最新中考物理特色重點專題（講義）專題26 熱量熱值與熱效率的綜合計算問題-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

1. 小葉看見面點師傅將面拉成長條，放入滾燙的油中就炸出了香脆可口的油條，于是很想了解油的吸熱能力。在老師指導(dǎo)下，他用酒精燈分別加熱質(zhì)量為50g、初溫為20℃的油和水，記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示。若單位時間內(nèi)油吸收的熱量與水吸收的熱量相等，酒精的熱值為3×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)。下列說法正確的是( )
A. 2min內(nèi)油吸收的熱量為3×104J
B. 他使用的酒精燈的加熱效率為21%
C. 油的末溫比水的高，所以吸熱能力更強
D. 油的吸熱能力與其吸收的熱量多少有關(guān)
【答案】B
【解析】A．由題意可知，油和水的質(zhì)量相等，都為，水的比熱容為c水=4.2×103J/(kg·℃)，2min內(nèi)水的溫度由t0=20℃上升到t=50℃，則水吸收的熱量為
2min內(nèi)油吸收的熱量與水吸收的熱量相等，則油吸收的熱量為
所以2min內(nèi)油吸收的熱量為6.3×103J，故A錯誤；
B．由題意可知，酒精的熱值為q=3×107J/g，加熱2min消耗了m酒精=1g=1×10-3kg的酒精，則完全燃燒1g酒精放出的熱量為
則酒精燈的加熱效率為
故B正確；C．相同質(zhì)量和相同初溫的油和水吸收相同的熱量，末溫度越低表示物質(zhì)吸熱能力越強，所以油的末溫比水的高，說明油吸熱能力更弱，故C錯誤；
D．物質(zhì)的吸熱能力即比熱容是物質(zhì)的一種特性，與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)，與其吸收的熱量多少無關(guān)，故D錯誤。
2．100g水溫度從20℃升高到70℃需要吸收 J的熱量；汽油機燃氣缸內(nèi)完全燃燒10kg汽油可以放出 J的熱量[水的比熱c水＝4.2×103J/（kg?℃），汽油的熱值q＝4.6×107J/kg]。
【答案】2.1×104；4.6×108。
【解析】水吸收的熱量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×100×10﹣3kg×（70℃﹣20℃）＝2.1×104J；
汽油機燃氣缸內(nèi)完全燃燒10kg汽油放出的熱量：
Q放＝m′q＝10kg×4.6×107J/kg＝4.6×108J。
3. 《三國演義》有“青梅煮酒”的典故，芒種節(jié)氣正是青梅煮酒季，煮酒可利用水浴法對酒加熱。質(zhì)量為0.5kg的酒從20℃升高到40℃吸收的熱量是______J[c酒=3.4×103J/(kg?℃)]，若煮酒位置海拔越高，水面上方的氣壓越低，水的沸點會越_______。
【答案】 3.4×104 低
【解析】由Q=cmΔt可得，質(zhì)量為0.5kg的酒從20℃升高到40℃吸收的熱量為
Q=cmΔt=3.4×103J/(kg?℃)×0.5kg×(40℃-20℃)=3.4×104J
水的沸點與氣壓有關(guān)，若煮酒位置海拔越高，則水面上方的氣壓越低，故水的沸點會越低。
4. 單位質(zhì)量氣體物質(zhì)，在體積不變的條件下溫度升高1℃所吸收的熱量稱為該氣體的定容比熱，已知氦氣的定容比熱為3100J/(kg?℃)。如圖所示，質(zhì)量為0.02kg的氦氣被密封在圓柱形氣缸內(nèi)，氣缸內(nèi)氦氣氣壓與外界大氣壓相同。用力把活塞AB固定，當氦氣的溫度從20℃升高到30℃時，氦氣吸收的熱量是______J。撤去力，氦氣推動活塞做功，這一過程的能量轉(zhuǎn)化形式與四沖程汽油機的______沖程相同。
【答案】 620 做功
【解析】氦氣吸收的熱量
Q吸=cm(t-t0)=3100J/(kg?℃)×0.02kg×(30-20)℃=620J
撤去力，氦氣推動活塞做功，將氦氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能，這個過程與汽油機的做功沖程相同。
5．小明在燃氣灶上煲湯，將質(zhì)量為2kg、初始溫度為20℃的湯，升高了80℃，湯吸收了 J的熱量，這是通過方式來改變湯的內(nèi)能。[湯的比熱容為4×103J/kg?℃）
【答案】6.4×105；熱傳遞。
【解析】（1）湯吸收的熱量：
Q吸＝cm△t＝4×103J/（kg?℃）×2kg×80℃＝6.4×105J；
（2）在燃氣灶上煲湯時，湯吸收熱量，內(nèi)能增加、溫度升高，是利用熱傳遞來改變湯的內(nèi)能。
6．天然氣是一種清潔能源，它是（選填“可再生”或“不可再生”）能源。某出租車在一段時間內(nèi)消耗了0.5kg天然氣，若天然氣的熱值為4.4×107J/kg，這些天然氣完全燃燒，可放出熱量 J。
【答案】不可再生；2.2×107。
【解析】（1）天然氣是化石能源的一種，化石能源、核能等能源會越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補充，所以天然氣屬于不可再生能源；
（2）這些天然氣完全燃燒可放出熱量：Q放＝mq＝0.5kg×4.4×107J/kg＝2.2×107J.
