热值的综合计算
专项练习(二) 热量、热值和热效率的综合计算
专项练习(二)热量、热值和热效率的综合计算►类型一一般吸热、放热的计算1．[2019·泸州] 2017年6月2日中央电视台报道，我国在南海海底实现〝可燃冰〞连续稳定产气22天，〝可燃冰〞燃烧时将化学能转化为__ ______能，完全燃烧热值为5.6×109 J/m3的〝可燃冰〞2 m3，放出的热量是________J，相当于完全燃烧热值为2.8×107 J/m3的天然气________ m3放出的热量．2．用两个相同的电加热器给质量同为2 kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图ZT－2－1所示，据此判断甲物质10 min吸收的热量为________J．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]图ZT－2－13．在标准大气压下，质量为10 kg的水，吸收1.26×106 J的热量，温度能从72 ℃升高到________．[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)] 4．[2019·黔西南州] 某学校锅炉用天然气作燃料给水加热．天然气的热值为4.0×107 J/m3.问：(不计热量损失)(1)完全燃烧4.2 m3的天然气可以获得多少热量？(2)这些热量可以使1000 kg的水从30 ℃升高到多少摄氏度？[c水＝4. 2×103J/(kg·℃)]5．重庆温泉资源十分丰富，被誉为〝温泉之都〞，温泉水主要靠地热，温度大多在60 ℃以上．取质量为400 g、温度为60 ℃的温泉水加热，当吸收了5.04×104 J的热量后，温度升高到多少摄氏度？此时这些水会不会沸腾？[假设当时的气压为标准大气压，水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)]►类型二热平衡方程的应用6．甲、乙两杯冷水，质量相同，初温也相同．将质量和初温都相同，但温度比水高的铜球和铝球(c铜＜c铝)分别投入两杯冷水中，不计热量损失，水也不溢出，达到平衡时()A、盛铜球的那杯水末温高B、盛铝球的那杯水末温高C、两杯水温度一样高D、以上情况均有可能7．甲、乙两杯中分别盛有温度为60 ℃和20 ℃但质量相同的水，现将一个温度为20 ℃的铁球投入甲杯中足够长时间，取出后再投入乙杯中停留足够长时间．如果不计热量损失，比较甲、乙两杯水的温度变化，那么( )A、Δt甲＜Δt乙B、Δt甲＞Δt乙C、Δt甲＝Δt乙D、无法判定8．一根质量为2 g的烧红的铁钉，温度是600 ℃，假设它的温度降低到100 ℃，释放的热量为________J．假设这些热量全部用于加热100 g常温的水，那么水温将升高________℃.[铁的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]9．质量相等，初温均为10 ℃的甲、乙两物体，将它们分别投入温度均为60 ℃的等质量的两杯热水中，热平衡后甲所在杯中热水温度降低了5℃，乙所在杯中热水温度降低了20 ℃，不考虑热损失，那么甲、乙两物体的比热容之比为________．10．将质量为4 kg的冷水与质量为3 kg、温度为80 ℃的热水混合后，末温度为40 ℃，不计热量损失，那么：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)](1)热水放出的热量是多少焦耳？(2)冷水原来的温度是多少摄氏度？►类型三有关热效率的计算11．小明在家用燃气灶烧水，水壶里水的体积为3 L，水的初温为20 ℃，现将水加热至100 ℃，消耗燃气为0.04 m3，燃气的热值为4.2×107 J/m3，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，那么水的内能增加了________J，燃气灶烧水的效率为________．12．