初三物理热机计算(一).

一、纯热量计算类型

分析步骤：

1、确定研究对象

2、判断吸放热；确定对应公式Q=Cm△t，其中(吸热升温)△t=t-t0，(放热降温)△t=t0-t

3、公式变形进行计算

例1、质量为2kg、温度为l5℃的水，吸收l.68×l05J的热量后，温度升高到多少摄氏度？[C水=4.2×103J/(kg·℃)]分析：1、水为研究对象；

2、吸热：Q=Cm(t-t0)；

3、公式变形t-t0= Q/ Cm=l.68×l05J/（4.2×103J/(kg·℃) ×2kg）

t=（20+15）℃=35℃答略

注意：1、物理计算题步骤细节也很重要，以此题6分为例，公式要占去3分，而带入数据1分，计算结果和单位2分，一步都不能少，望各位学生引起重视。2、此类题如是水在标准大气压下升温，最高温度只能是100℃。3、“升高”和“升高到”的不同含义，前者指的是温度变化量，而后者是指末温。4、水的质量单位是kg

例2、质量为500g的铁锅中放有3kg的水，把它们从15℃热到85℃，吸收了多少热量？[C铁=0.46×103J/(kg·℃)，C水=4.2×103J/(kg·℃)]

分析：给水加热时，铁锅也要同时吸热。

1、水和铁锅为研究对象；

2、均吸热：Q=Cm△t，△t=t-t0；

3、求热量之和Q

解：△t=t-t0=85-15=70(℃)

Q=Q1+Q2=C1m1△t+C2m2△t=(C1m1+C2m2)△t=

(4.2×103×3+0.46×103×0.5)×70 J =8.981×105J答略

※例3、为了测量某种液体的比热容，把质量为l00g的铜块从沸腾的水中取出(标准大气压下)，迅速投入质量为l00g、温度为l0℃的待测液体中，混合后的共同温度是25℃，若不计热量损失，求这种液体的比热容为多少？[铜的比热容C铜=0.4×103J／(kg·℃)]

分析：铜块和水之间发生热传递，铜块放热降温，水吸热升温，Q吸=Q放。

如果题目中已知条件较多，一定要提前设好物理量，所以建议大家写已知、求。

已知：C铜=0.4×103J/(kg·℃)，t01=100℃，t02=10℃，t=25℃，m=100g=0.1kg

解：∵Q吸=Q放

∴C液m(t-t02)=C铜m(t01-t)

∴C液=2×103J/(kg·℃)答略

二、与热效率相关

公式：Q=Q有+Q无，Q总=Q有/η

※例4、在一把质量为500g的铝质电热水壶中，装有2kg水。用这把电水壶把20℃的水加热到100℃。若该电水壶的热效率为80%，问烧开这壶水需要消耗多少电能？[C铝=0.88×103J／(kg·℃)，C

水=4.2×103J/(kg·℃)]

分析：本题与例2的区别在于消耗电能并没有全部被水吸收，壶身、外界空气等均要吸热。只有水吸收热量为有效部分，空气吸热未知，所以不能用Q=Q有+Q无计算。因为知道电水壶的热效率η，所以可使用Q总=Q有/η计算，而不需要计算铝壶吸收的热量。

解：Q水=C水m(t-t0)=4.2×103×2×(100-20) J=6.72×105J

Q=6.72×105J/80% ==8.4×105J

三、与热机及燃料有关

例5、人造湖有“吸热”功能，在炎热的夏季能大大减弱周围地区的“热岛效应”。若人造湖湖水的质量为8.1×107kg，水温升高2℃，湖水吸收的热量是多少？这些热量相当于多少吨无烟煤完全燃烧放出的热量？(无烟煤的热值为3.4×107J/kg)

分析：水吸热升温Q=Cm△t，△t=t-t0，无烟煤燃烧防热Q=qm，且Q吸=Q放

解：Q吸=C水m△t=4.2×103×8.1×107×2 J =6.804×1011J

∵Q吸=Q放∴m= Q吸/q=6.804×1011J/3.4×107J/kg==2.0×104(kg)=20t 答略

※※例六．单缸汽油机的飞轮每分钟转600圈，第三冲程燃气对活塞的压强为5×105Pa（假设压强在整个冲程中不变）活塞行程为0.2m 活塞横解面积为100cm2,求这个汽油机的功率。

F=PS=5×105Pa×100cm2 =5000N

W=FS=5000N×0.2 m =1000J(每个冲程活塞所做的功）

功率P＝W/t=(1000J×600/2)/60S=5000w

一台单缸四冲程柴油机，曲轮转速600r/min,活塞面积为120cm平方，活塞行程300mm,做功冲程燃气的平均压强为4点9*10的六次方Pa,这台柴油机的功率是kW.

写出详细的计算过程．

这个题不难啊

F=Ps=4.9*10^6Pa*120cm^2 做功时的压力

W=FS=F*300mm 压力做功一次所作的功

P=W*300/60 1min做的功/60s 即功率

1.曲轮转速600r/min=60r/s即它每秒转动60周,我们知道曲轴每转2周,活塞对外做功一次

说明1s内活塞对外做功30次.

2.每次活塞做功为W1,根据W1=F*L=P*S*L=4.9*10^6*120*10^(-4)*300*10^(-3)J

=1.764*10^4J

那么在1s内活塞一共做功为W=30*W1

3.根据功率P=W/t=52.92kW (t=1s)

热身训练：

1、汽油机的工作过程是由吸气、压缩、___ __ 和排气四个冲程组成的。完全燃烧10kg的汽油可以放出___ __ J的热量（汽油的热值为4.6×107J/kg）。

2、随着人们物质生活水平逐步提高，农村的厨灶发生了革命性的变化．煤球炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家庭.液化气与煤相比,热学方面突出的优点是 ________________；环保方面突出的优点是 __________________________ .若要将2.5kg初温为20℃的水加热到80℃,至少需要燃烧 _________________m3的液化气．［水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),液化气的热值是5.0×107J/ m3］

3、某中学为学生供应开水，用锅炉将200㎏的水从25℃加热到100℃，燃烧了6㎏的无烟煤。［水的比热容是4.2×103J/（㎏·℃）,无烟煤的热值是3.4×107J/㎏］试求：

（1）锅炉内200㎏的水吸收的热量是多少焦耳？

（2）6㎏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？

4.质量为20g的水，温度从10℃降低到0℃，但未凝固成冰，它放出的热量是多少？如果这些热量恰好使80g的某种固体温度从-5℃刚好升高到0℃，这种固体的比热容多大？