專題訓(xùn)練  熱學(xué)綜合計算 1．把420g、100℃的鐵塊投入150g的水中，混合后的溫度是40℃。已知：鐵的比熱容為，水的比熱容為（1）求鐵塊放出的熱量是多少？（2）若鐵塊放出的熱量全部被水吸收，求水的初溫是多少？    2．經(jīng)驗表明，自制家用太陽能熱水器的效率在夏天可達(dá)50%；從太陽能手冊中查到，在地球表面，晴天時垂直于陽光的表面接收到的熱輻射為 1.26×103J/(m2?s)。如果曬水箱內(nèi)的水大約有40kg，曬水箱接收陽光垂直照射的面積始終是1.5m2，請計算，（1）要使水溫上升30℃需要多少熱量？（2）至少得吸收太陽輻射多長時間？     3．太陽能具有環(huán)保、可再生等優(yōu)點；太陽能熱水器深受廣大用戶的青睞，某品牌太陽能熱水器，水容量為100L，該熱水器在冬季有效日照時段里，平均每平方米的面積上每小時接收的太陽能約為2.8×106J。若該熱水器接收太陽能的有效面積為2m2，每天日照時間6h，這些太陽能使水溫隨日照時間變化的圖像如圖所示?！?/span>ρ水=1.0×103kg/m3；c水=4.2×103J/(kg?℃)】求：（1）裝滿水時，熱水器中水的質(zhì)量；（2）一天內(nèi)熱水器中的水能吸收的熱量；（3）熱水器的效率約為多少。4．有一根燒紅的鐵釘，溫度是830℃，質(zhì)量是21g，把它投入到溫度為25℃的水中，最后鐵釘和水的溫度均為30℃，鐵的比熱容是c鐵=0.46×103J/(kg·℃)。求：（1）鐵釘放出的熱量是多少？（2）如果鐵釘放出的熱量全部被水吸收，水的質(zhì)量是多少？     5．質(zhì)量為1kg的金屬鍋中放有的水，現(xiàn)把它們從加熱到，金屬鍋和水一共吸收了的熱量。求：[]（1）水吸收的熱量是多少？（2）金屬鍋的比熱容是多少？      6．小紅在實驗室利用電熱器加熱，完成了冰的熔化實驗，并描繪出冰的溫度隨加熱時間變化的關(guān)系圖線如圖所示，實驗時，冰的質(zhì)量為0.5kg，相同時間冰和水吸收的熱量相同。水的比熱容為。（1）CD段水吸收的熱量是多少？（2）計算出冰的比熱容。     7．如圖所示，入冬以來方便快捷的便攜式燃?xì)庠畛蔀楦鱾€家庭餐桌上的火鍋神器，某種氣瓶可裝250g液化燃?xì)?，此液化燃?xì)獾臒嶂禐?/span>4.2×107J/kg。水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)。求：（1）這瓶液化氣完全燃燒放出的熱量；（2）若這些熱量有40%被水吸收，可以把多少kg初溫為20℃的水燒開（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）。      8．為保障今年夏糧豐收增產(chǎn)，我市部分縣區(qū)利用植保無人機對小麥開展“一噴三防”噴灑作業(yè)。如圖所示。某品牌植保無人機，加滿農(nóng)藥和汽油后總質(zhì)量為20kg，底部支架與水平地面的接觸面積為50cm2。在某次噴灑作業(yè)中，該無人機以5m/s的水平速度勻速噴灑3min，消耗汽油100mL。已知汽油的密度為0.71×103kg/m3，其熱值為4.6×107J/kg，g取10N/kg，求無人機：（1）起飛前對水平地面的壓強；（2）3min內(nèi)飛行的水平路程；（3）3min內(nèi)消耗的汽油完全燃燒放出的熱量。    9．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)動機相關(guān)技術(shù)取得了長足的進步，汽車發(fā)動機動力性、燃油經(jīng)濟性、排放環(huán)保性都有了很大的提高，為節(jié)能減排作出了卓越貢獻(xiàn)。如圖是某國產(chǎn)品牌汽車，該車重為2.3噸，某次行駛過程中，汽車在平直公路上勻速行駛了16km，行駛過程中受到的阻力為所受重力的0.05倍。（已知：汽油的熱值q=4.6×107 J/kg）（1）在勻速行駛過程中，汽車受到的牽引力；（2）在這次勻速行駛過程汽車的牽引力做的功；（3）假設(shè)汽油完全燃燒所釋放能量的40%轉(zhuǎn)換為牽引力做的功，在這次勻速行駛過程消耗汽油的質(zhì)量；（4）提高這臺車的效率，請至少提兩條合理建議。    10．某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給20kg的水加熱，同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線。若從開始加熱計時，在4min內(nèi)完全燃燒了0.7kg的煤，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），煤的熱值約為3×107J/kg。