第二輪復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)打破章節(jié)的限制，完善并梳理初中物理知識(shí)結(jié)構(gòu)，找出知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，要使前后知識(shí)聯(lián)系起來，系統(tǒng)鞏固知識(shí)，形成一個(gè)由知識(shí)點(diǎn)到知識(shí)面、最后到知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的綜合體，使復(fù)習(xí)具有系統(tǒng)性。具體可以從以下幾點(diǎn)進(jìn)行專題復(fù)習(xí)：
1、按照知識(shí)點(diǎn)可以將初中物理分成力、熱、聲、光、電等版塊，用知識(shí)樹的形式把每個(gè)版塊涉及的內(nèi)容展現(xiàn)出來，建立相對(duì)獨(dú)立的知識(shí)體系。
2、按照中考題目類型，可以分為選擇、填空、實(shí)驗(yàn)探究(包括操作實(shí)驗(yàn))、計(jì)算、信息綜合等專題，進(jìn)行專門練習(xí)，體會(huì)每種題型常見解題方法，使復(fù)習(xí)縱橫交錯(cuò)。
3、通過對(duì)某些特殊知識(shí)點(diǎn)的深挖細(xì)究，達(dá)到對(duì)某一類知識(shí)或某一專題的融合、深化。
專題04 化學(xué)能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化模型
1．某中學(xué)為學(xué)生供應(yīng)開水，用焦炭作為燃料，現(xiàn)燃燒了4.2kg焦炭，將100kg的水從25℃加熱到100℃，設(shè)焦炭完全燃燒。已知焦炭的熱值為3.0×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。試求：
（1）水吸收的熱量是多少？
（2）焦炭完全燃燒放出的的熱量是多少？
（3）該鍋爐燒水的效率是多少？
【答案】（1）3.15×107J；（2）1.26×108J；（3）25%
【詳解】
解：（1）將100kg的水從25℃加熱到100℃，根據(jù)Q吸=cm(t-t0)可知，水吸收的熱量為
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(100℃-25℃) =3.15×107J
（2）4.2kg焦炭完全燃燒放出的熱量
Q放=m1q=4.2kg×3×107J/kg=1.26×108J
（3）該鍋爐的效率

答：（1）水吸收的熱量是3.15×107J；
（2）焦炭完全燃燒放出的的熱量是1.26×108J；
（3）該鍋爐燒水的效率是25%。
2．液化石油氣的熱值為3.5×107J/kg，把質(zhì)量為10kg、20℃的水加熱到70℃需燃燒液化石油氣0.1kg。求：
（1）水吸收的熱量；
（2）0.1kg石油氣完全燃燒放出的熱量；
（3）液化石油氣燒水的效率。[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]。
【答案】（1）2.1×106J；（2）3.5×106J；（3）60%
【詳解】
解：（1）水吸熱的熱量
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×10kg×（70℃﹣20℃）＝2.1×106J
（2）液化石油氣完全燃燒放出的熱量
Q放＝mq＝0.1kg×3.5×107J/kg＝3.5×106J
（3）液化石油氣燒水的效率
答：（1）水吸熱多少熱量為2.1×106J；
（2）0.1kg液化石油氣全燃燒放出的熱量為3.5×106J；
（3）液化氣灶加熱水時(shí)的效率為60%。
3．用煤氣灶燒水時(shí)把2kg，初溫為30℃的水燒到80℃，消耗了0.02kg煤氣，已知水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃），煤氣的熱值為4.2×107J/kg，則：
（1）水吸收的熱量為多少？
（2）煤氣完全燃燒放出的熱量為多少？
（3）煤氣灶燒水的效率為多少？
【答案】（1）4.2×105J；（2）8.4×105J；（3）50%
【詳解】
解：（1）水吸收的熱量
Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（80℃-30℃）=4.2×105J
（2）煤氣完全燃燒放出的熱量
Q放=m氣q=0.02kg×4.2×107J/kg=8.4×105J
（3）煤氣灶燒水的效率
答：（1）水吸收的熱量為4.2×105J；
（2）煤氣完全燃燒放出的熱量為8.4×105J；
（3）煤氣灶燒水的效率為50%。
4．一個(gè)成年人參加一次長(zhǎng)跑，身體消耗的能量約為6.8×106J，這些能量相當(dāng)于完全燃燒0.2kg的木炭才能得到；若將這些木炭用來燒水，可以使10kg的水溫度升高17℃，已知水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）木炭的熱值；
（2）10kg 的水溫度升高17℃所吸收的熱量；
（3）此炭爐燒水的效率。
【答案】（1）3.4×107J/kg；（2）7.14×105J；（3）10.5％
【詳解】