太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器水箱容积为300 L，集热管的有效采光面积为3 m2，某天日照时间为8 h，每平方米平均每秒接收太阳辐射能1.4×103 J，接收的太阳辐射能中有70%能被水箱里的水吸收，那么该天热水器水箱里的水温度可以升高________℃.[不计水箱中水的散热，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]13．当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒〝黑烟〞，这时发动机的效率________(选填〝升高〞〝不变〞或〝降低〞)．某台汽油机的效率是3 0%，如果这台汽油机用来做有用功的能量是9×104 J，那么这段时间里汽油机消耗了________g的汽油．(汽油的热值取4×107 J/kg)14．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ZT－2－2所示的加热过程中水温随时间变化的图线．假设在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：(1)经过4 min时间加热，水所吸收的热量．(2)煤炉烧水时的热效率．图ZT－2－215．重410 N的汽车在平直路面上匀速运动，所受阻力为920 N，汽车牵引力功率为9.2 kW，其汽油发动机效率为20%，汽油热值是4.6×107 J/kg，假设汽车运动了100 s，问：(1)发动机对汽车的牵引力多大？(2)牵引力做了多少功？(3)汽车通过的距离多长？(4)所消耗汽油的质量是多少？详解详析1．内 1.12×1010 400[解析] (1)可燃冰在燃烧时，化学能转化成内能．(2)2 m3〝可燃冰〞完全燃烧放出的热量：Q 放＝V 可燃冰q 可燃冰＝2 m3×5.6×109 J/m3＝1.12×1010 J ； 由Q 放＝Vq 得天然气的体积：V 天然气＝Q 放q 天然气＝1.12×1010 J 2.8×107 J/m3＝400 m3.2．2.52×105 [解析] 用两个相同的电加热器给质量相同的物质甲和水加热，由图像可知，水温度升高60 ℃需加热20 min ，物质甲温度升高60 ℃需加热10 min.因为物质吸收的热量和时间成正比，所以，质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为：Q 水吸＝2Q 甲吸．由Q 吸＝cm Δt 得：c ＝Q 吸m Δt ，那么c 水＝2c 甲．又因为c 水＝4.2×103 J/(k g ·℃)，所以c 甲＝c 水2＝2.1×103 J/(kg ·℃)，甲物质10 min 升高了60 ℃，Q 甲吸＝c 甲m 甲Δt 甲＝2.1×103 J/(kg ·℃)×2 kg ×60 ℃＝2.52×105 J. 3．100 ℃ [解析] 根据吸热公式Q 吸＝cm Δt 得：Δt ＝Q 吸cm ＝1.26×106 J 4.2×103 J/〔kg ·℃〕×10 kg＝30 ℃. 由题知，水的初温为72 ℃，在标准大气压下水的沸点为100 ℃，达到沸点以后虽然继续吸热，但温度不变，所以末温为100 ℃.4．(1)完全燃烧4.2 m3的天然气放出的热量：Q 放＝Vq ＝4.2 m3×4.0×107 J/m3＝1.68×108 J.(2)水吸收的热量：Q 吸＝Q 放＝1.68×108 J ， 由Q 吸＝cm Δt 得，水升高的温度：Δt ＝Q 吸c 水m 水＝1.68×108 J 4.2×103 J/〔kg ·℃〕×1000 kg＝40 ℃； 水的末温t ＝Δt ＋t0＝40 ℃＋30 ℃＝70 ℃.5．水吸收的热量：Q 吸＝5.04×104 J ，由Q 吸＝cm Δt 可得，水升高的温度：Δt ＝Q 吸c 水m 水＝ 5.04×104 J 4.2×103 J/〔kg ·℃〕×0.4 kg＝30 ℃.当时水的温度为60 ℃，吸收了5.04×104 J 的热量后，温度升高到60 ℃＋30 ℃＝90 ℃，因为标准大气压下水的沸点为100 ℃，故此时这些水不会沸腾．