热学计算
高中物理中的热学中的重要公式
高中物理中的热学中的重要公式热学是物理学的一个重要分支，研究热量和能量转换的规律。
在学习热学的过程中，经常会用到一些重要的公式，这些公式具有很强的实用性和指导意义。
本文将介绍高中物理中热学中的几个重要公式。
一、热量Q计算公式热量是物体与外界交换能量的形式，可以通过温度变化来计算。
根据热力学的基本原理，热量的计算公式为：Q = mcΔT其中，Q表示热量，单位是焦耳(J)；m表示物体的质量，单位是千克(kg)；c表示物体的比热容，单位是焦耳/千克·摄氏度(J/(kg·°C))；ΔT表示温度的变化量，单位是摄氏度(°C)。
这个公式可以用于计算材料在温度变化过程中的热量变化，比如热传导、热辐射等。
二、热传导的热流量计算公式热传导是热能在固体、液体或气体中通过分子间的传递而引起的热平衡现象。
热传导的热流量可以通过以下的公式来计算：Q = kAΔT/Δx其中，Q表示热流量，单位是焦耳/秒(J/s)；k表示物体的导热系数，单位是焦耳/(米·秒·摄氏度)(J/(m·s·°C))；A表示传热面积，单位是平方米(m^2)；ΔT表示温度差，单位是摄氏度(°C)；Δx表示热传导的长度，单位是米(m)。
这个公式可以用于计算热传导过程中的热流量，比如导热管、导热材料等。
三、热辐射能量计算公式热辐射是物体由于内部热运动而释放能量的过程，主要通过电磁辐射方式传递。
热辐射的能量可以通过以下的公式计算：P = εσAT^4其中，P表示辐射功率，单位是瓦特(W)；ε表示物体的发射率，取值范围在0和1之间，无单位；σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数，约为5.67×10^-8W/(m^2·K^4)；A表示物体的表面积，单位是平方米(m^2)；T表示物体的绝对温度，单位是开尔文(K)。
这个公式可以用于计算热电设备、辐射热传输等，也可以用于估计天体的表面温度。
热学计算
5、一单缸汽油机的飞轮每分钟转600r，设做功冲程中燃气对活塞的压 强保持5×105Pa不变，活塞冲程为0.2m，活塞面积为100cm2，求汽油机 的功率。
【分析】燃气对活塞的压力为F=pS，做功冲程中燃气压力对活塞做的功为 W0=FL，L为活塞的行程。四冲程汽油机飞轮转两圈对外做功1次，该汽油机1min 对外做功n2次，1min对外做功W=n2W0。求出汽油机1min对外做的功，则可根据 P=Wt，求出功率。 【解答】已知n=600r/min，p=5×105Pa，L=0.2m，S=100cm2=10-2m2 燃气对活塞的压力 ：F=pS=5×105Pa×10-2m2=5000N 燃气压力对活塞做的功 ：W0=FL=5000N×0.2m=1000J 汽油机1min对外做功的次数 n/2=600/2=300次 1min对外做的功 :W=n/2×W0=300×1000J=3×105J 汽油机的功率 :P=W/t=3×105J/60s=5000W=5kW 答：汽油机的功率为5kW。 【点评】 弄清楚热机一个工作循环中做功情况，正确理解压强公式p=FS，功的公式 W=FL是解答此题的关键。飞轮每转两圈做功一次，这一定要清楚，否则容易出错。
4、把质量为200g的铅块加热到98℃，然后投入温度为12℃，质量 为80g的水里，最后铅块和水的温度相同，都是18℃。问: （1）此过程中，水吸收的热量是多少? （2）此过程中，铅块放出的热量是多少? （3）从内能的转移角度来看，水吸收的热量与铅块吸收的热量应该 是相等的。试分析本题中二者不相等的原因。 【解答】（1）由吸热公式Q吸=mcΔt，查表可知，c水=4.2×103J/(kg⋅℃)， 则此过程中，水吸收的热量是 ： Q吸=80×10-3kg×4.2×103J/(kg⋅℃)×(18℃-12℃)=2016J （2）由放热公式Q放=mcΔt，查表可知c铅=1.3×102J/(kg⋅℃)， 则此过程中，铅块放出的热量是 ： Q放=200×10-3kg×1.3×102J/(kg⋅℃)×(98℃-18℃)=2080J (3)水吸收的热量是由铅块放出的热量传递的，由能量守恒定律可知，两 者大小应相等，即Q吸=Q放，但数据显示Q吸小于Q放，可能的原因是内能从铅 块转移到水中的过程中，有部分热量损失了，比如传给了容器，传给了周围 的空气等，所以在转移过程应该考虑损失的热量，即热量转移的效率。 【点评】本题前两步属于简单计算，第三步是探究性的问题，要有理有据 地按照题意分析，不能凭感觉随便解答。
热学如何计算物体的热量传递
热学如何计算物体的热量传递热学是研究热现象以及与之相关的能量转移和传递的一门学科。
当涉及到物体的热量传递时，热学提供了一些计算方法和公式来解决这个问题。
本文将介绍一些常用的热传导、热辐射和对流传热的计算方法。
一、热传导的计算热传导是指物质内部由热高处到热低处的传递过程。
有两个关键参数需要考虑：热传导率（λ）和温度梯度（ΔT）。