求：（1）經(jīng)過4min時間加熱，水所吸收的熱量；（2）在4min內(nèi)煤完全燃燒放出的熱量；（3）這段時間煤爐燒水時的熱效率。        11．食物也是一種“燃料”，釋放化學(xué)能的過程不斷地發(fā)生在人體內(nèi)，提供細(xì)胞組織所需的能量。人體攝入的能量（營養(yǎng)師常稱之為熱量）過多或過少，都有損于健康。（1）某種油炸食品，每可提供的能量約為，假設(shè)這些能量全部被質(zhì)量為、溫度為的水吸收，可使這些水的溫度升高到多少攝氏度？[]（2）如果上述這些能量全部用于克服重力做功，則能把多少千克的物體提升？（取）       12．如圖所示，是百度開發(fā)的一款無人駕駛汽車，汽車自動駕駛時用激光測距器來了解周圍的交通狀況，用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進行定位和導(dǎo)航，該款車以某速度在一段平直的公路上勻速行駛一段距離時，消耗汽油2kg，該汽油機的效率為30%，在這段行駛過程中，車滿載乘客時總質(zhì)量是2t，勻速行駛時受到的平均阻力為車重的0.05倍（已知：汽油的熱值為4.5×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）。求：（1）若其行駛的速度為20m/s，則該汽車發(fā)動機此時的功率為多少？（2）消耗2kg汽油，有多少能量被發(fā)動機轉(zhuǎn)化為有用功？（3）假設(shè)該汽車在這次行駛過程中，發(fā)動機排出的廢氣帶走的能量占汽油完全燃燒放出的熱量的42%，若這些廢氣帶走的能量全部被質(zhì)量為200kg的水吸收，水升高的溫度是多少？（水未沸騰）        13．太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備，熱水器每平方米每小時平均接收的太陽能，如圖是面積為的熱水器，在5小時的有效照射時間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為、初溫為20℃的水溫度升高到40℃。[水的比熱容]求：（1）熱水器中的水吸收的熱量；（2）熱水器這5小時的加熱效率；（水吸收與熱水器獲得太陽能的比值）（3）若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒多少千克煤氣？（煤氣的熱值，煤氣燃燒放出的熱量的50%被水吸收）。     14．在“探究水和沙子吸熱能力”的實驗中，選用兩個完全相同的酒精燈給200g水和沙子加熱，并畫出水和沙子的溫度隨時間變化的圖像，已知酒精的熱值是3.0×10?J/kg，水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)，酒精燈每分鐘消耗1g酒精；（1）2min時水吸收的熱量； （2）2min時酒精完全燃燒放出的熱量；（3）若用酒精燈加熱水和沙子時熱量的利用效率相同，求沙子的比熱容。        15．氫燃料具有清潔無污染、效率高等優(yōu)點，被認(rèn)為是22世紀(jì)最理想的能源，目前許多城市投放使用了氫燃料新能源公交車?！疽阎?/span>c水=4.2×103J/(kg·℃)，q氫=1.4×108J/kg】求：（1）質(zhì)量為0.3kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量；（2）若這些熱量全部被質(zhì)量為200kg、溫度為20℃的水吸收，求水升高的溫度。（3）某氫能源公交車以140kW的恒定功率勻速行駛，如果0.3kg的氫燃料完全燃燒獲得的熱量和公交車所做的功相等，則這些熱量能讓該公交車勻速行駛多長時間？
參考答案1．（1）1.134×104J；（2）22℃2．（1）5.04×106J；（2）5333s3．（1）100kg；（2）1.68×107J；（3）50%4．（1）7728J；（2）0.368kg5．（1）；（2）6．（1）4.2×104J；（2）7．（1）1.05×107J；（2）12.5kg8．（1）；（2）900m；（3）9．（1）1150N；（2）1.84×107 J；（3）1kg10．（1）4.2×106J；（2）2.1×107J；（3）20%11．（1）；（2）12．（1）2×104W；（2）2.7×107J；（3）45℃13．（1）8.4×106J；（2）40%；（3）0.414．（1）4.2×104J；（2）6.0×104J；（3）0.84×103J/(kg?℃)15．（1）4.2×107J；（2）50℃；（3）300s
 

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