專題訓(xùn)練(二)　熱量、熱值和熱效率的綜合計(jì)算

1、.專題訓(xùn)練二熱量、熱值和熱效率的綜合計(jì)算類型一一般吸熱、放熱的計(jì)算12019·瀘州 2017年6月2日中央電視臺(tái)報(bào)道，我國在南海海底實(shí)現(xiàn)“可燃冰連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣22天，“可燃冰燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為_能，完全燃燒熱值為5.6×109 J/m3的“可燃冰2 m3，放出的熱量是_J，相當(dāng)于完全燃燒熱值為2.8×107 J/m3的天然氣_m3放出的熱量2用兩個(gè)一樣的電加熱器給質(zhì)量同為2 kg的物質(zhì)甲和水加熱，它們的溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖ZT21所示，據(jù)此判斷甲物質(zhì)10 min吸收的熱量為_Jc水4.2×103 J/kg·圖ZT213在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，質(zhì)量為

2、10 kg的水，吸收1.26×106 J的熱量，溫度能從72 升高到_水的比熱容為4.2×103 J/kg·42019·黔西南州 某學(xué)校鍋爐用天然氣作燃料給水加熱天然氣的熱值為4.0×107 J/m3.問：不計(jì)熱量損失1完全燃燒4.2 m3的天然氣可以獲得多少熱量？2這些熱量可以使1000 kg的水從30 升高到多少攝氏度？c水4.2×103J/kg·5重慶溫泉資源非常豐富，被譽(yù)為“溫泉之都，溫泉水主要靠地?zé)幔瑴囟却蠖嘣?0 以上取質(zhì)量為400 g、溫度為60 的溫泉水加熱，當(dāng)吸收了5.04×104 J的熱量后，溫

3、度升高到多少攝氏度？此時(shí)這些水會(huì)不會(huì)沸騰？假設(shè)當(dāng)時(shí)的氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，水的比熱容是4.2×103 J/kg·類型二熱平衡方程的應(yīng)用6甲、乙兩杯冷水，質(zhì)量一樣，初溫也一樣將質(zhì)量和初溫都一樣，但溫度比水高的銅球和鋁球c銅c鋁分別投入兩杯冷水中，不計(jì)熱量損失，水也不溢出，到達(dá)平衡時(shí)A盛銅球的那杯水末溫高B盛鋁球的那杯水末溫高C兩杯水溫度一樣高D以上情況均有可能7甲、乙兩杯中分別盛有溫度為60 和20 但質(zhì)量一樣的水，現(xiàn)將一個(gè)溫度為20 的鐵球投入甲杯中足夠長時(shí)間，取出后再投入乙杯中停留足夠長時(shí)間假如不計(jì)熱量損失，比較甲、乙兩杯水的溫度變化，那么At甲t乙 Bt甲t乙Ct甲t乙 D

4、無法斷定8一根質(zhì)量為2 g的燒紅的鐵釘，溫度是600 ，假設(shè)它的溫度降低到100 ，釋放的熱量為_J假設(shè)這些熱量全部用于加熱100 g常溫的水，那么水溫將升高_(dá).鐵的比熱容為0.46×103 J/kg·，水的比熱容為4.2×103 J/kg·9質(zhì)量相等，初溫均為10 的甲、乙兩物體，將它們分別投入溫度均為60 的等質(zhì)量的兩杯熱水中，熱平衡后甲所在杯中熱水溫度降低了5 ，乙所在杯中熱水溫度降低了20 ，不考慮熱損失，那么甲、乙兩物體的比熱容之比為_10將質(zhì)量為4 kg的冷水與質(zhì)量為3 kg、溫度為80 的熱水混合后，末溫度為40 ，不計(jì)熱量損失，那么：c水

