熱學(xué)計(jì)算題(含答案)

1、類型三：利用熱量公式計(jì)算在冬天為使房間里保持一定的溫度，每小時(shí)要供給4.2 X106焦的熱量，若進(jìn)入散熱器中水的溫度是80C,從散熱器流出的水的溫度是72 C,問每小時(shí)要供給散熱器多少80c的水?【分析與解答】可利用公式 Q放=Cm(to-t)變形為：m = Q求出mi C(to -t)解：Q放=Cm( t o-t)m 二C(to -t)4.2 1064.2 103 (80-72)= 125(kg)6 / 5變式1:利用熱量公式計(jì)算質(zhì)量為0.5千克的鋁壺里裝了 2千克的水。初溫度為 20C,如果它吸收了 265.2 X103 焦的熱量，溫度可升高到多少攝氏度？鋁比熱容為0.88 X 103焦/

2、 (千克)【分析與解答】 解此類題目的關(guān)鍵是如何確定容器的初溫和末溫，只要用容器盛液體加熱或冷卻，容器的初溫和末溫與液體的初溫和末溫相同。本題參與吸熱物體分別為水和鋁壺，它們初溫相同，末溫也相同可利用公式Q吸=Cm(t-t 0)變形后求末溫度。解：Q=Qe +Q水鋁 m鋁(t-t 0)+C 水 m水(t-t 0)得QC鋁m鋁十C水m水t。20265.2 103"_ 3'_ 3'4.21020.88100.5二50 C變式2:利用熱量公式計(jì)算小明家新安裝了一臺(tái)容積為 0.5m3的太陽能熱水器，加滿水后，經(jīng)過4h陽光的照射，水溫由原 來的20c升高到了 40C.問：在這4

3、h內(nèi)水吸收了多少熱量 ？若這些熱量由效率為 20%的 火爐燃燒焦炭來提供， 則需要燃燒多少千克焦炭 ？水的比熱容 切= 4.2X 103J/( kg )、 焦炭的熱值g=3.0X107J/kg【分析與解答】太陽能熱水器內(nèi)水的質(zhì)量m = p V = 1.0X 103kg/m3x 0.5m3= 500kg需要吸收的熱量：Q 吸=cmt = 4.2X 103J/( kg - C ) X 500m3x (40 C 20C) =4.2X 107j焦炭放出的熱量Q放=m炭 q火爐的轉(zhuǎn)化效率：Qr =4. 2 17JQ放一睢 3. 0 17 0J kg4.2 10 Jm炭=7 =7kg20% 3.0 10

4、J /kg則需要燃燒7kg千克焦炭變式3:利用熱量公式計(jì)算(新加)有一款太陽能熱水器，銘牌上的部分參數(shù)如右表所示.將它安裝在陽光充足的水平臺(tái)面上，并送滿水.型號(hào)JL 88水容量/L80自身質(zhì)量/kg40（1）晴天平均每平方米的面積上，每小時(shí)接收的太陽能約為2.8 x 106J.若該熱水器接受太陽能的有效面積為1.5m2,每天日照時(shí)間按 8h計(jì)算，則它一天中接收的太陽能 （E） 約為多少？若這些太陽能有 60%被熱水器中的水吸收，則可使水溫升高多少？c水=4.2X 103J/（kg ' C ）（2）若該熱水器一天中接收的太陽能，由燃燒煤氣（熱值q=4.2 X 107J/kg）來獲得，則需

5、要完全燃燒多少千克煤氣？（3）請(qǐng)你：從能源和可持續(xù)發(fā)展的角度，說出提倡開發(fā)利用太陽能的兩點(diǎn)主要理由；說出當(dāng)前在利用太陽能方面所面臨的某一主要困難（可從自然因素或技術(shù)因素等方面思考）【分析與解答】本題從新能源、環(huán)境保護(hù)的現(xiàn)實(shí)問題出發(fā)，對(duì)太陽能、化石燃料（化學(xué)能燃 燒獲得內(nèi)能）的放熱 Q= mq生活用熱水加熱 Q=crnAt進(jìn)行了考查。（1） E=2.8X 106x 1.5X8J=3.36X 107 jQ 吸=刀 b=60% X 3.36 X 106 J=2.016 X 106 J由Q吸=cm A i導(dǎo):Q吸寸=一cm2.016 106Jot-=60 C4.2 103J/(kg L.C) 80 k

