人教版九年级物理专项突破讲义：内能与内能的利用计算分析（原卷版）

专题02内能与内能的利用计算分析（原卷版）

计算1比热容与热量的计算

计算2热平衡的计算

计算分析

计算3热值与燃料质量的计算

计算4热机做功及热机效率的计算

1、物体在热传递过程中吸收或放出的热量可以利用公式Q吸=cm（t-to）或Q吸

=cm计算,而物体的质量m、温度改变量At、初温to、末温t、比热容c

可利用相应的变形式计算。

2、熟记燃料燃烧放热和热值计算公式:Qfik=qm（或Q«i=qV）。

3、计算过程中应注意的问题：

（1）审题紧扣关键词，如“升高了”“升高到”“全部被皮吸收”“效率”等。

（2）根据题中情景选择对应的公式列式计算。

（3）代入物理量应统一单位，当Q=qm时，q的的单位用“J/kg”;当Q=qV时，

q的单位用“J/n?”。

（4）炉子、喷灯等工作时，有效利用的热量就是“被吸收的热量”，故效率n

二型xlOO%o

Q放

4、在热机的计算题中，常综合考查固体压强（尸=£）、功（W=Fs）、功率

WQ

（2=了、P=FS和速度（v=1）的计算。

计算1热量的计算

【典例1】（2021秋•镇原县期中）某太阳能热水器装有100kg,20℃的冷水，经过一天，水

温升高到60C,若用效率为20%的燃气灶对这些水加热，达到同样的效果需要2kg的燃

气。求：

（1）水吸收的热量；

（2）燃气的热值。［水的比热容为4.2X©J/（kg-C）］

【典例2】（2023•全椒县一模）质量为0.2千克的热水，自然冷却后温度降低了50C.求:

水放出的热量Q放.［c水=4.2X103焦/（千克・℃）］

【典例3】（2023•沈五县校级升学）个标准大气压下，质量为23、初温为20℃的水吸收

6.72X1（）5J的热量后，其温度为是多少？【己知水的比热容c水=4.2X103〃（kg・C）】

计算2热平衡的计算

【典例4】（2023•仙游县校级开学）吃早饭的时候，妈妈想用热水给小进加热如图所示的盒

装牛奶，使牛奶的温度由22℃升高到47.2C。［己知：c水=4.2X1（）3J/（kg・，C）,c牛奶=

2.5X103J/（kg-℃）1

求：

（I）牛奶吸收的热量？

（2）若不考虑热量损失，热水放出的热量全部被牛奶吸收，妈妈至少要用53.2℃的热水

多少千克？

【典例5］（2（）23秋•巴州区月考）某同学将一杯质量是200g、温度是5℃的冷水和一杯质量

是100g、温度是95℃的热水兑在一起，混合后水的温度是多少？（不考虑热量损失）

【典例6】（2022秋•泽州县期末）“能源你我共享，节约你我同行"，助力低碳引领新生活。

利用太阳能热水器将质量为100kg初温为10C的水温度升高50℃,可节约多少n?的天

然气？［已知水的比热容C=4.2X1（）3J/（kg・C）,天然气的热值q=3.5XJ/n?］

计算4热机做功及热机效率计算

【典例10］（2023秋•兴庆区校级月考）一辆汽车以30m/s的速度匀速行驶，所受牵引力是

车重的0.09倍，若汽车质量为1000kg,全程行驶600km,消耗汽油40kg,则汽油机的

效率是多少？（汽油热值4.5Xl（fj/kg）

【典例11］（2023春•鼓楼区校级期中）无人驾驶汽车是一种智能汽车，主要依靠车内以计

算机系统为主的智能驾驶仪来实现无人驾驶。某无人驾驶汽车沿水平路面匀速直线行驶

200s,发动机做功为3.36消耗柴油2.1kg,求：［c水=4.2X（kg・℃）,q柴油

=4XIO7J/kgl

（l）消耗的柴油完全燃烧释放的热量。

（2）该汽车发动机的效率。

（3）若2.1kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收，可将多少千克水从20c加热到

70℃?

【典例12］（2023秋•兴宁区校级月考）某品牌家用汽车在平直路面上匀速行驶1X10%］

消耗了1kg的汽油，期间受到的牵引力为1.15X1O3N,汽油的热值为q=4.6Xl（）7j；kg,

求：

（1）匀速行驶过程中牵引力所做的功。

（2）燃烧1心汽油放出的热量。

（3）汽车发动机的效率。

1.（2023秋•南关区校级月考）小明家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是IOC,

洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃,小明洗一次澡用热水50L。求：水从热水器

中吸收多少热量？

2.（2023•文峰区开学）（1）质量为0.1kg的某物质，加热lOmin它吸收的热量是7.2X103；,

温度升高了30℃。求该物质的比热容。

（2）某用户用天然气将50kg的水从20c加热到60℃,已知水的比热容c水=4.2X1（）3J/

（kg-℃）o求这些水升高的温度和吸收的热量分别是多少？

3.（2023秋•章丘区校级月考）现在的小火锅常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料，

质量为1kg,初温为20c的水，温度升高了50℃,需要燃烧0.1kg“固体酒精”［已知c水

=4.2XI03J/（kg・℃）求小火锅中水吸收的热量。

内装固体

酒精燃料

4.（2023•市中区校级开学）水的比热容是4.2X（kg・c）,用100C的水把2千克的水

从20℃加热到70℃,若不计热量损失，需要100C的开水多少kg?

