为电风扇可以减小空气的内能
B.物体温度越低,内能越小,所以0℃的物体没有内能
C.物体吸收热量,内能一定增加
D.热胀冷缩中的“热、冷”指热量C
解析:C
A.夏天用电风扇吹风使人感到凉快,是因为电风扇可以加快空气流速,加快汗液的蒸发,汗液蒸发时从身体吸热,故感觉到凉快,故A选项错误;
B.任何物体都有内能,内能即所有分子的动能和势能之和,故B选项错误;
C.物体吸收了热量,内能增加,故C选项正确;
D.热胀冷缩中的“热、冷”指是冷热程度,即温度,温度高的时候,物体受热膨胀,温度低时,物体收缩,故D选项错误。
故选C。
10.下列实验过程中,物体内能的改变方式与其他三个不同
..的是()
A.甲图中,活塞下压玻璃筒内的空气,空气内能增大
B.乙图中,烧瓶内的空气将瓶塞推出,空气内能减小
C.丙图中,烧杯内的水被电加热器加热,内能增大
D.丁图中,试管内的气体推出橡胶塞,试管内气体内能减小C
解析:C
改变物体内能的方式有做功和热传递。
活塞下压玻璃筒内的空气、烧瓶内的空气将瓶塞推出、试管内的气体推出橡胶塞过程中内能增大或减小都是通过做功改变物体内能的,而烧杯内的水被电加热器加热是通过热传递改变物体内能的,与其他三个不同,故C项符合题意。
故选C。
二、填空题
11.如图所示,“钻木”能“取火”,说明______可以改变物体的内能;“烤火”能“取暖”,说明______可以改变物体的内能;物体吸收热量时,内能______(选填“增加”、“不变”或“减少)。
做功热传递增加
解析:做功热传递增加
[1][2]改变物体内能的两种方式:做功和热传递;“钻木”能“取火”,说明做功可以改变物体的内能;“烤火”能“取暖”,说明热传递可以改变物体的内能。
[3]物体吸收热量时,内能增加。
12.(1)一瓶矿泉水喝剩半瓶后,其比热容与喝之前相比_______(填“不变”或“减少”)
(2)一瓶质量是0.5kg 的矿泉水,温度从30℃降低到10℃,会_______热量(“放出”或“吸收”)
(3)请计算出其放出或吸收多少热量?(________)(c 水=4.2×103J/(kg•℃))不变放出42×104J
解析:不变 放出 4.2×104J
(1)[1]比热容是物质一种属性,同种物质的比热容也不变,则一瓶矿泉水喝剩半瓶后,其比热容与喝之前相比不变。
(2)[2]一瓶质量是0.5kg 的矿泉水,温度从30℃降低到10℃,温度降低内能减小,会向外放出热量。
(3)[3]由吸放热公式可知,放出的热量为
3410 4.210J/(kg C)kg 30C 10C ()0.5() 4.210J Q c m t t ⨯⋅︒⨯⨯︒︒⨯=-=-=水吸
13.有A 、B 两个物体,已知A 、B 的质量比为3:5,若放出相同的热量后,降低温度的比为10:3,则A 、B 两物体的比热容之比为______。
1:2
解析:1:2
由题知,两物体质量比为m A :m B =3:5,放出的热量比Q A :Q B =1:1,降低的温度比为:10:3A B t t ∆∆=,由Q cm t =∆放得,Q c m t =∆放
,A 、B 两物体的比热容之比
A
A A A A
B B B B B A A B B
153113102
Q m t Q m t Q Q m t c c m t ⨯==⨯=⨯⨯∆∆=∆∆ 14.春天来了,校园里花香四溢,说明花朵分泌的芳香分子在______________。
清晨草地上两滴水珠接触时,能自动结合成一滴较大的水珠,这一事实说明分子间存在着_____________________。
不停地做无规则运动引力
解析:不停地做无规则运动 引力
[1]花香四溢是因为花香味分子不停地做无规则运动,扩散到空气之中。
[2]两滴水珠接触时,能自动结合成一滴较大的水珠, 这一事实说明分子间存在着引力。
15.夏天的晚上,为了驱赶蚊虫,小敏在房间里使用电蚊香,过了会房间里就充满蚊香的气味,这是因为_____,而不通电加热则闻不到气味,则说明______。
分子在不停地做无规则运动温度越高分子的无规则运动越剧烈
解析:分子在不停地做无规则运动 温度越高,分子的无规则运动越剧烈
[1][2]过了会房间里就充满蚊香的气味,这是因为蚊香分子扩散到空气中,这是扩散现象,这现象说明了构成物体的分子在不停地做无规则运动;而不通电加热则闻不到气味,不通
电,蚊香片的温度较低,那么温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
16.个旧市制药厂制药时,全城都能闻到药味,这是_______现象;个旧市城区气候宜人,冬暖夏凉,主要得益于城中心有个旧湖,这是因为水的_________大,对气温起到了调节作用.扩散比热容
解析:扩散比热容
[1]一切物质的分子都在不停地做无规则运动,个旧市制药厂制药时,全城都能闻到药味,这是扩散现象;
[2]因为水的比热容较大,吸收或者放出大量的热量,温度变化不大,所以个旧市城区气候宜人,冬暖夏凉.