解：（1）由題可知，完全燃燒0.2kg的木炭放出的能量約為6.8×106J，故木炭的熱值為
（2）10kg的水溫升高17℃所吸收的熱量為
（3）炭爐燒水的效率
答：（1）木炭的熱值為3.4×107J/kg；
（2）10kg的水溫度升高17℃所吸收的熱量為7.14×105J；
（3）此炭爐燒水的效率為10.5%。
5．可燃冰是一種新能源，它是水和天然氣在高壓低溫下形成的類似冰狀結(jié)晶物質(zhì)，主要成分是甲烷，我國(guó)可燃冰的開采技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，用燃?xì)忮仩t燒水時(shí)，將500kg初溫20℃的水加熱到100℃，共燃燒了0.1m3的可燃冰，請(qǐng)你計(jì)算：
（1）這個(gè)過程中水吸收的熱量為多少？
（2）燃?xì)忮仩t燒水時(shí)的效率為多少？[已知：c水=4.2×103J/（kg?℃），可燃冰熱值q=6.0×109J/m3]
【答案】（1）1.68×108J；（2）28%
【詳解】
解：（1）水吸收的熱量
（2）可燃冰完全燃燒放出的熱量
燃?xì)忮仩t燒水時(shí)的效率
答：（1）這個(gè)過程中水吸收的熱量為1.68×108J ；
（2）燃?xì)忮仩t燒水時(shí)的效率為28%。
6．某家庭需要將50kg、20℃的水加熱到60℃作為生活用熱水，他們利用煤氣灶燒水，需燃燒0.8kg煤氣。已知煤氣的熱值q=4.2×107J/kg，水的比熱容c=4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）50kg、20℃的水加熱到60℃需吸收的熱量；
（2）完全燃燒0.8kg煤氣放出的熱量。
【答案】（1）8.4×106J；（2）3.36×107J
【詳解】
解：（1）由題意可知，50kg、20℃的水加熱到60℃需吸收的熱量為
（2）由題意可知，完全燃燒0.8kg煤氣釋放的熱量為
答：（1）50kg、20℃的水加熱到60℃需吸收的熱量為8.4×106J；
（2）完全燃燒0.8kg煤氣放出的熱量為3.36×107J。
7．天然氣是一種清潔能源，熱值為4.2×107J/kg。天然氣的應(yīng)用較多。
（1）完全燃燒5kg天然氣放出多少熱量？
（2）用天然氣爐燒水，加熱效率為40%，在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下，燃燒5kg天然氣可以將多少質(zhì)量的水從20℃燒開？
（3）一輛汽車用天然氣為燃料，牽引力做功的功率為21kW，5kg的天然氣可供這輛車勻速行駛50min，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率多大？
【答案】（1）2.1×108J；（2）250kg；（3）30%
【詳解】
（1）5kg天然氣完全燃燒放出的熱量為
（2）根據(jù)知，水吸收的熱量為
標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃，由可得水的質(zhì)量為
（3）這段時(shí)間內(nèi)公交車牽引力所做功為
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為
答：（1）完全燃燒5kg天然氣放出2.1×108J的熱量；
（2）用天然氣爐燒水，加熱效率為40%，在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下，燃燒5kg天然氣可以將250kg的水從20℃燒開；
（3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為30%。
8．每到周末，小晶都去鄰居孤寡老人劉奶奶家，幫助老人劈柴、燒水、做飯等。某次用爐子燒水時(shí)，燃燒了1kg的木材，剛好把初溫為20℃，質(zhì)量為20kg的水燒開（假設(shè)木材能夠完全燃燒）。已知當(dāng)?shù)貧鈮簽?標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，木材的熱值為q=1.2×107J/kg，水的比熱容為。
（1）完全燃燒1kg木材能放出多少焦耳的熱量？
（2）20kg初溫為20℃的水被燒開吸收了多少熱量？
（3）此次爐子燒水的效率是多少？
【答案】（1）1.2×107J；（2）6.72×106J；（3）56%。
【詳解】
（1）1kg木材完全燃燒放出的熱量
Q放=m木材q=1kg×1.2×107J/kg=1.2×107J
（2）一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水沸騰時(shí)的溫度為100℃，即水的末溫為100℃，水吸收的熱量
（3）爐子燒水的效率
答：（1）完全燃燒1kg木材能放出1.2×107J的熱量；
（2）20kg初溫為20℃的水被燒開吸收了6.72×106J的熱量；
（3）此次爐子燒水的效率是56%。
9．某同學(xué)估算煤氣灶燒水時(shí)的效率，他在燒水壺中裝入V=2.5L的水，燒水前的水為20℃，將水加熱至100℃，立即關(guān)閉煤氣，燒水前、后燃?xì)獗淼氖緮?shù)變化“ΔV=0.125m3”，該同學(xué)查得煤氣的熱值q=4×107J/m3，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，求：