6．B7．B [解析] 将温度为20 ℃的铁球放入温度为60 ℃的甲杯水中时，铁球吸收热量，水放出热量，Q 吸1＝Q 放1，即c 铁m 铁(t －t0铁)＝c 水m 水(t0水－t)；再将铁球放入温度为20 ℃、质量与甲杯中水相同的乙杯水中时，铁球放出热量，水吸收热量，Q 吸2＝Q 放2，即c 水m 水(t ′－t0水′)＝c 铁m 铁(t －t ′)；因为铁球第一次温度变化大于第二次温度变化，即t －t0铁＞t －t ′，所以t0水－t ＞t ′－t0水′，即Δt 甲＞Δt 乙．8．460 1.09 [解析] (1)铁钉放出的热量：Q 放＝c 铁m 铁Δt ＝0.46×103 J/(kg ·℃)×2×10－3 kg ×(600 ℃－100 ℃)＝460 J ．(2)由题知：Q 吸＝Q 放＝460 J ，因为Q 吸＝c 水m 水Δt ′，所以Δt ′＝Q 吸c 水m 水＝460 J 4.2×103 J/〔kg ·℃〕×0.1 kg≈1.09 ℃. 9．1∶6 [解析] 物体甲放入热水中后，它们的共同温度为60 ℃－5 ℃＝55 ℃，水放出的热量Q 放＝c 水m 水Δt 水，甲吸收的热量Q 吸＝c 甲m 甲Δt 甲，根据热平衡方程：Q 放＝Q 吸，即c 水m 水Δt 水＝c 甲m 甲Δt 甲，代入相关数据得：c 甲＝c 水m 水9m 甲；物体乙放入热水中后，它们的共同温度为60 ℃－20 ℃＝40 ℃，水放出的热量Q 放′＝c 水m 水Δt 水′，乙吸收的热量Q 吸′＝c 乙m 乙Δt 乙′，根据热平衡方程：Q 放＝Q 吸，即c 水m 水Δt 水′＝c 乙m 乙Δt 乙′，代入相关数据得：c 乙＝2c 水m 水3 m 乙.甲、乙两物体质量相等，即m 甲＝m 乙，那么c 甲c 乙＝1923＝16. 10．(1)热水放出的热量：Q 放＝c 水m2(t 热－t)＝4.2×103 J/(kg ·℃)×3 kg ×(80 ℃－40 ℃)＝5.04×105 J.(2)不计热量损失，Q 吸＝Q 放＝5.04×105 J ，因为Q 吸＝cm Δt ， 所以Δt ＝Q 吸c 水m1＝ 5.04×105 J 4.2×103 J/〔kg ·℃〕×4 kg＝30 ℃，那么冷水的初温：t 冷＝t －Δt ＝40 ℃－30 ℃＝10 ℃.11．1.008×106 60%[解析] (1)水的体积：V ＝3 L ＝3 dm3＝3×10－3 m3，由ρ＝m V 可得，水的质量：m ＝ρV ＝1.0×103 kg/m3×3×10－3 m3＝3 kg ，水吸收的热量：Q 吸＝cm(t －t0)＝4.2×103 J/(kg ·℃)×3 kg ×(100 ℃－20 ℃)＝1.008×106 J ，水吸收的热量即为水的内能增加值．(2)天然气完全燃烧放出的热量：Q 放＝qV ＝4.2×107 J/m3×0.04 m3＝1.68×106 J ；燃气灶的效率：η＝Q 吸Q 放×100%＝1.008×106 J 1.68×106 J×100%＝60%. 12．67.2 [解析] (1)水箱内水的体积：V ＝300 L ＝300×10－3 m3＝0.3 m3，由ρ＝m V 得，水箱内水的质量：m ＝ρV ＝1×103 kg/m3×0.3 m3＝300 kg ，水吸收的热量：Q 吸＝1.4×103 J/(m2·s)×(8×3600 s)×3 m2×70%＝8.4672×107 J ，因为Q 吸＝cm Δt ，所以Δt ＝Q 吸cm ＝8.4672×107 J 4.2×103 J/〔kg ·℃〕×300 kg＝67.2 ℃.13．降低 7.5 [解析] 汽车发动机工作时将内能转化为机械能，冒〝黑烟〞说明燃料燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以效率降低．因为η＝W 有用Q 放×100%，所以Q 放＝W 有用η＝9×104 J 30%＝3×105 J ，因为Q 放＝ mq ，所以 m ＝Q 放q ＝3×105 J 4×107 J/kg＝0.0075 kg ＝7.5 g. 14．