初中物理·滬科版·九年級全一冊——專項綜合全練(三)熱學(xué)計算類型一　比熱容的計算1.(2021福建華僑中學(xué)月考)一杯質(zhì)量為m的熱水與一杯質(zhì)量為3m的冷水混合,冷水溫度升高12 ℃,現(xiàn)將另一杯質(zhì)量、溫度和原來相同的熱水繼續(xù)與剛混合后的水再次混合,則原來混合的水升高的溫度(不考慮熱量損失)為????????????? (　　)A.12 ℃　　　　B.9 ℃　　　　C.7.2 ℃　　　　D.9.6 ℃2.(2021安徽合肥包河月考)用穩(wěn)定的熱源給一個1 kg物體均勻加熱,得到它的熔化圖像如圖13-5-1所示,已知該物體在固態(tài)時的比熱容為0.2×103 J/(kg·℃),則該物體在液態(tài)時的比熱容是　　　　J/(kg·℃);物體在BC段熔化過程中吸收的熱量是　　　　J。 圖13-5-13.(2021福建南安新營中學(xué)月考)為了測定鉛的比熱容,把質(zhì)量為200 g的鉛塊加熱到98 ℃,再投入到80 g的12 ℃的水中,最終水的溫度升高到18 ℃,若不計熱損失,[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)]求:(1)水吸收的熱量;(2)鉛的比熱容。      
類型二　熱值的計算4.(2021云南師大附屬潤城學(xué)校月考)新農(nóng)村建設(shè)中正在大力推廣使用瓶裝液化氣。如果每瓶裝10 kg液化氣,液化氣的熱值取4.2×107 J/kg,則每瓶液化氣全部完全燃燒放出的熱量是　　　　J,若放出的熱量有40%被水吸收,在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可把　　　　kg的水從20 ℃加熱至沸騰[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。 5.(2021河南南陽鄧州期中)液化石油氣的熱值高達(dá)4.6×107 J/kg,一些不法商販為牟取暴利,常將液化石油氣與價格低廉、熱值僅為2.9×107 J/kg的二甲醚混合裝入鋼瓶內(nèi)銷售給客戶。鄧州市質(zhì)監(jiān)局對某液化石油氣站銷售的瓶裝燃?xì)膺M(jìn)行檢測:將質(zhì)量為100 kg、初溫為20 ℃的水裝入容器內(nèi),用高效爐灶燃燒瓶內(nèi)燃?xì)饧訜崛萜髦械乃?/span>,直至100 ℃恰好沸騰,瓶內(nèi)燃?xì)庀牧?/span>1.6 kg。通過高效爐灶,水能吸收燃?xì)馔耆紵尫艧崃康?/span>60%。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),問:(1)水吸收的熱量為多少?(2)燃?xì)馊紵懦龅臒崃繛槎嗌?/span>?(3)瓶內(nèi)燃?xì)獾臒嶂凳嵌嗌?/span>?(4)該液化石油氣站銷售的瓶裝液化石油氣有無摻混二甲醚?為什么?         類型三　熱機效率的計算6.(2021河南信陽商城期中)為了保障學(xué)生人身安全,目前已有一大批校車投入使用。如圖13-5-2為實驗中學(xué)專用校車,這輛校車在某段平直公路上勻速行駛8 km,用時10 min,消耗柴油2 L,受到的阻力是1.8×103 N。(柴油熱值為3×107 J/kg,柴油的密度為0.8×103 kg/m3)求:(1)這段路程內(nèi)發(fā)動機做功的功率;(2)這段路程內(nèi)消耗的柴油完全燃燒放出的熱量;(3)校車所使用的柴油機的效率。圖13-5-2                                  1.答案　C　忽略熱量損失,冷水吸收的熱量和熱水放出的熱量相同,即Q吸=Q放,從而可知,c×3m×12 ℃=c×m×Δt,則混合后熱水溫度降低Δt=36 ℃;設(shè)混合后的溫度為t,則原來熱水的溫度為t+36 ℃,混合后水的質(zhì)量為4m;如果再把另一杯質(zhì)量、溫度和原來相同的熱水與剛混合后的水再次混合,設(shè)原來混合的水升高的溫度為Δt',則水最后溫度為t+Δt',熱水降低的溫度為t+36 ℃-(t+Δt')=36 ℃-Δt',由熱平衡方程Q吸=Q放可知,c×4m×Δt'=c×m×(36 ℃-Δt'),解得Δt'=7.2 ℃。