比热容的计算和答案

⽐热容的计算和答案
⽐热容的计算和答案
1．太阳能清洁⽆污染，是⼈类能源的宝库．⽬前利⽤太阳能的⽅式主要有三种：光热转换，如太阳能热⽔器；光电转换，如太阳能电池；光化转换，如植物的光合作⽤．问：（1）太阳能是能源（选填“⼀次”或“两次”）；
（2）某太阳能热⽔器中装有质量为50kg 的⽔，在阳光照射下，⽔吸收9.45×106
J 热量，
温度升⾼到70℃，⽔的初温是多少℃？[C ⽔=4.2×103
J/（kg?℃）]．【答案】（1）⼀次；（2）⽔的初温是25℃．【解析】试题分析：（1）能够从⾃然界直接获取的能源叫做⼀次能源；（2）根据Q=cm （t ﹣t 0）求出⽔的初温．
（1）太阳能是直接从⾃然界获取的能源，属于⼀次能源；（2）∵Q=cm （t ﹣t 0）∴⽔的初温： t 0=t ﹣
=70℃﹣
=70℃﹣45℃=25℃
考点：太阳能热⽔器中的热量计算
点评：此题主要考查的是学⽣对能源的分类和热量计算公式的理解和掌握，基础性题⽬
2．⼩明家煮饭、烧⽔使⽤的是管道天然⽓，已知天然⽓的热值为4.5×107 J ／m 3
，放出的热
量有50％被有效利⽤，现要将初温为25 ℃的⽔加热到100 ℃，需要完全燃烧0.03 m 3
的天然
⽓，则能加热⽔的质量为多少?[c ⽔＝4.2×103
J ／(kg ·℃)] 【答案】2.14kg 【解析】
试题分析：完全燃烧0.03 m 3的天然⽓放出的热量是Q 放=mq=4.5×107 J ／m 3×0.03 m 3
=1.35×106
J ；天然⽓放出的热量有50％被有效利⽤，⽔吸收的热量是Q 吸=50%×Q 放=50%×1.35×
106
J=6.75×105
J ，加热⽔的质量是m=t c ?Q
=25℃
-(100℃℃)kg /(102.4106.7535J J =2.14kg
考点：热量的计算 3．“吃⽕锅”是⼈们喜爱的⼀种饮⾷⽅法。

⽕锅⾥装有2L 、60℃的⽔，要把这些⽔加热到100℃，求：
（1）⽔吸收了多少J 的热量？[c ⽔=4.2×103
J/(kg·℃)]
（2）若由阻值为24.2Ω的电热丝接⼊家庭电路来加热，使锅内的⽔由60℃加热到100℃，且电热丝产⽣热量的80%被⽔吸收，则电热丝需正常⼯作多长时间？
【答案】（1）3.36×105
J ；（2）210s 【解析】
试题分析：（1）⽔的体积为：3
3
3
10222m dm L V -?===，⽔的质量：
kg m m kg V m 2102/100.13333===-ρ，把⽔加热时⽔吸收的热量： J C C kg C kg J t t cm Q 5301036.3)60100(2)/(102.4) (?=-=-=οοο吸；
（2
电热丝消耗的电能：J Q W 5
102.4?==放电，电热丝的功率：
【考点定位】有关热量的计算
查阅资料后，⼩明得知，黄⽯地区当太阳光照射地⾯时1m 2地⾯上在1s 内平均得到1.0×103J 的太阳辐射能。

⑴若⼩明家每天要⽤200kg 热⽔，⽤这个热⽔器把这些⽔从25℃加热到45℃需要吸收多少热量？
⑵在太阳光照射的情况下，提供这些热量，需要多长时间？
【答案】1.68×107J ；2.8×104
s 【解析】
试题分析：⑴若⼩明家每天要⽤200kg 热⽔，⽤这个热⽔器把这些⽔从25℃加热到45℃需要吸收的热量是
37cm t=4.210J/kg kg 45-25=1.6810J Q =（.℃）200（℃℃）
⑵⽯地区当太阳光照射地⾯时1m 2地⾯上在1s 内平均得到1.0×103J 的太阳辐射能。

