专题训练(二)　热量、热值和热效率的综合计算

1、.专题训练二热量、热值和热效率的综合计算类型一一般吸热、放热的计算12019·泸州 2017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，“可燃冰燃烧时将化学能转化为_能，完全燃烧热值为5.6×109 J/m3的“可燃冰2 m3，放出的热量是_J，相当于完全燃烧热值为2.8×107 J/m3的天然气_m3放出的热量2用两个一样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ZT21所示，据此判断甲物质10 min吸收的热量为_Jc水4.2×103 J/kg·图ZT213在标准大气压下，质量为

2、10 kg的水，吸收1.26×106 J的热量，温度能从72 升高到_水的比热容为4.2×103 J/kg·42019·黔西南州 某学校锅炉用天然气作燃料给水加热天然气的热值为4.0×107 J/m3.问：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？c水4.2×103J/kg·5重庆温泉资源非常丰富，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5.04×104 J的热量后，温

3、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4.2×103 J/kg·类型二热平衡方程的应用6甲、乙两杯冷水，质量一样，初温也一样将质量和初温都一样，但温度比水高的铜球和铝球c铜c铝分别投入两杯冷水中，不计热量损失，水也不溢出，到达平衡时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、乙两杯中分别盛有温度为60 和20 但质量一样的水，现将一个温度为20 的铁球投入甲杯中足够长时间，取出后再投入乙杯中停留足够长时间假如不计热量损失，比较甲、乙两杯水的温度变化，那么At甲t乙 Bt甲t乙Ct甲t乙 D

4、无法断定8一根质量为2 g的烧红的铁钉，温度是600 ，假设它的温度降低到100 ，释放的热量为_J假设这些热量全部用于加热100 g常温的水，那么水温将升高_.铁的比热容为0.46×103 J/kg·，水的比热容为4.2×103 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 ，不考虑热损失，那么甲、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，末温度为40 ，不计热量损失，那么：c水

5、4.2×103 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，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，燃气的热值为4.2×107 J/m3，水的比热容为4.2×103 J/kg·，那么水的内能增加了_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，每平方米平均每秒接收太阳辐射能1.4×103 J，接收的太阳辐射能中有70%能被水

6、箱里的水吸收，那么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4.2×103 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“降低某台汽油机的效率是30%，假如这台汽油机用来做有用功的能量是9×104 J，那么这段时间里汽油机消耗了_g的汽油汽油的热值取4×107 J/kg14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ZT22所示的加热过程中水温随时间变化的图线假设在4 min内完全燃烧了1.4 kg的煤，水的比热容为4.2×103 J/kg·，

7、煤的热值约为3×107 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ZT2215重410 N的汽车在平直路面上匀速运动，所受阻力为920 N，汽车牵引力功率为9.2 kW，其汽油发动机效率为20%，汽油热值是4.6×107 J/kg，假设汽车运动了100 s，问：1发动机对汽车的牵引力多大？2牵引力做了多少功？3汽车通过的间隔 多长？4所消耗汽油的质量是多少？详解详析1内1.12×1010400解析 1可燃冰在燃烧时，化学能转化成内能22 m3“可燃冰完全燃烧放出的热量：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得天然气的体积：V天然气400 m3.22.52×105解析 用两个一样的电加热器给质量一样的物质甲和水加热，由图像可知，水温度升高60 需加热20 min，物质甲温度升高60 需加热10 min.因为物质吸收的热量和时间成正比，所以，质量一样的物质甲和水升高一样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，那么c水2c甲又因为c水4.2×103 J/kg·，所以c甲2.1×103 J/kg·，甲物质10 min升高了60 ，Q甲吸c甲m甲t甲2.1×103 J/

9、kg·×2 kg×60 2.52×105 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 ，到达沸点以后虽然继续吸热，但温度不变，所以末温为100 .41完全燃烧4.2 m3的天然气放出的热量：Q放Vq4.2 m3×4.0×107 J/m31.68×108 J.2水吸收的热量：Q吸Q放1.68×108 J，由Q吸cmt得，水升高的温度：t40 ；水的末温ttt040 30 70 .5水吸收的热量：Q吸5.04×104 J，由Q吸cmt可得，

10、水升高的温度：t30 .当时水的温度为60 ，吸收了5.04×104 J的热量后，温度升高到60 30 90 ，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 的铁球放入温度为60 的甲杯水中时，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；再将铁球放入温度为20 、质量与甲杯中水一样的乙杯水中时，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；因为铁球第一次温度变化大于第二次温度变化，即tt0铁tt，所以t0水ttt0水，即t甲t乙84601.09解析 1铁钉放出的热量：Q放c铁m铁t0.46

11、×103 J/kg·×2×103 kg×600 100 460 J2由题知：Q吸Q放460 J，因为Q吸c水m水t，所以t1.09 .916解析 物体甲放入热水中后，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；物体乙放入热水中后，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，

12、即m甲m乙，那么.101热水放出的热量：Q放c水m2t热t4.2×103 J/kg·×3 kg×80 40 5.04×105 J.2不计热量损失，Q吸Q放5.04×105 J，因为Q吸cmt，所以t30 ，那么冷水的初温：t冷tt40 30 10 .111.008×10660%解析 1水的体积：V3 L3 dm33×103 m3，由可得，水的质量：mV1.0×103 kg/m3×3×103 m33 kg，水吸收的热量：Q吸cmtt04.2×103 J/kg·

13、5;3 kg×100 20 1.008×106 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qV4.2×107 J/m3×0.04 m31.68×106 J；燃气灶的效率：×100%×100%60%.1267.2解析 1水箱内水的体积：V300 L300×103 m30.3 m3，由得，水箱内水的质量：mV1×103 kg/m3×0.3 m3300 kg，水吸收的热量：Q吸1.4×103 J/m2·s×8×3600 s×3

14、m2×70%8.4672×107 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“黑烟说明燃料燃烧不充分，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×100%，所以Q放3×105 J，因为Q放 mq，所以 m0.0075 kg7.5 g.141经过4 min时间加热，水所吸收的热量：Q吸c水m水tt04.2×103 J/kg·×8 kg×70 20 1.68×106 J.2煤完全燃烧放出的热量：Q放m煤q煤1.4 kg×3×107 J/kg4.2×107 J；煤炉烧水时的热效率：×100%×100%4%.