热传导的计算方法可以用傅里叶定律表示：Q = λ * A * ΔT / L其中，Q表示传热量，λ表示热传导率，A表示传热面积，ΔT表示温度差，L表示传热距离。
利用这个公式，我们可以计算出物体中传递的热量。
举个例子，假设有一个铁棒，长为1米，温度差为10摄氏度，横截面积为0.01平方米，热传导率为80瓦特/米·摄氏度。
那么，可以使用上述公式计算出传热量：Q = 80 * 0.01 * 10 / 1 = 8瓦特所以，该铁棒在这个条件下传递的热量为8瓦特。
二、热辐射的计算热辐射是指物体通过辐射波长范围内的能量传递热量。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射的传热量可以通过以下公式计算：Q = ε * σ * A * (T₁^4 - T₂^4)其中，Q表示传热量，ε表示发射率，σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数（5.67 × 10^-8瓦特/米²·开尔文^4），A表示发射面积，T₁和T₂分别表示两个温度。
例如，假设一个黑色球体的表面积为1平方米，发射率为0.95，表面温度为400开尔文，周围环境温度为300开尔文。
将这些数值代入上述公式中，可以计算出传热量：Q = 0.95 * 5.67×10^-8 * 1 * (400^4 - 300^4) = 65.2瓦特因此，在这种情况下，黑色球体通过热辐射传递的热量为65.2瓦特。
三、对流传热的计算对流传热是指物质与周围介质通过流动来交换热量的过程。
对流传热的计算比较复杂，需要考虑流体的性质、速度和传热面积等参数。
人教版初中物理九年级上册专题三《热学综合计算》精品课件
4．(2017·百色)天然气灶使用方便、经济环保，备受人们青睐。小明用天 然气灶将一壶质量为3 kg、温度为20 ℃的水加热至90 ℃，用时约10 min。已 知：天然气的热值为3.5×107 J/m3，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。求：
由 Q 放＝Vq 得，需要天然气的体积： V＝Qq放＝31.5.4×7×1017 0J6/mJ 3＝0.042 m3
5．(2018·库伦旗期末)某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8 kg的水加热，同 时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在4 min内完 全燃烧了1.4 kg的煤，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤的热值约为3×107 J/kg。求：
再见！
(2)由η＝Q 吸/Q 放得，被水吸收的热量：
Q 吸＝ηQ 放＝90%×1.05×l07 J＝9.45×106 J；
由 Q 吸＝cmΔt 可得，
水升高的温度Δt＝Qcm吸＝4.2×103
9.45×106 J J/（kg·℃）×100
kg＝22.5
℃
2．王大刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水。铁锅内装有5 kg水，把水从 18 ℃加热至98 ℃，已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。如果木炭的热值为 3.4×107 J/kg，它燃烧放出的热有10%被水吸收。求： (1)在这个过程中水吸收的热量。 (2)在这个过程中用掉多少木炭。 解：(1)Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg× (98 ℃－18 ℃)＝1.68×106 J
天然气的热值q天燃气＝7.0×107 J/m3]求： (1)体积为0.01 m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？ (2)若这些热量的90%被质量为100 kg的水吸收，则水升高的温度是多少？
热力学计算公式整理
热力学计算公式整理热力学是研究物质的热与能的转化关系的学科，是广泛应用于化学、物理、工程等领域的重要理论基础。
在热力学计算中，有一系列公式被广泛应用于热力学参数的计算和分析。
1.热力学基本方程：对于一个热力学系统，其内部能量U可以由其热力学状态变量来表示，常用的基本方程有：U=TS-PV+μN其中，U为内部能量，T为温度，S为熵，P为压力，V为体积，μ为化学势，N为摩尔数。
2.热力学函数的计算：(1)焓（H）的计算公式：H=U+PV其中，H为焓，U为内部能量，P为压力，V为体积。
(2)外界对系统做的功（W）计算公式：W=-∫PdV其中，W为功，P为压力，V为体积，积分为从初态到末态的过程。
(3)熵（S）的计算公式：dS=dQ/T其中，S为熵，dS为熵的微分，dQ为系统的热量变化，T为温度。
