九级物理全册 14 内能的利用专题训练（一）热量、热值和热效率的综合计算 （新版）新人教版.doc

专题训练(一)热量、热值和热效率的综合计算类型一一般吸热、放热的计算12017年6月2日中央电视台报道，我国在南海海底实现“可燃冰”连续稳定产气22天。当完全燃烧热值为5.6109 j/m3的可燃冰2 m3时，放出的热量是_j，相当于完全燃烧热值为2.8107 j/m3的天然气_m3放出的热量。2用两个相同的电加热器给质量同为2 kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图zt11所示，据此判断甲物质10 min吸收的热量为_j。c水4.2103 j/(kg)图zt113在标准大气压下，质量为10 kg的水，吸收1.26106 j的热量，温度能从72 升高到_。水的比热容为4.2103 j/(kg)42017黔西南州某学校锅炉用天然气做燃料给水加热。已知天然气的热值为4.0107 j/m3(不计热量损失)。(1)完全燃烧4.2 m3的天然气可以获得多少热量？(2)这些热量可以使1000 kg的水从30 升高到多少摄氏度？5重庆温泉资源十分丰富，被誉为“温泉之都”，温泉水主要靠地热，温度大多在60 以上。取质量为400 g、温度为60 的温泉水加热，当吸收了5.04104 j的热量后，温度升高到多少摄氏度？此时这些水会不会沸腾？假设当时的气压为标准大气压，水的比热容是4.2103 j/(kg)类型二热平衡方程的应用6甲、乙两杯冷水，质量相同，初温也相同。将质量和初温都相同，但温度比水高的金属铜球和铝球(c铜c铝)分别投入两杯冷水中，不计热量损失，水也不溢出，达到平衡时()a盛铜球的那杯水末温高b盛铝球的那杯水末温高c两杯水温度一样高d以上情况均有可能7甲、乙两杯中分别盛有60 和20 质量相同的水，现将一温度为20 的铁球投入甲杯中足够长时间，取出后再投入乙杯，停留足够长时间。如果不计热量损失，比较甲、乙两杯的水温变化，则()at甲t乙 bt甲t乙ct甲t乙 d无法判定8一根质量为2 g的烧红的铁钉，温度是600 ，若它的温度降低到100 ，释放的热量为_j。若这些热量全部用于加热100 g常温的水，则水温将升高_。已知铁的比热容为0.46103 j/(kg)，水的比热容为4.2103 j/(kg)9质量相等、初温均为10 的甲、乙两物体，将它们分别投入温度均为60 的等质量的两杯热水中，热平衡后甲所在杯中热水温度降低了5 ，乙所在杯中热水温度降低了20 ，不考虑热量损失，则甲、乙两物体的比热容之比为_。10将质量为4 kg的冷水与质量为3 kg、温度为80 的热水混合后，末温为40 ，不计热量损失，则：水的比热容为c4.2103 j/(kg)(1)热水放出的热量是多少焦耳？(2)冷水原来的温度是多少摄氏度？类型三有关热效率的计算11小明在家用燃气灶烧水，已知水壶里水的体积为3 l，水的初温为20 ，现将水加热至100 ，消耗燃气为0.04 m3，已知燃气的热值为4.2107 j/m3，水的比热容为4.2103 j/(kg)，则水的内能增加了_j，燃气灶烧水的效率为_。12太阳能是一种清洁能源。某太阳能热水器水箱容积为300 l，集热管的有效采光面积为3 m2，某天日照时间为8 h，每平方米面积平均每秒接收太阳辐射能1.4103 j，接收的太阳辐射能中有70%能被水箱里的水吸收，则该天热水器水箱里的水温度可以升高_。不计水箱中水的散热，水的比热容为c4.2103 j/(kg)13当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率_(选填“升高”“不变”或“降低”)。已知某台汽油机的效率是30%，如果这台汽油机用来做有用功的能量是9104 j，则这段时间里汽油机消耗了_g的汽油(假设汽油的热值为4107 j/kg)。14某物理兴趣小组的同学用煤炉给8 kg的水加热，同时他们绘制了如图zt12所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在4 min内完全燃烧了1.4 kg的煤，水的比热容为4.2103 j/(kg)，煤的热值约为3107 j/kg。求：(1)经过4 min时间加热，水所吸收的热量。(2)煤炉烧水时的热效率。图zt1215飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。高空中某飞机获得1.6105 n的水平推力，以600 km/h的速度沿水平方向匀速航行1 h，需要完全燃烧热值为4107 j/kg的航空煤油4000 kg。