7．某燃氣熱水器將20kg的水從10℃加熱到60℃，完全燃燒了0.21m3的煤氣。水吸收的熱量是 J．熱水器燒水的效率是。[已知水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），煤氣的熱值為4×107J/m3]
【答案】4.2×106；50%。
【解析】（1）水吸收的熱量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×20kg×（60℃﹣10℃）＝4.2×106J；
（2）這些煤氣完全燃燒放出的熱量：
Q放＝qV＝4×107J/m3×0.21m3＝8.4×106J，
熱水器燒水的效率：
η＝＝×100%＝50%。
8. 我國光伏發(fā)電量位居世界首位，太陽能是______（選填“可再生”或“不可再生”）能源；鋰離子電池充電時，電池相當于_______（選填“電源”或“用電器”）；100g氫完全燃燒放出的熱量是________J。（q氫=1.4×108J/kg）
【答案】可再生用電器 1.4×107
【解析】太陽能是取之不盡的能源，是可再生能源，。
鋰離子電池放電時是電源，充電時消耗電能，相當于用電器。
100g氫氣完全燃燒放出的熱量是
Q放=m氫q氫=100×10-3kg×1.4×108J/kg=1.4×107J
9. 小紅在家用天然氣灶燒開水，在標準大氣壓下，5kg水從20℃加熱至沸騰，完全燃燒了0.1m3的天然氣，此過程中，水吸收的熱量是______J，天然氣灶燒水的熱效率為______。[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值為4.0×107J/m3]
【答案】 1.68×106 42%
【解析】水吸收的熱量是
天然氣完全燃燒釋放的熱量為
天然氣灶燒水熱效率為
10. 為全面推進“鄉(xiāng)村振興”工程，加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村綠色發(fā)展，荊州市大部分農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)使用上了煤氣燒水煮飯。小王同學(xué)用他家的煤氣將體積為2L，初溫為20℃的水加熱到100℃，水吸收的熱量是______J；若此過程的熱效率為40%，則消耗煤氣______m3。[水的密度為1.0×103kg/m3，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），煤氣熱值為4.0×107J/m3]
【答案】 6.72×105 0.042
【解析】由題意可知，水的質(zhì)量為
m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10-3m3=2kg
所以將初溫為20℃的水加熱到100℃，水吸收的熱量是
若煤氣灶效率為40%，則煤氣完全燃燒釋放的熱量為
所以需要煤氣的體積為
11. 天然氣熱水器將40kg的水從15°C加熱到65°C，此過程中天然氣完全燃燒釋放熱量的84%被水吸收，水吸收熱量______ J，天然氣完全燃燒釋放熱量_____ J，需要消耗天然氣_____kg，這是通過_____方式改變水的內(nèi)能。[c水=4.2×103J/(kg?°C)，q天然氣=4×107J/kg]【答案】 8.4×106J 1×107J 0.25 熱傳遞
【解析】將40kg的水從15°C加熱到65°C，水吸收熱量
Q=cm(t0-t1)=4.2×103J/(kg?°C)×40kg×(65°C-15°C)=8.4×106J
此過程中天然氣完全燃燒釋放熱量的84%被水吸收，則天然氣完全燃燒釋放熱量
需要消耗的天然氣質(zhì)量
改變內(nèi)能方式有兩種，分別是熱傳遞和做功，用天然氣燒水是通過熱傳遞改變水的內(nèi)能。
12. 小娟準備測量家中燃氣灶正常工作時的效率，于是關(guān)閉了其它燃氣設(shè)備。在標準大氣壓下，將質(zhì)量是4kg，初溫是25℃的水加熱到沸騰，她觀察到燃氣表的示數(shù)，使用前是210.65m3，使用后是210.77m3。[水的比熱容，天燃氣的熱值為4.0×107J/m3]。求：
（1）水吸收的熱量；
（2）燃氣灶正常工作時的效率。
【答案】（1）1.26×106J；（2）26.25%
【解析】（1）由可知，水吸收的熱量為
（2）由可知，天燃氣放出的熱量為
再由可知，燃氣灶正常工作時的效率為
13. 用天然氣灶燒水時，把質(zhì)量為、初溫為的水，加熱到，此過程中天然氣完全燃燒放出的熱量為。已知水的比熱容為。求：
（1）水吸收的熱量是多少J？（2）天然氣灶燒水時的熱效率是多少？
【答案】（1）；（2）20%
【解析】（1）水吸收的熱量是