(4) Helmholtz自由能（A）的计算公式：A=U-TS其中，A为Helmholtz自由能，U为内部能量，T为温度，S为熵。
(5) Gibbs自由能（G）的计算公式：G=U-TS+PV其中，G为Gibbs自由能，U为内部能量，T为温度，S为熵，P为压力，V为体积。
3.热力学热力学参数的计算：(1)热容的计算公式：Cv=(∂U/∂T)V其中，Cv为定容热容，∂U/∂T为导数，V为体积。
Cp=(∂H/∂T)P其中，Cp为定压热容，∂H/∂T为导数，P为压力。
(2)趋近于绝对零度时的熵变ΔS的计算公式：ΔS = Cvln(T2/T1) + Rln(V2/V1)其中，ΔS为熵的变化，Cv为定容热容，T2和T1为温度的变化，R 为气体常数，V2和V1为体积的变化。
(3)等温过程中的吸热计算公式：q=ΔH=nCpΔT其中，q为吸热，ΔH为焓的变化，n为物质的摩尔数，Cp为定压热容，ΔT为温度的变化。
(4)等温过程中的做功计算公式：w=-ΔG=PΔV其中，w为做功，ΔG为Gibbs自由能的变化，P为压力，ΔV为体积的变化。
热学应用热传导和热辐射计算热量
热学应用热传导和热辐射计算热量热量是物体内部的热运动能量，其传递方式主要有热传导和热辐射两种。
在热学中，我们常常需要计算物体的热量，以便了解其热态变化和热力学性质。
本文将介绍热传导和热辐射的基本概念，并讨论如何计算热量。
一、热传导热传导是指物体内部的热能沿温度梯度传递的现象。
在均匀的固体材料中，热传导的计算可以使用傅立叶热传导定律。
该定律表明，热流密度Q和热传导方向上的温度梯度dT/dx成正比，即：Q = -kA(dT/dx)其中，Q是单位时间内通过单位面积的热量传递，k是热导率，A是传热方向上的单位横截面积，dT/dx是温度梯度。
在实际计算中，我们可以根据物体的几何形状和材料的热导率来确定传热方程。
对于简单几何形状，如直线杆状物体，可以使用以下公式计算热量：Q = kAΔT/Δx其中，ΔT是温度差，Δx是热量传递的距离。
对于复杂几何形状的物体，可以利用数值方法，如有限元法或有限差分法，进行热传导计算。
这些方法可以将物体划分为小的网格单元，并通过迭代计算得到每个单元的热量变化。
二、热辐射热辐射是指物体由于其温度而发射的热能。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射的总辐射功率与物体的表面积A和温度T的四次方成正比，即：P = σAT^4其中，P是辐射功率，σ是斯特藩-玻尔兹曼常数，约为5.67×10^-8W/(m^2·K^4)。
在计算热辐射时，我们可以根据物体的表面特性和温度来确定辐射传热方程。
一般情况下，物体的热辐射可以通过黑体辐射来进行近似计算。
黑体是指具有完全吸收所有辐射的理想物体，其辐射功率与温度之间存在简单的关系。
然而，大多数实际物体并不是完美的黑体，因此我们需要引入表面发射率ε来修正计算。
根据斯特藩-玻尔兹曼定律，热辐射功率可以表示为：P = εσAT^4其中，ε是表面发射率，其取值范围在0和1之间。
三、热量计算在实际应用中，我们通常需要计算物体在一定时间内的热量变化。
对于热传导，可以根据传热方程和初始条件，使用数值方法或解析方法求解得到热量变化。
热力学基础知识及常用计算
34320 5614 16800 38700 12900 9460
43840 5100 20880 33420 11220 9540
36960 4474 20220 31920 10500 9140
平均单耗 213.91
306036
327590
312020
302859
297136
291014
合计 108821 40920 73123 84630 138450 21940 90315 36900 33250 80524 93200 39444 204560 51917 222400 31821 148800 217200 74760 43680 1836655
23550
21300
3767
3750
3368
15510
15450
13920
6300
6300
5610
5980
5940
5300
15138
14915
12601
16640
16520
15120
3月-4月 18030 6600 17469 13620 23820 3580 14850 5880 4840 12499 15120
备的散热量，供热用户采暖设备的散热量等于供热系统的供热量。即
Q1 Q2 Q3
第二部分 供热水耗、电耗、热耗 计算及说明
指标计算是指标分析的基础，指标分析是指标管控的有效手段，指标的 科学管控直接影响公司效益。
一、生产指标计算
主要内容
1.生产指标计 算的基础公
式
2.热耗分析中 常见的概念、
术语
对于确定的散热器a、b、c为定值， 可见对流散热器散热量Q2影响因素有 散热器的平均传热温差Δt和热水的质 量流量qm。
热力学中的功和热量的计算方法
热力学中的功和热量的计算方法热力学是研究能量转化和能量传递的科学，功和热量是热力学中重要的概念。
