鲁科版（五四制）初中物理九年级下册培优训练 热量的综合计算（有答案）9

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培优训练 热量的综合计算方法规律热量计算的内容包括热传递过程中吸热与放热的计算，燃料燃烧释放热量的计算，热机、锅炉、太阳能集热器等设备热效率的计算.解答此类计算题时，首先要明确热量计算的有关公式.(1)物体吸热公式：Q吸＝cm△t=cm(t-t₀).(2)物体放热公式：Q放＝=cm△t=cm(t₀-t).(3)燃料燃烧释放热量公式： 或 (4)热机效率的计算公式：η=WQ*.(5)锅炉效率:η=(6)太阳能集热器效率 ： (其中P₀表示照射功率，其次要明确解答的基本步骤：一是找温度变化，利用 列出式子；二是利用公式 或 列出式子；三是如果涉及效率问题，则有公式 由三个所列的式子即可得出所求的问题.类型一 比热容、热值的相关计算1.小明用相同的酒精灯分别对质量都为200g的液体甲和水加热，如图1所示，根据测得的数据分别画出两液体的温度随加热时间变化的图象，如图2所示.已知在相同的时间内两液体吸收的热量相等，不计热量损失，c水＝4.2×10³J/(kg·℃),下列推断正确的是( )A.液体甲的吸热能力更强B.若吸收相同的热量，水升高的温度较多C.两液体的比热容之比为D.液体甲10min吸收的热量为2.52×10⁵J2.用煤气灶烧水时，燃烧1kg的煤气，可使100kg的水从20℃升高到70℃，则水吸收的热量是 J,煤气完全燃烧放出的热量是_____________________ J.3.创建文明城市，垃圾分类从你我做起.在一定条件下分类后的垃圾能提炼出燃料油，若燃料油的热值为3.15×10⁷J/kg,完全燃烧 kg 燃料油可放出热量6.3×10⁷J,这些热量全部被质量为300kg、温度为20℃的水吸收,可使水的温度升高____________℃.4.完全燃烧1m³的煤气大约能放出热量4×10⁷J,某市管道煤气的收费标准为0.87元/m³,有一户人家一个月内烧煤气消耗了1.2×10⁹J的热量，这个月应该缴煤气费多少钱?5.菜油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在150℃到180℃之间.某酒店厨师在炸制酥肉时，将2kg的菜油从20℃加热到170℃(未沸腾),求: (1)菜油吸收的热量.[已知c菜油＝2.0×10³J/(kg ·℃)](2)如果这些热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧多少立方米的天然气?(假设天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收，天然气的热值为4.0×10⁷J/m³)类型二 热效率的相关计算6.如图1、2所示分别为内燃机甲、乙的能量流向图，则下列说法正确的是( ) 图1 图2A.通过技术改进，可使甲的E₄等于E₁B.若E₄大于E₄',，则甲的热机效率一定高于乙C.若E₅小于E₅',，则甲的热机效率一定高于乙D.若甲、乙的热机效率相等且E₁等于E₁',则E₄一定等于E₄'7.某款燃气热水器平均每天将100kg的水从20℃加热到40℃，这个过程水需要吸收的热量是 J;若燃气完全燃烧放出热量的70%被水吸收，则热水器平均每天消耗的天然气为 8.如图所示，小明在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与柴油机的 冲程相同.小明参加了一次长跑，身体消耗的能量约为 8.4×10⁶J,这些能量相当于完全燃烧 m³的天然气,若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则在标准大气压下这些热量可将 kg 、20℃的水烧开.9.某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6kg的无烟煤.试求：[水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃),无烟煤的热值是3.4×10 ⁷J/kg](1)锅炉内200kg的水吸收的热量是多少?(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?(3)此锅炉的效率是多少?(结果精确至0.1%)10.某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入V=2.5L水,烧水前的水为20℃,将水加热至100℃，立即关闭煤气，烧水前、后燃气表的示数变化“△V=0.105m³”,该同学查得煤气的热值q=4×10⁷J/m³,水的密度 ρ=1.0×10³kg/m³,水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃),求:(1)水吸收的热量.(2)煤气灶烧水的效率.11.一辆质量为1.68t 的氢燃料新能源汽车行驶在一段斜坡路上，从坡底以18km/h的速度匀速行驶2min 到达高为100m的坡顶，行驶过程中汽车的输出功率保持56kW不变.求:(g取10N/kg,氢的热值为1.4×10⁸J/kg)(1)汽车做的有用功.(2)斜坡的机械效率.(3)若全程共消耗96g氢燃料，汽车发动机的效率.参考答案1. C 2.2.1×10⁷ 4.0× 10⁷ 3.2 504.解：由题可知，煤气的热值q=4×107J1m3=4×107J/m3, 由 得，放出1.2× 10⁹J的热量所需煤气的体积V=Qq=1.2×109J4×107J/m3=30m3,这个月应缴煤气费为 30m³×0.87元/m³=26.1元.5.解：(1)菜油吸收的热量10³J/(kg·℃)×2kg×(170℃-20℃)=6×10⁵J.(2)由题得, 由 得，需要天然气的体积6. D 7.8.4×10⁶ 0.38.压缩 0.21 12.59.解:(1)锅炉内200kg的水吸收的热量=4.2×10³J/(kg·℃)×200kg×(100℃-25℃)=6.3×10⁷J.(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量 10⁷J/kg×6kg=2.04×10 ⁸J.(3)此锅炉的效率10.解:(1)烧水壶中装入水的体积V=2.5L=2.5×10⁻³m³;由ρ=mV可得,装入水的质量m=ρV=1.0×10³kg/m³×2.5×10⁻³m³=2.5kg,水吸收的热量20℃)=8.4×10⁵J.(2)煤气完全燃烧放出的热量0.105m³=4.2× 10⁶J, 煤气灶烧水的效率 8.4×105J4.2×106J=20%.11.解:(1)已知汽车质量m=1.68t=1680kg,则汽车的重力G=mg=1680kg×10N/kg=16800N,到达坡顶的高度h=100m，则汽车做的有用功 =1.68×10⁶J.(2)已知汽车的输出功率P=56kW=56000W,行驶时间t=2min=120s,汽车产生的机械能W=Pt=56000W×120 s= 6.72×10⁶J, 斜坡的机械效率 1.68×106J6.72×106J=25%.(3)已知全程消耗的氢燃料的质量 m'=96g=0.096kg,氢燃料完全燃烧放出的热量 0.096 kg=1.344×10 ⁷J, 则汽车发动机的效率 6.72×106J1.344×107J=50%.