（1）水吸收的熱量；
（2）燃?xì)庠顭省?br>【答案】（1）8.4×105J；（2）20%
【詳解】
解：（1）水質(zhì)量為
m=ρV=1.0×103kg/m3×2.5×103m3=2.5kg
水吸收的熱量為
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J(kg·℃)×2.5kg×(100℃-20℃)=8.4×105J
（2）燃?xì)馊紵艧釣?br>Q放=qΔV=4×107J/m3×0.105m3=4.2×106J
燃?xì)庠顭蕿?br>答：（1）水吸收的熱量為8.4×105J；
（2）燃?xì)庠顭蕿?0%。
10．某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給60kg的水加熱，同時(shí)他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時(shí)間變化的圖線。若在6 min內(nèi)完全燃燒了1kg的煤，水的比熱容為4.2×103 J/（kg·℃），煤的熱值約為3×107 J/kg。求：
（1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；
（2）經(jīng)過4 min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量；
（3）煤爐燒水時(shí)的熱效率。
【答案】（1）3×107J；（2）1.26×107J；（3）50.4%
【詳解】
解：（1）1kg的煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量
Q放=qm=3×107J/kg×1kg=3×107J
（2）由圖象知道，經(jīng)過4min時(shí)間加熱，水溫度從20℃升高到70℃，水吸收的熱量為
Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×60 kg×（70℃-20℃）=1.26×107J
（3）由圖象知道，經(jīng)過6min時(shí)間加熱，水溫度從20℃升高到80℃，水吸收的熱量為
Q吸′=c水m水（t-t0′）=4.2×103J/（kg?℃）×60 kg×（80℃-20℃）=1.512×107J
煤爐燒水時(shí)的熱效率
答：（1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量是3×107J；
（2）經(jīng)過4 min時(shí)間加熱，水所吸收的熱量是1.26×107J；
（3）煤爐燒水時(shí)的熱效率是50.4%。
11．小明用如圖所示的便攜式丁烷氣爐（內(nèi)置一瓶新的燃?xì)馄?，相關(guān)參數(shù)見表）燒水，測(cè)出本地水溫為20℃，氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），設(shè)丁烷氣體完全燃燒。求：
（1）1kg的水溫度升高10℃時(shí)吸收的熱量：
（2）燃?xì)馄恐卸⊥橥耆紵梢苑懦龅臒崃浚?br>（3）燃?xì)鉅t持續(xù)燃燒8min，能夠燒開的水的質(zhì)量。
【答案】（1）4.2×104J；（2）4.5×107J；（3）3kg
【詳解】
解：（1）1kg的水溫度升高10℃時(shí)吸收的熱量
（2）燃?xì)馄恐卸⊥橥耆紵梢苑懦龅臒崃?br>（3）燃?xì)鉅t持續(xù)燃燒8min消耗燃?xì)獾馁|(zhì)量
這些燃?xì)馔耆紵懦龅臒崃?br>氣爐熱效率為40%，則水吸收的熱量
由可得，燒開水的質(zhì)量
答：（1）1kg的水溫度升高10℃時(shí)吸收的熱量是4.2×104J；
（2）燃?xì)馄恐卸⊥橥耆紵梢苑懦龅臒崃渴?.5×107J；
（3）燃?xì)鉅t持續(xù)燃燒8min，能夠燒開3kg的水的質(zhì)量。
12．生物質(zhì)顆粒是利用農(nóng)林廢棄物為原材料制成的一種新型清潔燃料。燃燒1kg無(wú)煙煤可以產(chǎn)生16g的SO2，生物質(zhì)顆粒燃料燃燒時(shí)不產(chǎn)生SO2，因而可以減少對(duì)大氣的污染以及酸雨的產(chǎn)生。已知c水=4.2×103J/（kg·℃），q無(wú)煙煤=3.4×107J/kg，q生物質(zhì)=1.7×107J/kg，求：
（1）若生物質(zhì)顆粒燒水效率為30%，將200kg水從15℃加熱至100℃，需生物質(zhì)顆粒的質(zhì)量；
（2）這些生物質(zhì)顆粒完全燃燒放出的熱量如果由無(wú)煙煤提供，會(huì)排放多少克SO2。
【答案】（1）14kg；（2）112g
【詳解】
解：（1）溫差為
水吸收熱量為
生物質(zhì)顆粒燃燒放出的熱量為
生物質(zhì)的質(zhì)量為
（2）需要煤的質(zhì)量為
排放的二氧化硫質(zhì)量為
答：（1）需生物質(zhì)顆粒的質(zhì)量是14kg；
（2）這些生物質(zhì)顆粒完全燃燒放出的熱量如果由無(wú)煙煤提供，會(huì)排放112克SO2。
丁烷熱值q
燃?xì)赓|(zhì)量m
9×107J/kg
500g
燃?xì)馊紵俣萲
氣爐熱效率
210g/h
40%

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