本文将介绍热力学中的功和热量的计算方法。
一、功的计算方法功是热力学中描述系统能量转化的方式，通常表示为W。
在热力学中，功可以通过以下几种方式进行计算。
1. 压力-体积功当气体发生体积变化时，通过外界施加压力所做的功可以通过以下公式计算：W = PΔV其中，W代表功，P代表外界施加的压力，ΔV代表气体体积的变化量。
2. 力-位移功当施加力F使物体发生位移d时，通过施加的力所做的功可以通过以下公式计算：W = Fd其中，W代表功，F代表施加的力，d代表物体的位移。
3. 自由能功自由能是热力学中的重要概念，可以简单理解为系统可用的能量。
当系统由初始状态变化到最终状态时，可以计算自由能的变化量ΔG，并通过以下公式计算功：W = -ΔG其中，W代表功，ΔG代表自由能的变化量。
二、热量的计算方法热量是热力学中描述能量传递的方式，通常表示为Q。
在热力学中，热量可以通过以下几种方式进行计算。
1. 比热容方法当物体的温度发生变化时，通过比热容的计算可以得到热量的变化量。
比热容可以通过以下公式计算：Q = mcΔT其中，Q代表热量，m代表物体的质量，c代表物体的比热容，ΔT代表温度的变化量。
2. 热力学第一定律法则热力学第一定律法则是能量守恒定律的推广，它表明能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转化为另一种形式。
根据热力学第一定律法则，热量可以通过以下公式计算：Q = ΔE - W其中，Q代表热量，ΔE代表系统内能的变化量，W代表功。
3. 蒸发潜热和熔化潜热当物质由液体状态变为气体状态时，需要吸收的热量称为蒸发潜热。
当物质由固体状态变为液体状态时，需要吸收的热量称为熔化潜热。
蒸发潜热和熔化潜热可以通过以下公式计算：Q = mL其中，Q代表热量，m代表物质的质量，L代表蒸发潜热或熔化潜热。
结论热力学中的功和热量是描述能量转化和能量传递的重要概念。
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热学计算题精选
1、某金属的比热容为0.88×103J/（kg.℃）质量为500g，把它从20℃加热到90℃，需
要吸收多少热量？
2、质量为0.5kg的铝壶装5kg的温度为20℃的水，将铝壶放在煤炉上加热到100℃，炉
子的效率为20%，问燃烧多少kg的烟煤才能将水烧开？（外界一个标准大气压）C 铝=0.88×103J/（kg.℃）g煤=3.4×107J/kg ）
3、把200克铁块放入沸水中加热到100℃后，立即投入150克20℃的某液体中，混合后温度是40℃，求此液体的比热容（不计热损失，铁的比热容为0.46×103J/（kg.℃）
4、某中学为学生提供开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤，（水的比热容4.2×103J/（kg•℃无烟煤的热量是3.4×107J/kg ）
（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是多少焦耳？
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳？
（3）此锅炉的效率是多少？
5、太阳能热水器，它的受光面积为1.2 m2，内装80Kg的水，太阳每分钟辐射到1 m2面积上的热量是7.56×104 J，如果有60%的热量被水吸收，问：
（1）20℃的水晒3小时后水温将达到多少摄示度？
（2）煤气的热值是4.2×107J/Kg，若煤气灶的热效率为40%，烧开这些水需燃烧多少Kg煤气？
6、阳能是一种廉价的清洁能源，从有关资料获悉，在地面地表晴天时垂直于阳光表面接受到的热辐射为1.2×103 J/（m2•s）。
有一台太阳能热水器，可将接收到的热辐射40%用来升高水温。
若该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2.1 m2，晴天晒了1h，求水箱中质量为50kg的冷水温度最多能升高多少？
7、质量为0.05g的水滴从200m高空落下，如果重力对其做功的80%转化为它的内能，他的温度升高多少？
8、汽车以100Km/h的速度行驶了100Km，发动机是功率为8KW的柴油机，效率为25%，已知柴油机的热值为3.3×107J/kg，此汽车行驶100Km消耗多少千克柴油？
9、一种太阳能照明灯，太阳能电池板供一只“12V 9W”的电子节能灯工作，若太阳能电池板接受太阳能的有效面积为0.3m2,平均1h内得到的太阳能辐射能约为0.4×106J，太阳光照一天（不考虑天气影响，以8小时计算）恰好可供电子节能灯工作10小时，求太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少？
10、一台饮水机电功率为550W正常工作时，将饮水机0.6kg 18℃的水加热到93℃，用时间6min，计算饮水机的效率？。