（2）天然氣灶燒水時的熱效率是
14. 如圖所示，某同學(xué)用燃氣灶燒水給餐具消毒。已知密閉鍋內(nèi)水的質(zhì)量為5kg，水的初溫為22℃，當水剛好燒開時，共消耗了0.06m3的天然氣，該燃氣灶燒水的熱效率為70%。[水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值為4.0×107J/m3]求：
（1）0.06m3的天然氣完全燃燒所放出的熱量；
（2）以上過程中，水吸收的熱量；
（3）密閉的鍋內(nèi)水燒開時的溫度。
【答案】（1）2.4×106J；（2）1.68×106J；（3）102℃
【解析】（1）天然氣的熱值為4.0×107J/m3，根據(jù)Q=Vq可得，0.06m3的天然氣完全燃燒所放出的熱量為
Q放=Vq=0.06m3×4.0×107J/m3=2.4×106J
（2）燃氣灶燒水的熱效率為70%，水吸收的熱量為
（3）燒開水時，水溫度變化為
所以密閉的鍋內(nèi)水燒開時的溫度
15. 氫燃料具有清潔、效率高等優(yōu)點，被認為是理想的能源之一，目前我國部分城市已有多批氫能源公交車投放使用。（已知c水＝4.2×103J/（kg℃），q氫＝1.4×108J/kg。）問：（1）質(zhì)量為0.6kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量是多少？
（2）若這些熱量全部被質(zhì)量為500kg、溫度為15℃的水吸收，水升高的溫度是多少？
（3）若這些熱量恰好能供某氫能源公交車以140kW的恒定功率勻速行駛5min，則該氫能源公交車的效率是多少？
【答案】（1）8.4×107J；（2）40℃；（3）50%
【解析】（1）0.6kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量
Q放＝m氫q＝0.6kg×1.4×108J/kg＝8.4×107J
（2）水吸收的熱量
Q吸＝Q放＝8.4×107J
水升高的溫度
Δt＝＝＝40℃
（3）公交車做功
W＝Pt＝140×103W×5×60s＝4.2×107J
公交車的效率
η＝×100%＝×100%＝50%
16. 太陽能是21世紀重點開發(fā)利用的能源之一，如今太陽能熱水器已走進千家萬戶。如圖所示，某家庭太陽能熱水器陽光照射時，平均每小時吸收的太陽能，若熱水器吸收8h的太陽能，可以使質(zhì)量為100kg的水溫度升高50C。已知水的比熱容，天然氣的熱值。求：（1）水吸收的熱量；
（2）該太陽能熱水器的效率；
（3）若這些水吸收的熱量由天然氣來提供，假設(shè)天然氣完全燃燒放出的熱量全部被水吸收，則需要多少m3的天然氣。
【答案】（1）；（2）37.5%；（3）0.6m3
【解析】（1）水吸收的熱量為
（2）太陽能熱水器在8h內(nèi)吸收的熱量為
所以，太陽能熱水器的效率為
（3）若這些熱量由天然氣提供
則所需天然氣的體積
17. 用天然氣熱水器加熱水，將40kg水從25℃加熱到50℃，完全燃燒天然氣。已知天然氣的熱值為，水的比熱容為。試求：
（1）此過程中水吸收的熱量是多少？
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量是多少？
（3）該熱水器加熱這些水的效率是多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）此過程中水吸收的熱量
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量
（3）該熱水器加熱這些水的效率
答：（1）此過程中水吸收的熱量是；
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量是；
（3）該熱水器加熱這些水的效率是。
18. 同學(xué)們到研學(xué)基地開展實踐活動。小明壘好柴火灶為大家煮飯，為了測試柴火灶的效率，他用1kg的干木柴給5kg的水加熱，燒完木柴時，水溫從20°C升高到60°C。（干木柴的熱值
（1）1kg 的干木柴完全燃燒放出的熱量是___________J：干木柴是___________能源（選填“一次”或“二次”）。
（2）水吸收的熱量為多少J？
（3）該柴火灶的效率為多少？
【答案】（1）J 一次（2）（3）
【解析】（1）1kg的干木柴完全燃燒放出的熱量
1kg的干木柴完全燃燒放出的熱量為。
木柴從自然界取得后可以直接利用，是一次能源。
（2）由可知，水吸收的熱量
（3）該柴火灶的效率
物質(zhì)種類
加熱時間（min）
消耗酒精（g）
末溫（℃）
油
2
1
88
水
2
1
50

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