6、g(2) Q 放=mqQ 吸 E 3.36 107Jm =二7= 80 kgq q 4.2 107 J/kg（3）利用太陽能可節(jié)約化石類能源（或“減少煤、石油等化石類能源的消耗”、或“節(jié)約能源”）；減少環(huán)境污染（或“減少污染”、“無污染”）受天氣影響（或“受夜晚影響”）；或轉(zhuǎn)換效率低，或提供的功率小類型四：利用熱量公式進(jìn)行比例計(jì)算銅的比熱容是鋁的比熱容的 3倍，現(xiàn)有質(zhì)量相等的銅塊和鋁塊，如果供給它們的熱量一 樣，銅塊溫度升高的度數(shù)是鋁塊溫度升高度數(shù)的幾倍？【分析與解答】此題是運(yùn)用公式Q=CmU中四個(gè)物理量中只要知道任意三個(gè)量的關(guān)系就可以 求出另外一量的關(guān)系。解題時(shí)采用比例式最基本的方法是求哪個(gè)

7、物理量的比就由熱量公式導(dǎo) 出哪個(gè)物理量的表達(dá)式，然后相比，利用已知關(guān)系，將比例式化簡。解：從題中可知，C銅 3二一 m 銅=皿呂C鋁1Q吸銅=Q吸鋁從Q=Cmt t得 At= -Q-CmQ銅At銅C銅m銅 C鋁1貝 U:=&鋁Q鋁 C銅 3C鋁m鋁變式1：利用熱量公式進(jìn)行比例計(jì)算(已更新)甲、乙二物體的質(zhì)量之比為 2: 1,吸收的熱量之比是 4: 3,它們升高的溫度之比是 1:3,則甲、乙兩種物質(zhì)的比熱之比是 。【分析與解答】因比熱 C=Q吸/mAt,可以把Q1： Q2=4: 3, m1 ： m=2: 1, At1： A t2=1 ：3代入公式進(jìn)行計(jì)算，得出C1： C2=2: 1。另一

8、種解法。八=Gm1 大1IQ2 =C2 m2 t22(1)/(2)得 Ql=Clxmlx：叫Q2 C2 m2：t 24c,21代入數(shù)據(jù)4=C1213C213得 C1=2C21類型四：熱學(xué)綜合計(jì)算(熱平衡的問題已經(jīng)刪除，已更換為 2005中考的新題， 熱量與電的綜合計(jì)算已在電學(xué)部分)地?zé)豳Y源越來越被人們所重視，并得到廣泛利用，例如，廣西某地的溫泉很早就被開發(fā)和利用.若該處地下熱水每日開采量為3X 105 Kg，平均水溫為66 c.問(1)如果改用鍋爐燃燒無煙煤來供給熱水，則每日將等量的冷水由16c加熱到66C,水需要吸收多少熱量？(2)若無煙煤完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，則每日需要多少無煙煤

9、 ？已知水的比熱容為4.2 X103J/(Kg C),無煙煤的熱值為 3.4 X107J/Kg【分析與解答】(1)Q 吸 = cm(t-t o)=4.2 x 103 X 3X 105X (66 16)J=6.3 x 1010J(2)Q 放=qm=Q»kg=1.85 103kgQ 吸6.3 1010m =三q2.4 107變式1:熱學(xué)綜合計(jì)算用煤氣灶既方便又環(huán)保.一般的煤氣灶正常工作時(shí)，15分鐘可使4千克、23c的水沸騰,該城市水的沸點(diǎn)為 93c.求：(1)水吸收的熱量；(2)若煤氣灶放出的熱量 65%被水吸收，煤氣灶實(shí)際放出的熱量.【分析與解答】(1) Q吸=cm t=4.2X 10