(1)经过4 min 时间加热，水所吸收的热量：Q 吸＝c 水m 水(t －t0)＝4.2×103 J/(kg ·℃)×8 kg ×(70 ℃－20 ℃)＝1.68×106 J.(2)煤完全燃烧放出的热量：Q 放＝m 煤q 煤＝1.4 kg ×3×107 J/kg ＝4.2×107 J ； 煤炉烧水时的热效率：η＝Q 吸Q 放×100%＝1.68×106 J 4.2×107 J×100%＝4%. 15．(1)因为汽车在平直路面上匀速运动，根据二力平衡条件可知，水平方向汽车受到的牵引力与阻力是一对平衡力，大小相等，即F ＝f ＝920 N.(2)汽车牵引力功率为P ＝9.2 kW ＝9200 W ，由P ＝W t 得，牵引力做的功：W ＝Pt ＝9200 W ×100 s ＝9.2×105 J.(3)由W ＝Fs 得，汽车通过的距离：s ＝W F ＝9.2×105 J 920 N ＝1000 m.(4)由η＝W Q ×100%得，汽油完全燃烧放出的热量：Q ＝W η＝9.2×105 J 20%＝4.6×106 J ，由Q ＝mq 得，所消耗汽油的质量：m ＝Q q ＝ 4.6×106 J 4.6×107 J/kg ＝0.1 kg.。
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？
比热容、热值综合计算题
比热容、热值综合计算题1、质量为1kg的水，初温为20℃，当它完全吸收3.696×105J的热量，水的温度升高到多少摄氏度（1标准大气压）=×103J/ 2、质量为300g的铜锅内，盛有1kg、15℃的水，要把水烧开，需要多少热量（C铜（kg·℃））>3、使20g冰温度从−10℃升高到0℃，但未熔成水，需要多少热量不计热量损失，如果这些热量是由温度从5℃降低到0℃的水来供给的，需要多少克5℃的水￥4、质量是的铝壶里装了2kg水，初温为20℃，如果它们吸收了×1O3J的热量，温度升高到多少摄氏度（铝的比热为0．88×103J／（kg·℃））。
》5、在冬天为了使房间里保持一定温度，每小时需要供给×106J的热量，若进入散热器的水的温度是80℃，从散热器流出的水的温度是72℃，问每小时要供给散热器多少80℃的水》5、森林是一巨大的天然“氧吧”，因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气.小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6kg的水,水面的表面积为0.1m2，经太阳垂直照射15min，温度升高了5℃.请计算：（1）实验时6kg的水吸收了多少热量（2）若地表植物接收太阳能的能力与水相等，每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳（3）100 m2绿地每秒可以放出多少升的氧气（若绿色植物在光合作用下每吸收103J的太阳能可以放出0.05L的氧气）.7、每到夏收季节，高淳农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，如图这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等。
为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。
若燃烧秆浆煤（热值为×107J/kg），使50kg、20℃的水温度升高到80℃。
求：（1）水需要吸收的热量。
（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤。
热值与比热容综合计算
