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 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 所以可使用 Q 总 Q 有 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 5 一间容积为 200m3的房间 若不供给热量 每 5min 室温将降低 1 为保持室温恒定 每小时 应向房间供热多少焦耳 空气密度为 1 3kg m3 空气比热容为 1 0 l03J kg 6 在一个标准大气压下 把质量为 200g 的铝块放在沸水中充分加热后 迅速投入温度为 16 质量为 210g 的水中 不计热损失 求 当它们达到共同温度时铝块大约放出了多少热量 保留 整数 C 铝 0 88 103J kg 7 某同学在实验室用酒精灯把 0 1kg 的水从 20 加热到 l00 求 1 水吸收的热量 2 如果 这些热量由酒精燃烧提供 至少要完全燃烧多少千克酒精 水的比热容 C 4 2 103J