5、4.2×103 J/kg·1熱水放出的熱量是多少焦耳？2冷水原來的溫度是多少攝氏度？類型三有關(guān)熱效率的計(jì)算11小明在家用燃?xì)庠顭畨乩锼捏w積為3 L，水的初溫為20 ，現(xiàn)將水加熱至100 ，消耗燃?xì)鉃?.04 m3，燃?xì)獾臒嶂禐?.2×107 J/m3，水的比熱容為4.2×103 J/kg·，那么水的內(nèi)能增加了_J，燃?xì)庠顭男蕿開12太陽能是一種清潔能源某太陽能熱水器水箱容積為300 L，集熱管的有效采光面積為3 m2，某天日照時(shí)間為8 h，每平方米平均每秒接收太陽輻射能1.4×103 J，接收的太陽輻射能中有70%能被水

6、箱里的水吸收，那么該天熱水器水箱里的水溫度可以升高_(dá).不計(jì)水箱中水的散熱，水的比熱容為4.2×103 J/kg·13當(dāng)汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒不充分時(shí)會(huì)冒“黑煙，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率_選填“升高“不變或“降低某臺(tái)汽油機(jī)的效率是30%，假如這臺(tái)汽油機(jī)用來做有用功的能量是9×104 J，那么這段時(shí)間里汽油機(jī)消耗了_g的汽油汽油的熱值取4×107 J/kg14某物理興趣小組的同學(xué)用煤爐給8 kg的水加熱，同時(shí)他們繪制了如圖ZT22所示的加熱過程中水溫隨時(shí)間變化的圖線假設(shè)在4 min內(nèi)完全燃燒了1.4 kg的煤，水的比熱容為4.2×103 J/kg·，

7、煤的熱值約為3×107 J/kg.求：1經(jīng)過4 min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量2煤爐燒水時(shí)的熱效率圖ZT2215重410 N的汽車在平直路面上勻速運(yùn)動(dòng)，所受阻力為920 N，汽車牽引力功率為9.2 kW，其汽油發(fā)動(dòng)機(jī)效率為20%，汽油熱值是4.6×107 J/kg，假設(shè)汽車運(yùn)動(dòng)了100 s，問：1發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)汽車的牽引力多大？2牽引力做了多少功？3汽車通過的間隔 多長？4所消耗汽油的質(zhì)量是多少？詳解詳析1內(nèi)1.12×1010400解析 1可燃冰在燃燒時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能22 m3“可燃冰完全燃燒放出的熱量：Q放V可燃冰q可燃冰2 m3×5.6×10

8、9 J/m31.12×1010 J；由Q放Vq得天然氣的體積：V天然氣400 m3.22.52×105解析 用兩個(gè)一樣的電加熱器給質(zhì)量一樣的物質(zhì)甲和水加熱，由圖像可知，水溫度升高60 需加熱20 min，物質(zhì)甲溫度升高60 需加熱10 min.因?yàn)槲镔|(zhì)吸收的熱量和時(shí)間成正比，所以，質(zhì)量一樣的物質(zhì)甲和水升高一樣的溫度需要吸收的熱量關(guān)系為：Q水吸2Q甲吸由Q吸c(diǎn)mt得：c，那么c水2c甲又因?yàn)閏水4.2×103 J/kg·，所以c甲2.1×103 J/kg·，甲物質(zhì)10 min升高了60 ，Q甲吸c(diǎn)甲m甲t甲2.1×103 J/

9、kg·×2 kg×60 2.52×105 J.3100 解析 根據(jù)吸熱公式Q吸c(diǎn)mt得：t30 .由題知，水的初溫為72 ，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100 ，到達(dá)沸點(diǎn)以后雖然繼續(xù)吸熱，但溫度不變，所以末溫為100 .41完全燃燒4.2 m3的天然氣放出的熱量：Q放Vq4.2 m3×4.0×107 J/m31.68×108 J.2水吸收的熱量：Q吸Q放1.68×108 J，由Q吸c(diǎn)mt得，水升高的溫度：t40 ；水的末溫ttt040 30 70 .5水吸收的熱量：Q吸5.04×104 J，由Q吸c(diǎn)mt可得，