17.图甲实验表明______;图乙实验表明______;图丙实验表明______。
分子间存在引力分子在永不停息地做无规则运动做功可以改变物体内能
解析:分子间存在引力分子在永不停息地做无规则运动做功可以改变物体内能
[1]分子间既有引力又有斥力,两块表面干净的铅压紧后可吊起重物,说明分子间存在引力。
[2]两种气体混合在一起是扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动。
[3]绳子摩擦铜管时通过做功改变了铜管的内能,使铜管温度升高;铜管将热量传递给乙醚,通过热传递使乙醚沸腾;蒸汽冲起木塞,乙醚内能减少,又通过做功转化成了塞子的机械能。
实验表明做功可以改变物体内能。
18.在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均为1kg的水和某种液体进行对比实验,并用图像对实验数据进行了处理,如图所示,实验过程中,水和某种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图像可以得出___________(选填“甲”或“乙”)物质是某种液体,水在0~15min内放出的热量为___________ J。
某种液体的比热容为
___________J/(kg·℃)。
乙84×10421×103
解析:乙8.4×104 2.1×103
[1]水和某种液体在相同时间内放出的热量相等,但乙物质温度变化量更大,由Q cmΔt
可知乙的比热容较小,可知乙物质是某种液体。
[2][3]水在0~15min 内放出的热量为
()()3410 4.210J/(kg C)1kg 60C 40C 8.410J Q c m t t =-=⨯⋅︒⨯⨯︒-︒=⨯水放
此时
1020()()Q c m t t c m t t =-=-水液放
则
10203360C 40C 4.210J/(kg C) 2.110J/(kg C)60C 20C
t t c c t t ︒︒⨯--==⨯⋅︒⨯=︒︒--⋅︒液水 19.标准大气压下完全燃烧42g 的酒精,放出的热量是______J ,若50%的热量被水吸收,能使质量为2kg 初温为30℃的水在一标准大气压下升高______℃。
(()34.210/kg C J c =⨯⋅︒水,7
3.010J /kg q =⨯酒精) 解析:61.2610⨯
[1]完全燃烧42g 酒精放出的热量
Q 放=mq 酒精=42×10-3kg×3×107J/kg=1.26×106J
[2]由题意可知,水吸收的热量
Q 吸=Q 放η=1.26×106J×50%=6.3×105J
由Q cm t =∆吸得水温度升高值
536.310J 754.210J/(kg )2kg
Q t cm ⨯∆===⨯⋅⨯吸℃℃ 由
0t t t ∆=-
得
03075105t t t =+∆=+=℃℃℃
在一标准大气压下水的沸点为100℃,水沸腾时虽吸热但不升温,水温的末温为100℃,故水升高的温度
1003070t ∆=-=℃℃℃
20.生活中用铁锅加热食用油,食用油的温度很快升高,这是通过________的方式增加了食用油的内能;用热油炒菜时,远远的就闻到炒菜的香味,这是由于分子在永不停息的做无规则_________。
热传递运动
解析:热传递 运动
[1]用铁锅将食用油加热,是热源通过铁锅将热量传递给食用油,即通过热传递的方式增加了内能。
[2]炒菜时,闻到香味是由于分子在不停地做无规则的运动,跑到鼻子里,于是闻到了香味。
三、解答题
21.如图所示,一平底热水壶,其质量为0.5kg ,内底面积为180cm 2.有一次小军同学用
该热水壶装了1.5L的水放在水平桌面上,测得壶中水深15cm,初温20℃.请你通过计算回答:
(1)此时水和热水壶的总质量是多少?
(2)加热前水对壶底的压强多大?