5.(2022秋•柳州期末)在10kg干木柴完全燃烧时放出的热量中，若有50%被质量为200kg、

初始温度为30c的水吸收，贝也标准大气压下，这些水能达到的最高温度是多少？已知

干木柴的热值为qnZGXIO'j^g,水的比热容为C=4.2X1()3J/(kg・℃)。

6.(2021秋•龙海市校级期中)某金属球在炉火中加热到108℃,然后迅速投入到100g、初

温为45c的某种液体中，达到热平衡后金属球的温度为48C。已知金属球的比热容为0.42

XIO3J/(kg*℃),不计热损失。此过程中，金属球放出的热量为1.26X|()3J。

(1)求金属球的质量是多少g?

(2)计算出该液体的比热容，并根据表中的数据确定该液体的种类。

液体煤油酒精水

比热容2.1X103J/(kg-#C)2.4X103J/(kg・℃)4.2XIO3-(kg・'C)

(3)若该液体再吸收2.52X1041的热量，求该液体的末温(1个标准大气压下)。

7.(2023•在平区校级一模)2022年1月31R,据新华社报道，中国人首次在太空迎新春

过大年，神舟十三号航天员祝祖国繁荣昌盛！神舟十三号载人飞船用长征二F遥13火箭

发射，常用偏二甲脱作为主要燃料。[已知©水=4.2><1031/(1^・℃),口倘取4.2><107]4观。

求：

(1)要想获得8.4X1(I8J的热量需完全燃烧偏二甲腓多少kg?

(2)若这些热量被质量为24的水吸收，其效率为60%,可使初温为20c的水温度升

高到多少℃?

8.（2023•临沂模拟）某品牌汽车总质量为l.6t,轮胎与地面的总接触面积为（）.080?。某次

测试中，汽车在水平公路上以72km/h的速度匀速行驶2.5h,消耗燃油15L,若燃油的密

度为0.72Xl()3kg/m3,热值为4.6Xl(fj/kg,g取10N/kg,则该车:

（1）静止在水平地面时对地面的压强。

（2）测试行驶的路程c

（3）测试过程中燃油完全燃烧放出的热量。

9.（2023•蓬江区校级二模）某载重汽车发动机的效率为25%,其车重为HXIO,N,在平直

的公路上以80km/h的速度匀速行驶，汽车受到的阻力为车重的0.09倍。（汽油的热值为

4.6XIO7J/kg）求：

（1）汽车匀速行驶时的牵引力为多大？

（2）汽车匀速行驶100km时牵引力做了多少功？

（3）汽车匀速行驶100km消耗多少千克的汽油？（结果保留到小数点后一位）

10.（2023秋•灵丘县校级月考）5月31日上午，“助力梦想•护航未来”——2023太原市爱

心送考志愿服务启动仪式在青年宫演艺中心前广场举行。20多支爱心车队的300多辆车

参加送考，并为考生提供“一对一”服务，护航广大学子安心赴考。己知一辆巡游出租

车以恒定为1.8X103N的牵引力、36km/h的速度匀速直线行驶5min,消耗汽油06kg。

（q汽油=4.5X107J/kg）求：

（1）出租车牵引力做功的功率。

（2）出租车汽油机的热机效率。

II.（2023•灌云县校级模拟）新能源电气混合公交车已经在我省“登陆”。公交车满载时总

质量为10b输出功率为72kW。（g取ION/kg,天然气的热值q=4X1（/1佃3）

（1）公交车在3min内行驶了3.6km求行驶的平均速度。

（2）公交车满载静止在水平地面上，对地面的压强是2.5X|（）5pa,求轮胎与地面接触的

总面积。

（3）公交车匀速行驶20min,完全燃烧天然气4.81r,求发动机的效率。

12.（2023秋•浑源县校级月考）新能源的开发及利用正逐步走入寻常百姓家。若已知液态

氢的热值是1.4X108j/kg,水的比热容是4.2X1（）3J/（kg・C）。试计算:

（1）我国第4代运载火箭•般使用液态氢作为燃料，某火筋发射时携带3Xl（）4kg液态

氢燃料。这些燃料完全燃烧，最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？（当地大

气压为标准大气压）

（2）氢能源车的发动机工作时，将液态氢转化为氢气，在气缸中燃烧。某次测试中，-

辆氢能源车以75kW的功率匀速行驶0.5h,消耗了2kg燃料，求该发动机的效率（小数

点后保留一位小数）。

13.（2023•仙游县校级开学）“环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装燃气热水器

（如图甲）耗能进行测试，按表中热水器铭牌事先在热水器水箱中注满水，将与计算机

相连的红外线热传感器接入热水器水箱后，开始加热。计算机显示出热水器中水温度随

时间变化的图像如图乙所示。[水的比热容为4.2XI03J/（kg-℃）,天然气的热值约为4

X107J/m3]^：

（I）加I热4min,水吸收的热量为多少？

（2）加热4min,消耗了多少n?的天然气?

一型JY燃气热水器能耗等级热效率容量/L适应水压/MPa

适用：天然气、液化石油气II75%130.02-0.8

14.（2023•焦作三模）根据《中国传统燃油车退出时间表研究》报告显示，综合中国汽车产

业发展趋势和排放目标，预计有望在2050年以前实现全面取消燃油汽车，如图是某型号

的燃油汽车，其整车质量2000kg,当该汽车静止在水平地面上时，车轮与地面的总接触

面积为80cm2,最高车速200km/h,综合油耗每百公里9L汽油，已知汽油热值为q汽油=

4.6X107J/kg,汽油密度为p汽油=0.7XlO'kg/i/,水的比热容为c水=4.2X103J/（kg-V）,

g取10N/kgo

（I）某次测试过程中，该汽车以最高速度行驶20公里，所用时间是多少分钟？

（2）该汽车静止在水平地面上时对地面的压强是多少？