10、水升高的溫度：t30 .當(dāng)時(shí)水的溫度為60 ，吸收了5.04×104 J的熱量后，溫度升高到60 30 90 ，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100 ，故此時(shí)這些水不會(huì)沸騰6B7B解析 將溫度為20 的鐵球放入溫度為60 的甲杯水中時(shí)，鐵球吸收熱量，水放出熱量，Q吸1Q放1，即c鐵m鐵tt0鐵c水m水t0水t；再將鐵球放入溫度為20 、質(zhì)量與甲杯中水一樣的乙杯水中時(shí)，鐵球放出熱量，水吸收熱量，Q吸2Q放2，即c水m水tt0水c鐵m鐵tt；因?yàn)殍F球第一次溫度變化大于第二次溫度變化，即tt0鐵tt，所以t0水ttt0水，即t甲t乙84601.09解析 1鐵釘放出的熱量：Q放c鐵m鐵t0.46

11、×103 J/kg·×2×103 kg×600 100 460 J2由題知：Q吸Q放460 J，因?yàn)镼吸c(diǎn)水m水t，所以t1.09 .916解析 物體甲放入熱水中后，它們的共同溫度為60 5 55 ，水放出的熱量Q放c水m水t水，甲吸收的熱量Q吸c(diǎn)甲m甲t甲，根據(jù)熱平衡方程：Q放Q吸，即c水m水t水c甲m甲t甲，代入相關(guān)數(shù)據(jù)得：c甲；物體乙放入熱水中后，它們的共同溫度為60 20 40 ，水放出的熱量Q放c水m水t水，乙吸收的熱量Q吸c(diǎn)乙m乙t乙，根據(jù)熱平衡方程：Q放Q吸，即c水m水t水c乙m乙t乙，代入相關(guān)數(shù)據(jù)得：c乙.甲、乙兩物體質(zhì)量相等，

12、即m甲m乙，那么.101熱水放出的熱量：Q放c水m2t熱t(yī)4.2×103 J/kg·×3 kg×80 40 5.04×105 J.2不計(jì)熱量損失，Q吸Q放5.04×105 J，因?yàn)镼吸c(diǎn)mt，所以t30 ，那么冷水的初溫：t冷tt40 30 10 .111.008×10660%解析 1水的體積：V3 L3 dm33×103 m3，由可得，水的質(zhì)量：mV1.0×103 kg/m3×3×103 m33 kg，水吸收的熱量：Q吸c(diǎn)mtt04.2×103 J/kg·

13、5;3 kg×100 20 1.008×106 J，水吸收的熱量即為水的內(nèi)能增加值2天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放qV4.2×107 J/m3×0.04 m31.68×106 J；燃?xì)庠畹男剩?#215;100%×100%60%.1267.2解析 1水箱內(nèi)水的體積：V300 L300×103 m30.3 m3，由得，水箱內(nèi)水的質(zhì)量：mV1×103 kg/m3×0.3 m3300 kg，水吸收的熱量：Q吸1.4×103 J/m2·s×8×3600 s×3

14、m2×70%8.4672×107 J，因?yàn)镼吸c(diǎn)mt，所以t67.2 .13降低7.5解析 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，冒“黑煙說明燃料燃燒不充分，用來做有用功的能量占燃料完全燃燒放出的總能量的比值就小，所以效率降低因?yàn)?#215;100%，所以Q放3×105 J，因?yàn)镼放 mq，所以 m0.0075 kg7.5 g.141經(jīng)過4 min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量：Q吸c(diǎn)水m水tt04.2×103 J/kg·×8 kg×70 20 1.68×106 J.2煤完全燃燒放出的熱量：Q放m煤q煤1.4 kg×3×107 J/kg4.2×107 J；煤爐燒水時(shí)的熱效率：×100%×100%4%.