10、焦/ (千克 C) X 4千克X 70C= 1.2X 10焦Q(2)=65%Q放Q吸 _1,2 106 65% 65%定1.84父106焦變式2:熱學(xué)綜合計(jì)算先閱讀下面材料，然后回答問題：地?zé)豳Y源是目前全球倡導(dǎo)的綠色安全資源，它不受晝夜和季節(jié)變化的限制，不僅可為人 們生活供熱，還可以用于旅游、溫泉保健、養(yǎng)殖熱帶魚等.(1)李強(qiáng)同學(xué)家每天用的熱水若全部按50c的熱水計(jì)算，若將50kg的水從10c加熱到，50c需要吸收多少熱量？已知水的比熱容是4.2 x10 3J/ ( kg C).(2)若李強(qiáng)家用額定功率為1500W勺電熱水器燒水，在正常工作狀態(tài)下燒熱(1)問中的這些水需要多長時(shí)間？(3)若用效

11、率為50%勺煤氣爐燒水，燒熱(1)問中的這些水需要多少 而煤氣？(煤氣的熱 值是 3. 9X 107J/m3)【分析與解答】(1) Q=cm(t t0)=4.2 X 103X 50X(50 - 10)J=8.4 X106JW 8.4 1063或 93.3min ;或 1.56h)(2) t = = s=5.6 10 s (p 1500(3)Q=qV x 50%所以:q 50%8.4 1063.9 107 50%=0.43m3變式3:熱學(xué)綜合計(jì)算物理興趣小組的同學(xué)們做了這樣的實(shí)驗(yàn)：取 500 g水放在燒杯中，測(cè)得水的溫度為20 C,然后點(diǎn)燃酒精燈給燒杯加熱，并將溫度計(jì)插在水中，觀察水溫的變化，當(dāng)

12、溫度計(jì)的示數(shù)恰為70 c時(shí)，消耗了 10 g酒精.水的比熱容為4.2X103 J/(kg . C)(1)請(qǐng)計(jì)算出實(shí)驗(yàn)中 水吸收f多少熱量？(2)有的同學(xué)試圖用水吸收的熱量來計(jì)算酒精的熱值.請(qǐng)你回答這種做法是否可以？并說明理由.【分析與解答】(1) Q=cm(t - tc)=4.2 X 103x 0.5 X (70 20)J=1.05 X 105J(2)假設(shè)燃燒10 g酒精完全燃燒，并且燃燒時(shí)所放出的熱量全部被水吸收，則Qq=m一 一 5= 1.05 107J/kg1.05 100.01但實(shí)際燃燒時(shí)，酒精所放出的熱并沒有被水全部吸收，同時(shí)酒精也并不能夠做到完全燃燒， 上面所計(jì)算出的酒精熱值將比實(shí)

13、際偏小。所以該同學(xué)利用這種方法來計(jì)算酒精的熱值是不妥的。類型五：熱量公式與函數(shù)圖像綜合某液體和水的質(zhì)量相同、初溫相同，每分鐘吸收的熱量均為1260J,根據(jù)圖中的圖象計(jì)算:該液體的比熱為多少？該液體的質(zhì)量為多少？'a時(shí)間(mmJ【分析與解答】該圖象反映的是液體和水吸熱后溫度升高的過程，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示溫度。由圖象可知，水溫12分鐘升高了 30C,而某種液體溫度升高為 50C。列吸熱方 程，用比例法求解，具體如下：(1)由圖象可知，水和某液體每分鐘溫度的變化分別為t k=2.5 C /min ； At液=竺C/min ；6水和某液體每分鐘吸熱為 Q水=c水m水a(chǎn)t水；Q«= c液m液at液；由于Q水=Q液m水=m液,解得257Q C* =-X4.2X103'袱及辿 木25/6=Z52X10JJZ C)(2)液體質(zhì)量%1260澄 浴 2.52 X 103 X 25/6=【解題方法歸納與提升】解圖像類類型的題目上，首先應(yīng)弄清圖像中橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)表示的是什么物理量，分析出圖像中包含的物理過程，圖像的物理意義，物理量間滿足什么函數(shù)關(guān)系，然后才能正確解題。部分同學(xué)由于對(duì)相關(guān)學(xué)科間的知識(shí)遷移能力較弱，不能把數(shù)學(xué)上的有關(guān)知識(shí)運(yùn)用到物理解題中來，因此在解題