太阳能热⽔器集热⾯积是1.5m 2，太阳光照射集热器1s 内平均得到1.5×103J 的太阳能。

它的效率是
40﹪，在太阳光照射的情况下，提供这些热量，
考点：此题考查的是太阳能的计算。

点评：在此题中注意太阳光照射集热器收集的能量没有全部转化为热⽔吸收的热量，即转化效率为40﹪。

5．（8分）如图甲所⽰是某型号的浴室防雾镜，其背⾯粘贴有等⼤的电热膜．使⽤时，镜⾯受热，⽔蒸⽓⽆法凝结其上，便于成像，下表是该防雾镜的相关数据：
⾯积⼤⼩ 110dm 2
镜⼦质量 1.1kg 额定电压 220V
额定功率 1W/dm 2
（1）求防雾镜正常⼯作时的电流．
（2）经测试，在﹣10℃环境下．正常⼯作400s 使平⾯镜的平均温度升⾼了40℃，求电热
膜绐平⾯镜的加热效率．[玻璃的⽐热容为0.75×103
J/（kg?℃）]
（3）如图⼄所⽰，⼩明给防雾镜电路连接了⼀个滑动变阻器，能使电热极的功率在原功率的25%～100%之间变化，以满⾜不同季节使⽤的需要．请求出R 的最⼤阻值．
【答案】（1）防雾镜正常⼯作时的电流约为0.5A ；（2）电热膜给平⾯镜的加热效率为75%；（3）R 的最⼤阻值为440Ω．【解析】
试题分析：（1）防雾镜正常⼯作的功率为：P=1W/dm 2×110dm 2
=110W ，正常⼯作时的电流：
（2）正常⼯作400s ，平⾯镜吸收的热量：Q 吸=cm △t 升=0.75×103
J/（kg?℃）
×1.1kg×40℃=3.3×104
J ，
正常⼯作400s ，电热膜产⽣的热量：Q=W =Pt=110W×400s=4.4×104
J ，
（3R 的阻值最⼤时，通过电热膜的电流最⼩，此时电热膜的功率最⼩，应为110W×25%=27.5W；由R I P 2
=
可得此时通过它的电流电路中的总电阻为
R=R 总﹣R 0=880Ω﹣440Ω=440Ω．
答：（1）防雾镜正常⼯作时的电流约为0.5A；（2）电热膜给平⾯镜的加热效率为75%；（3）R的最⼤阻值为440Ω．
考点：电功率、电热的综合计算
6．（6分）已知煤⽓的热值为3.6×107J/m3，0.28m3的煤⽓完全燃烧放出的热量是多少？若这些热量的50%被温度为20℃，质量为30kg的⽔吸收，则⽔温升⾼多少？[c⽔=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】1.008×107J，40℃
【解析】
试题分析：（1）根据煤⽓的热值和质量可求出完全燃烧煤⽓放出的热量。

根据得：
（2）根据公式Q＝cm△t可知：要求⽔温升⾼多少就必须知道吸收的热量，⽔的质量和⽐热容。

Q
t
cm
=吸
考点：热值的意义，热量的计算
7．⼩红家⼀台电热⽔壶，铭牌如右表所⽰。

为了测量它烧⽔时的实际功率，⼩红和⽗亲合作进⾏了如下实验：关掉家⾥所有⽤电器，将该电⽔壶装了0.6kg、20℃的⽔，接⼊家庭电路中，闭合开关，测得壶中的⽔从20℃上升到100℃所⽤的时间是
4min。

同时观察到家中电能表（见图）转过的转数正好为90转（r）。

⽔的⽐热容：c=4.2×103J／（kg·℃）。

请根据相关信息求：（1）电⽔壶中⽔吸收的热量。

（2）电⽔壶烧⽔的实际功率。

（3）电⽔壶加热的效率。

产品型号：KS-12
最⼤容积：1.2L
额定电压：220V~
额定频率：50Hz
额定功率：1000W
【答案】（1） 2.016×105 J （2）900W （3）93.3﹪
【解析】
试题分析：（1）⽔吸收的热量35
Q cm t 4.210J/kg0.6kg80 2.01610J
（℃）℃
==创??
V g；
（2）消耗的电能
90r
W0.06KW h216000J
1500r/kW h
===
g
g
；
Q mq
=
373
0.28 3.610/
Q m J m
=??7
1.00810J
=?
7
3
1.0081050%
4.210/()30kg
J
J kg C?
=
40C
=o
电⽔壶烧⽔的实际功率
0.06kW h
P Wt0.9kW900W
4
h
60
====
g
；
（3）电⽔壶加热的效率
Q201600J
100%93.3% W216000J
h==?；
考点：电能表参数的理解与电能的求法；热量的计算；电功率的计算．
点评：本题是⼀道电学与热学的综合应⽤题，与⽣活相连，使学⽣觉得学了物理有⽤，注意计算时的单位变换要正确．8．混合动⼒汽车是⼀种新型汽车，它有两种动⼒系统。

汽车加速，汽油机提供的动⼒不⾜时，蓄电池的电能转化为动能，使
汽车加速更快；汽车减速，汽车动能转化为电能，由蓄电池贮存起来，减少能量的浪费。

两种动⼒系统也可以独⽴⼯作，只有汽油机⼯作时，与⼀般的汽车相同；只使⽤电⼒时，由电动机提供动⼒。

下表是国产某混合动⼒汽车蓄电池的铭牌，其中电池容量是蓄电池贮存的最⼤电能。

该汽车匀速⾏驶时受到的阻⼒为720N。

求：
(1)在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间？
(2)仅由电动机提供动⼒，汽车匀速持续⾏驶的最⼤距离是多少？不考虑电能转化为机械能时能量的损失。

(3)仅由汽油机提供动⼒，汽车匀速⾏驶每百公⾥的油耗是多少升？假设汽车受到的阻⼒不变，汽油的热值为3.0×107J/ L(即焦⽿/升)，汽油机的效率为24%。

【答案】（1）10h （2）220km （3）10L
【解析】
试题分析：（1）由表中数据知道，输⼊电压U=220V，输⼊电流I=20A，电池容量W=4.4kW·h 所以充电时输⼊功率
P=UI=220V×20A=4400W=4.4kW，充满电的时间：t=W/P=44kW·h/4.4kW=10h
（2）因为车匀速⾏驶时受到的阻⼒为720N，所以汽车匀速直线运动时的牵引⼒ F=f=720N，因为不考虑电能转化为机械能时能量的损失，所以电能全部转化为动能则s=W/F=44kW·h/720N=2.2×105m=220km；
(3)汽车匀速⾏驶百公⾥机车做有⽤功W′=Fs′=720N×100×1000m=7.2×107J
消耗能量Q= W′/η=7.2×107J/24%=3×108J 耗油的体积V=Q/q=3×108J/3.0×107J/ L=10L。