故選C。2.答案　1.2×103　1.6×104解析　從圖上可以看出,AB段為固態(tài),CD段為液態(tài),在質(zhì)量不變的前提下,AB段溫度升高40 ℃,CD段溫度升高20 ℃,溫度升高之比為Δt固∶Δt液=2∶1,CD段加熱時間是AB段加熱時間的3倍,吸收熱量之比為Q固∶Q液=1∶3,根據(jù)Q=cmΔt知,固態(tài)與液態(tài)時比熱容之比為==×=×=,所以該物體在固態(tài)時的比熱容與液態(tài)時的比熱容之比是1∶6,所以該物體在液態(tài)時的比熱容為6×0.2×103 J/(kg·℃)=1.2×103 J/(kg·℃);AB段吸收的熱量為QAB=c固m(t-t0)=0.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(60 ℃-20 ℃)=8×103 J;因為是供熱穩(wěn)定的熱源,所以相同時間內(nèi)供熱相同、物體吸熱相同,則該物體在BC段吸收的熱量是AB段吸收熱量的2倍,即QBC=2QAB=2×8×103 J=1.6×104 J。3.答案　(1)2 016 J　(2)126 J/(kg·℃)解析　已知m鉛=200 g=0.2 kg;t0鉛=98 ℃,m水=80 g=0.08 kg,t0水=12 ℃,t=18 ℃;(1)水吸收的熱量Q吸=c水m水(t-t0水)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.08 kg×(18 ℃-12 ℃)=2 016 J;(2)不計熱損失,則Q放=Q吸=2 016 J;由Q放=cm(t0-t)可得鉛的比熱容c鉛===126 J/(kg·℃)。4.答案　4.2×108　500解析　整瓶液化氣完全燃燒釋放出的熱量Q放=mq=10 kg×4.2×107 J/kg=4.2×108 J;由題知,水吸收的熱量Q吸=Q放×40%=4.2×108 J×40%=1.68×108 J,由Q吸=cm(t-t0)得水的質(zhì)量m水===500 kg。5.答案　(1)3.36×107 J　(2)5.6×107 J　(3)3.5×107 J/kg　(4)該液化石油氣站銷售的瓶裝液化石油氣有摻混二甲醚,因為瓶內(nèi)燃?xì)獾臒嶂敌∮谝夯蜌獾臒嶂怠?/span>解析　(1)水吸收的熱量為Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×107 J;(2)燃?xì)馊紵懦龅臒崃繛?/span>Q放===5.6×107 J;(3)瓶內(nèi)燃?xì)獾臒嶂禐?/span>q===3.5×107 J/kg;(4)通過計算得出的瓶內(nèi)燃?xì)獾臒嶂敌∮谝夯蜌獾臒嶂?/span>,所以該液化石油氣站銷售的瓶裝液化石油氣有摻混二甲醚。6.答案　(1)2.4×104 W　(2)4.8×107 J　(3)30%解析　(1)t=10 min=600 s,因為校車做勻速直線運動,所以F牽=F阻=1.8×103 N,這段路程內(nèi)校車發(fā)動機做的有用功W=F牽s=1.8×103 N×8×103 m=1.44×107 J;這段路程內(nèi)校車發(fā)動機做功的功率為P===2.4×104 W;(2)這段路程內(nèi)消耗柴油的質(zhì)量為m=ρV=0.8×103 kg/m3×2×10-3 m3=1.6 kg,這些柴油完全燃燒放出的熱量為Q放=qm=3×107 J/kg×1.6 kg=4.8×107 J;(3)校車發(fā)動機的效率η=×100%=×100%=30%。  

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