中考物理总复习专题训练与解析：热量的计算(附答案)

小专题：热量的计算

类型1 燃料烧水

1、（2018·衡阳）我国的秦山核电站，目前每分钟的安全发电量，相当于少消耗烟煤13.0 t 。

（1）如果13.0 t 烟煤完全燃烧，放出的热量为多少？（烟煤的热值为2.9×107 J/kg ）

（2）假设13.0 t 烟煤在煤炉中完全燃烧，放出的热量部分被水吸收，可以使4×105 kg 的水从20 ℃升高到100 ℃，求：水吸收的热量为多少？[c 水＝4.2×103 J/（kg ·℃）]

（3）求煤炉加热水的热效率．（用百分数表示，结果保留两位有效数字）

2、（2018·桂林）若家用天然气的热值为4.2×107 J/kg ，水的比热容为4.2×103 J/（kg ·℃）． （1）完全燃烧0.04 m 3天然气放出的热量是多少？

（2）若某新型天然气灶烧水的效率为40%，完全燃烧0.04 m 3天然气，可使室温下5 kg 的水温度升高多少？

3、如图，天然气灶在一个标准大气压下，将一壶质量为3 kg 、温度为20 ℃的水，加热至沸腾，大约需要10 min ，已知：水的比热容为4.2×103 J/（kg ·℃），天然气的热值为3.5×107 J/m 3.求：

（1）水吸收的热量；

（2）若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气．

答案：

（1）Q 放＝mq ＝13.0×103 kg ×2.9×107 J/kg ＝3.77×1011 J

（2）Q 吸＝cm 水Δt ＝4.2×103 J/（kg ·℃）×4×105 kg ×（100 ℃－20 ℃）＝1.344×1011 J

（3）η＝Q 吸Q 放＝1.344×1011 J 3.77×1011 J

≈36% 答案：

（1）Q 放＝Vq ＝0.04 m 3×4.2×107 J/m 3＝1.68×106 J

（2）Q 吸＝Q 放×40%＝1.68×106 J ×40%＝6.72×105 J

由Q 吸＝cm Δt ，得：Δt ＝Q 吸cm ＝ 6.72×105 J 4.2×103 J/（kg ·℃）×5 kg

＝32 ℃ 答案：

（1）Q 吸＝cm （t －t 0）＝4.2×103 J/（kg ·℃）×3 kg ×（100 ℃－20 ℃）＝1.008×106 J

（2）由η＝Q 吸Q 放得，Q 放＝Q 吸η＝1.008×106 J 60%

＝1.68×106 J 由Q 放＝Vq 得，V ＝Q 放q ＝1.68×106 J 3.5×107 J/m

3＝4.8×10－2 m 3

类型2 太阳能、电能（其他能）烧水

4、某品牌太阳能热水器，每小时平均接收4.2×106 J 的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100 kg 、初温为26 ℃的水，加热到46 ℃。求：

（1）热水器中的水吸收的热量Q 吸；[水的比热容为4.2×103 J/（kg ·℃）]

（2）热水器在5小时有效照射时间内接收到的太阳能E ；

（3）热水器在5小时有效照射时间内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量．（天然气的热值为7×107 J/m 3）

类型2 热机效率

5、某汽车，在一段平直公路上匀速行驶了36 km ，用时0.5小时，车的总质量为3×103 kg ，受到的阻力为车重的0.1倍，其中g 取10 N/kg 。求：

（1）该汽车牵引力所做的功；

（2）已知这一过程消耗燃油1.5×10－2 m 3，假设燃油完全燃烧，则热机在这一过程中消耗的总能量（燃油密度为0.8×103 kg/m 3，燃油热值为4.5×107 J/kg ）；

（3）该汽车发动机的效率；

（4）若该汽车在平直的公路上匀速行驶的路程为s ，发动机牵引力为F ，其发动机效率为η，汽油的热值为q ，请推导该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式m ＝Fs/ηq.

答案：

（1）Q 吸＝cm （t －t 0）＝4.2×103 J/（kg ·℃）×100 kg ×（46 ℃－26 ℃）＝8.4×106 J

（2）E ＝5×4.2×106 J ＝2.1×107 J

（3）Q 放＝E ＝2.1×107 J

由Q ＝Vq 得，V ＝Q 放q ＝2.1×107 J 7×107J/m

3＝0.3 m 3 答案：

（1）车重：G ＝mg ＝3×103 kg ×10 N/kg ＝3×104 N

车受到的阻力：f ＝0.1G ＝0.1×3×104 N ＝3×103 N 因为车匀速行驶，所以

牵引力：F ＝f ＝3×103 N 则

牵引力做功：W 有用＝Fs ＝3×103 N ×3.6×104 m ＝1.08×108 J

（2）由ρ＝m V

，得：m ＝ρV ＝0.8×103 kg/m 3×1.5×10－2 m 3＝12 kg Q 放＝mq ＝12 kg ×4.5×107 J/kg ＝5.4×108 J

（3）η＝W 有Q 放＝1.08×108 J 5.4×108 J

＝20% （4）因为η＝W 有Q 放＝W Q ＝Fs mq ，由此可得：m ＝Fs ηq