(3)在标准大气压下加热水至沸腾,水至少要吸收多少热量?[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),g=10N/kg]
解析:(1)2kg;(2)1.5×103Pa;(3)5.04×105J
(1).根据题意知道,水的体积是:V水=1.5L=1.5×10﹣3m3,
由
m
V
ρ=知道,水的质量是:m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3=1.5kg;
故水和热水壶的总质量是:m=m壶+m水=0.5kg+1.5kg=2kg;
(2).又因为水深是:h=15cm=0.15m,所以,壶底受到水的压强是:p=ρgh=
1×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa;
(3).在1标准大气压下水的沸点是100℃,所以,加热水至沸腾水吸收的热量是:Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.5kg×(100℃﹣20℃)=5.04×105J;
22.夏日,在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热,请用所学物理知识解释这个现象。
解析:详见解析
质量相等的水和混凝土,照射同样的时间,吸收相同热量,由于水的比热容较大,水的温度升高较小。
因此,池水的温度比混凝土低。
所以在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热。
【点睛】
此题要知道:水的比热容大,和质量相等的其它物质相比,在吸收和放出相同热量时,水的温度变化小。
23.小明家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器.平常使用太阳能,在阳光不足时,用电热丝辅助加热,热水器铭牌如下.
××牌热水器
(1)电热水器正常工作时,电热丝的电阻和电流各是多少?
(2)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时吸收了多少热量?()331L 10m -= (3)若通过完全燃烧天然气加热一满箱水,使其温度从20℃升高到50℃时,不考虑热量的损失,需要多少立方米天然气?(天然气的热值为73
4.010J m ⨯)
(4)由于寒冷阴雨,太阳能热水器只将水加热到35℃,现要通过电热丝将水加热到50℃使用,需电加热器正常工作多长时间?(设电能全部转化为内能) 解析:(1)11Ω,20A (2)72.5210J ⨯(3)30.63m (4)2864s
(1)因为电热水器正常工作,所以: 220V U U ==额,
4400W P P ==额.
因为P IU =,所以电热水器正常工作时的电流:
4400W 20A 220V P I U =
==. 由U I R
=得热水器电热丝的电阻: 220V 1120A
U R I ===Ω. (2)由m V
ρ=得水的质量: 3331000kg m 20010m 200kg m V ρ-==⨯⨯=水.
吸收太阳的热量:
()()()370 4.210J kg 200kg 5020 2.5210J Q cm t t =-=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃.
(3)由题知:
Q Q Vq ==吸放,
所以需要天然气的体积:
73732.5210J 0.63m 4.010J m
Q V q ⨯===⨯放. (4)水从35C ︒加热到50C ︒吸收的热量:
()
)()370 4.210J kg 200kg 5035 1.2610J Q cm t t ''=-=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃,
由题知:
W Q '=吸电,
由W
P t
=
得所以电加热器正常工作时间: 71.2610J 2864s 4400W
W t P ⨯==≈电.
答:(1)电热水器正常工作时,电热丝的电阻为11Ω,电流为20A ; (2)水温从20℃加热到50℃时吸收热量为72.5210J ⨯;
(3)若通过完全燃烧天然气加热一满箱水,使其温度从20℃升高到50℃时,不考虑热量的损失,需要天然气为30.63m ;
(4)电热丝将水加热到50℃使用,需电加热器正常工作2864s 。
24.一定气压下,某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热,用字母λ表示.在标准大气压下,用一个热效率为40%的酒精炉为热源,将50g 初温为0℃的冰全部熔化为0℃的水,共燃烧了14g 酒精,酒精的热值为3×107J/kg .求: (1)冰熔化过程中吸收的热量; (2)在标准大气压下,冰的熔化热λ冰. 解析:(1)1.68×l05J ;(2)3.36×106J/kg
(1)14g 酒精完全燃烧放出的热量:Q 放=mq =0.014kg ×3×107J/kg=4.2×l05J , 冰熔化成水共吸收热量:Q 吸=Q 放×η=4.2×l05J×40%=1.68×l05J ;
(2)冰的熔化热:λ冰=51.6810J =0.05kg
Q m ⨯吸冰= 3.36×106J/kg . 答:(1)冰熔化过程中吸收的热量为1.68×l05J ; (2)在标准大气压下,冰的熔化热为3.36×106J/kg .
25.可燃冰是一种新型能源,它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质,主要成分是甲烷,其开采是世界难题,据中央电视台2017年5月18日报道,我国可燃冰已试采成功,技术处于世界领先,用燃气锅炉烧水时,把质量为500kg ,初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了12m 3
天然气,已知水的比热容c 水=4.2×103
J /(kg ⋅℃),天然气热值
q =4.2×107J /m 3
(1)水吸收的热量; (2)燃气锅炉烧水时的效率 解析:(1)1.68×108(2)33.3% 【解析】
(1)水吸收的热量:Q 吸=cm △t =4.2×103J/(kg•℃)×500kg×(100℃-20℃)=1.68×108J ; (2)天然气完全燃烧放出的热量:Q 放=qV =4.2×
107J/m 3×12m 3=5.04×108J , 燃气锅炉烧水时的效率:881.6810=33.3%5.0410Q J
Q J
吸放η⨯=≈⨯。
答:(1)水吸收的热量为1.68×108J ; (2)燃气锅炉烧水时的效率为33.3%。
26.某饮水机名牌的部分参数如表,其内部简化电路如图,S 是手动开关,S 1是温控开关,当S 闭合后,热水箱内的水温低于60℃时S 1就自动闭合,水温高于90℃时S1就自动断开,因此这台饮水机有“加热”和“保温”两档功率,R 1和R 2为加热电阻丝(它们的阻值不随温度变化),?[c 水=4.2×103J/(kg•℃),ρ水=1.0×103kg/m 3]试求:
(1)电阻丝R 2的阻值是多少?