求1 h内：(1)飞机的航程。(2)发动机所做的功。(3)航空煤油完全燃烧放出的热量。(4)发动机的效率。详解详析11.121010400解析 2 m3“可燃冰”完全燃烧放出的热量：q放v可燃冰q可燃冰2 m35.6109 j/m31.121010 j；由q放vq得需要天然气的体积：v天然气400 m3。22.52105解析 用两个相同的电加热器给质量相同的甲物质和水加热，由图象可知，水的温度升高60 需要20 min，甲物质的温度升高60 需要10 min。因为物质吸收的热量和时间成正比，所以，质量相同的甲物质和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为q水吸2q甲吸。由q吸cmt得：c，则c水2c甲。又因为c水4.2103 j/(kg)，所以c甲2.1103 j/(kg)。甲物质10 min升高了60 ，q甲吸c甲m甲t甲2.1103 j/(kg)2 kg60 2.52105 j。3100 解析 根据吸热公式q吸cmt得：t30 。由题知，水的初温为72 ，在标准大气压下水的沸点为100 ，达到沸点以后虽然继续吸热，但温度不变，所以末温为100 。4(1)完全燃烧4.2 m3的天然气放出的热量：q放vq4.2 m34.0107 j/m31.68108 j。(2)水吸收的热量：q吸q放1.68108 j，由q吸cmt得，水升高的温度：t40 ；水的末温tt0t30 40 70 。5水吸收的热量：q吸5.04104 j，由qcmt可得，水升高的温度：t30 。当时水的温度为60 ，吸收了5.04104 j的热量后，温度升高到603090，因为标准大气压下水的沸点为100 ，故此时这些水不会沸腾。6b7b解析 将温度为20 的铁球投入温度为60 的甲杯水中，铁球吸收热量，水放出热量，q吸1q放1，即c铁m铁(tt0铁)c水m水(t0水t)；再将铁球放入20 、质量相同的乙杯水中，铁球放出热量，水吸收热量，q吸2q放2，即c水m水(tt0水)c铁m铁(tt)；因为甲杯中的水和铁球的温差大于乙杯中的水和铁球的温差，即tt0铁tt，所以t0水ttt0水，即t甲t乙。84601.1解析 (1)铁钉放出的热量：q放c铁m铁t0.46103 j/(kg)2103 kg(600 100 )460 j。(2)由题知：q吸q放460 j，因为q吸c水m水t，所以t1.1 。916解析 将物体甲放入热水杯后，热平衡后它们的共同温度为60 5 55 ，水放出的热量q放c水m水t水，甲吸收的热量q吸c甲m甲t甲，根据热平衡方程：q放q吸，即c水m水t水c甲m甲t甲，代入相关数据得：c甲；将物体乙放入热水杯后，热平衡后它们的共同温度为60 20 40 ，水放出的热量q放c水m水t水，乙吸收的热量q吸c乙m乙t乙，根据热平衡方程：q放q吸，即c水m水t水c乙m乙t乙，代入相关数据得：c乙。甲、乙两物体质量相等，即m甲m乙，则。10(1)热水放出的热量：q放cm1(t热t)4.2103 j/(kg)3 kg(80 40 )5.04105 j。(2)不计热量损失，冷水吸收的热量等于热水放出的热量，即q吸q放5.04105 j，因为q吸cmt，所以冷水升高的温度t30 ，则冷水的初温：t冷tt40 30 10 。111.00810660%解析 (1)水的体积v水3 l3 dm33103 m3，由可得，水的质量：mv水1.0103 kg/m33103 m33 kg，水吸收的热量：q吸cm(tt0)4.2103 j/(kg)3 kg(100 20 )1.008106 j，水吸收的热量即为水的内能增加值。(2)天然气完全燃烧放出的热量：q放v气q4.2107 j/m30.04 m31.68106 j；燃气灶的效率：100%100%60%。1267.2解析 水箱内水的体积：v300 l300103 m30.3 m3。由得，水箱内水的质量：mv1.0103 kg/m30.3 m3300 kg，水吸收的热量：q吸1.4103 j/(m2s)(83600 s)3 m270%8.4672107 j，因为q吸cmt，所以t67.2 。13降低7.5解析 汽车发动机工作时将内能转化为机械能，冒“黑烟”说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以效率降低。因为，所以q放3105 j，因为q放mq，所以m0.0075 kg7.5 g。14(1)经过4 min时间加热，水所吸收的热量：q吸cm水(tt0)4.2103 j/(kg)8 kg(70 20 )1.68106 j。(2)煤完全燃烧产生的热量：q放m煤q1