（云南专版）2020届中考物理 小专题（一）有关热量的计算习题 3页

小专题(一)　有关热量的计算 ‎　　‎ 类型1　燃料烧水效率 ‎1．如图1所示，做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验，在烧杯中加入‎200 g的水，测得初始温度为‎18 ℃‎.用酒精灯加热一段时间后，如图2所示，温度变为__68__℃；若水的比热容为4.2×103 J/( kg·℃)，不计热量损失，则水吸收的热量为__4.2×104__J，这些热量相当于完全燃烧__1.4__g热值为3.0×107 J/kg的酒精放出的热量．‎ ‎2．(2018·连云港)天然气热水器将‎40 kg的水由‎22 ℃‎加热到‎42 ℃‎，水的内能增加了__3.36×106__J，水的内能增加是通过__热传递__方式实现的；若天然气燃烧放出的热量有84%被水吸收，需要消耗__0.1__m3的天然气．[已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q天然气＝4×107 J/m3]‎ ‎3．(2018·巴中)出于安全和环保考虑，巴中市政府为喜爱户外烧烤的市民提供了专门的场所．烧烤主要燃料是木炭，已知它的热值是3.4×107 J/kg，那么‎84 g的木炭完全燃烧放出热量为__2.856×106__J，如果这些热量的50%被水吸收，则能使初温为‎20 ℃‎，质量为‎17 kg的水，温度升高到__40__ ℃.‎ ‎4．(2017·枣庄)新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气．如果每瓶装‎10 kg液化气，液化气的热值取4.2×107 J/kg，则每瓶液化气完全燃烧放出的热量是__4.2×108__J，若放出的热量有40%被水吸收，在标准大气压下可把__500__kg的水从‎20 ℃‎加热至沸腾．[c水＝4.2×103 J/( kg·℃)]‎ ‎5．(2017·云南)可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台‎2017年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先水平．用燃气锅炉烧水时，把质量为‎500 kg，初温为‎20 ℃‎的水加热到‎100 ℃‎，共燃烧了‎12 m3‎天然气．已知水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值q＝4.2×107 J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍．求：‎ ‎(1)水吸收的热量；‎ ‎(2)燃气锅炉烧水时的效率；‎ ‎(3)若换用可燃冰，应使用多少立方米的可燃冰．‎ 解：(1)水吸收的热量：Q吸＝ cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×‎500 kg×(‎100 ℃‎－‎20 ℃‎)＝1.68×108 J 3‎ ‎(2)天然气完全燃烧放出的热量：‎ Q放＝ Vq天然气＝‎12 m3‎×4.2×107 J/m3＝5.04×108 J 燃气锅炉烧水时的效率：‎ η＝＝≈33.3%‎ ‎(3)可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，‎ 则可燃冰的热值：q可燃冰＝160q天然气＝160×4.2×107 J/m3＝6.72×109 J/m3‎ 若换用可燃冰燃烧放出相同的热量，应使用可燃冰的体积： V可燃冰＝＝＝‎‎0.075 m3‎ 类型2　太阳能、电能烧水效率 ‎6．(2017·黄石)某品牌太阳能热水器内装有‎50 kg的水，阳光照射一段时间后，热水器中的水从‎15 ℃‎升高到‎55 ℃‎，热水器中的水吸收的太阳能为__8.4×106__J；同样的水改用电加热，则消耗的电能为__2.33__kW·h[已知水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，热水器热散失忽略不计]．‎ ‎7．太阳能路灯的灯杆顶端有太阳能电池板，它能将太阳能转化为电能．并向灯杆下方的蓄电池充电，供夜晚路灯照明．若在一段时间内，太阳光辐射到该太阳能电池板的能量为2.7×107 J．这与完全燃烧__0.9__ kg的煤放出的热量相当；这些能量经转化后，可供功率为35 W的路灯工作60 h，那么该太阳能路灯的能量转化率是__28%__．(煤的热值为3.0×107 J/kg)‎ ‎8．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106 J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为‎100 kg、初温为‎26 ℃‎的水，加热到‎46 ℃‎.求：‎ ‎(1)热水器中的水吸收的热量Q吸；[水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)]‎ ‎(2)热水器在5小时有效照射时间内接收到的太阳能E；‎ ‎(3)热水器在5小时有效照射时间内接收到的太阳能，相当于完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量．(天然气的热值q＝7×107 J/m3)‎ 解：(1)水吸收的热量：‎ Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×‎100 kg×(‎46 ℃‎－‎26 ℃‎)＝8.4×106 J ‎(2)热水器在5小时的有效照射时间内接收到的太阳能：E＝5×4.2×106 J＝2.1×107 J ‎(3)根据题意知Q放＝E＝2.1×107 J 则需要完全燃烧的天然气的体积：‎ V＝＝＝‎‎0.3 m3‎ 3‎ 类型3　热机效率 ‎5．某型号汽车在车型测试中，在一段平直公路上匀速行驶了‎36 km，用时0.5小时，车的总质量为3×‎103 kg，受到的阻力为车重的0.1倍，其中g取10 N/kg.求：‎ ‎(1)该汽车牵引力所做的功；‎ ‎(2)已知这一过程消耗燃油1.5×10－‎2 m3‎，则热机在这一过程中消耗的总能量(假设燃油完全燃烧，燃油密度为0.8×‎103 kg/m3，燃油热值为4.5×107 J/kg)；‎ ‎(3)该汽车发动机的效率；‎ ‎(4)若该汽车在平直的公路上匀速行驶的路程为s，发动机牵引力为F，其发动机效率为η，汽油的热值为q，请推导该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式m＝.‎ 解：(1)车重：G＝mg＝3×‎103 kg×10 N/kg＝3×104 N 车受到的阻力：f＝‎0.1G＝0.1×3×104 N＝3×103 N 因为车匀速行驶，所以牵引力：F＝f＝3×103 N 则牵引力做功：‎ W有用＝Fs＝3×103 N×3.6×‎104 m＝1.08×108 J ‎(2)由ρ＝得消耗燃油的质量：‎ m＝ρV＝0.8×‎103 kg/m3×1.5×10－‎2 m3‎＝‎‎12 kg 燃油完全燃烧放出的热量(消耗的总能量)：‎ Q放＝mq＝‎12 kg×4.5×107 J/kg＝5.4×108 J ‎(3)汽车的牵引力所做的功就是有用功，燃油完全燃烧放出的热量就是总功，‎ 则发动机的效率：η＝＝＝20%‎ ‎(4)因为Q＝mq，W＝Fs，又因为η＝＝ 所以η＝，由此可得：该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式：m＝ 3‎