(2)盛满水的饮水机的温度从60℃加热至90℃,需要多长时间? 水箱容量 IL 额定电压 220V 加热功率 800W 加热效率 90% 保温功率
44W
解析:(1)60.5Ω;(2)175s 。
【解析】 【分析】
(1)由题意可知,当S 、S 1闭合时,只有R 2工作,饮水机处于加热状态;当S 闭合、S 1断开时,两电阻串联,饮水机处于保温状态;根据P =U 2
R 求出R 2的电阻;
(2)知道水的体积,根据m =ρV 求出水的质量,根据Q 吸=cm (t ﹣t 0)求出水吸收的热量,根据η=
Q 吸W
×100%求出消耗的电能,再根据P =W
t
求出需要的加热时间。
(1)由图可知,当S 、S 1闭合时,只有R 2工作,此时电路中电阻最小,根据P =U 2R
可知,电路的总功率最大,则饮水机处于加热状态;当S 闭合、S 1断开时,两电阻串联,饮水机处于保温状态;
根据P =U 2
R 知,R 2的电阻:
R 2=U
2
p
加热
=
(220V)2800W
=60.5Ω;
(2)盛满水时水的体积: V =1L =1dm 3=1×10﹣3m 3, 由ρ=m
V 可得,水的质量:
m =ρV =1.0×103kg/m 3×1×10﹣3m 3=1kg , 水吸收的热量:
Q 吸=c 水m (t ﹣t 0)=4.2×103J/(kg •℃)×1kg ×(90℃﹣60℃)=1.26×105J , 由η=Q 吸W
×100%可得,消耗的电能:
W =
Q 吸
η=
1.26×105J 90%
=1.4×105J ,
由P =W
t
可得,需要的加热时间: t ′=
W ′
p
加热
=
1.4×105J 800W
=175s.
27.小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆(如图所示),内部由加热系统和按摩系统两部分组成。
加热系统的加热电阻额定电压220V ,额定功率605W .小明帮奶奶泡脚时,向足浴盆中加入6kg 初温为20℃的水,加热系统的加热电阻正常工作15min 将水加热到40℃,问此加热过程中:
(1)水吸收的热量是多少?[c 水=4.2×103J/(kg •℃)] (2)足浴盆的加热效率是多少?(结果保留至0.1%) 解析:(1)5.04×105J (2)92.6% 【解析】 【分析】
(1)知道水的比热容、水的质量,初温和末温,利用吸热公式Q 吸=cm (t-t 0)求水吸收的热量;
(2)根据W=Pt 求出足浴盆消耗的电能;根据效率的公式算出足浴盆的加热效率。
(1)水吸收的热量:Q 吸=c 水m (t-t 0)=4.2×103J/(kg•℃)×6kg×(40℃-20℃)=5.04×105J ;
(2)加热时间t′=15min=900s ,足浴盆加热时消耗的电能:W=P 额t′=605W×900s=5.445×105J 。
足浴盆的加热效率:η=
Q 吸W
=
5.04×105J 5.445×105J
≈92.6%。
28.2018年1月19日,在我国酒泉卫星发射中心,长征十一号固体运载火箭“一箭六星”发射任务圆满成功.如图所示,航天燃料从液态变为固态,是一项技术突破.铍是一种高效率的火箭材料,铍在燃烧时释放出巨大的能量(已知()3
c 4.210J /kg =⨯⋅水℃,
7q 6.310J /kg)=⨯铍,求:
()11kg 的铍完全燃烧放出的热量为多少焦耳?
()2若这些热量全部被水吸收,可以使750kg 的水温度升高多少摄氏度?
解析:(1)6.3×l07 (2)20
(1)1kg 铍完全燃烧放出的热量:Q 放=mq =1kg ⨯6.3×107J/kg =6.3×l07J ;(2)水吸收的热量:Q 吸=Q 放=6.3×l07J ,根据公式Q 吸=cm
t 得:水升高的温度:
t =
736.3l0J
cm 4.210J /kg ?)750kg
Q ⨯⨯⨯吸水=(℃=20℃ .。