%]100⨯=放吸效率Q Q η一、有关比热容的计算题说明：物体吸收热量的计算公式：Q 吸=cm(t-t 0) ；物体放出热量的计算公式：Q 放=cm(t 0-t) 公式中，t 为末温，to 为初温，上式中的质量m 的单位必须是kg 注意：（1）末温与温度变化的区别举例：给20 O C 的水加热使其温度升高到50 O C ，式中水的初温为to=20 O C ，末温为t=50 O C ，升高的温度为t-to=50 O C —20 O C=30OC ;若给20 O C 的水加热使其温度升高50 O C ，式中水的初温to=20 O C,温度变化为t-to =50O C ，则末温t=to+50 O C=70 O C ，所以在解题时，一定要弄清已知的温度是末温，还是温度的变化。
对升高了，升高到，降低了，降低到等关键字眼一定要严格加以区分，才能避免不必要的失分。
1、已知水的比热容是4.2×103J/（k g ·O C ），质量为5kg 的水温度升高20 O C ，吸收的热量是多少J ？ 若这些热量被5kg 的铜块吸收，则铜块升高的温度是多少O C ？（c 铜=0.39×103J/（k g ·O C ）2、、一堆烧红的铁钉，温度为800 O C ，质量为1kg ；一壶开水，温度为100 O C ，质量是1kg ，当它们的温度降到室温20 O C时，请通过计算说明放出热量较多的是什么物质呢？（已知c 水=4.2×103J/（k g ·O C ），c 铁=0.46×103J/（k g ·O C ）.3、质量为2kg 的水在太阳的照射下，水吸收了9.66×103J 的热量，则水的温度升高多少O C ？如果质量也为2kg 的沙石在太阳的照射下，也吸收9.66×103J 的热量，则沙石的温度会升高多少O C 呢？已知c 石=0.92×103J/（k g ·O C ）（我想通过这样的计算，你应该明白为什么，在相同的太阳照射下，沙滩上沙子的温度高，而水的温度低的缘故了吧？）4、质量为500g 的铝锅中装有2kg 的水，把他们从15 O C 加热到95 O C ，一共需要吸收多少热量？（已知c 水=4.2×103J/（k g ·OC ），c 铝=0.88×103J/（k g ·O C ）.5、质量为5kg 的铁球，初温为10O C ，用加热的方法使其温度升高到20O C ，则它需要吸收多少热量？如果是通过做功的方法使其温度升高，条件同上，那么至少外界要对该球做多少焦耳的的功（c 铁=0.46×103J/（k g ·O C ）6、质量为５kg 的某种金属块，温度从20O C 升高到50O C 时吸收了1.95×104J 热量，这种金属块的比热容是多少？它可能是哪种金属？二、有关比热容及燃烧放出热量的综合计算题1、现在火锅通常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料，已知这种燃料的热值是1×107J/k g ，完全燃烧0.21kg “固体酒精”能放出多少热量？若放出的热量都被火锅中的水吸收，求能使多少kg 的水温度升高50 O C ？.2、（07南京）我国的地热资源相当丰富，已经发现的天然温泉就有2000处以上，温泉水的温度大多在60 O C 以上，个别地方达到100—140O C 。
比热容热值综合计算
（2）计算酒精完全燃烧放出的热量 ( q 酒精＝3.0 ×107 J / kg )
提醒： 选择公式 找准桥梁 统一单位 加注角标
η=
Q吸
Q放
=
x100％
提醒： 选择公式 找准桥梁 统一单位 加注角标
练习、有一煤球炉，燃烧了0.5kg的煤将10kg的水从20℃加热到100℃，求该炉子的热效率（q煤=3.0×107J/kg） 思考：为什么效率没能达到100％呢？
解：m煤= 200g=0.2kg
Q煤放= m煤q煤
= 0.2kgx 4.2×107J/kg
=8.4×106J
Q酒放= Q煤放= 8.4×106J
m酒=
Q酒放
q酒
=
8.4×106J
3.0×107J/kg
=0.28kg
解：m煤=0.5kg
Q放= m煤q煤
= 0.5kgx 4.2×107J/kg
=2.1×107J
Q=cm水Δt=4.2x103J/(kg.℃)x2kgx50℃
Q= Q= 4.2x105J
m煤=
Q煤放
q煤气
=
4.2x105J
=0.01kg
=4.2x105J
例题9：2kg的水从30℃升高到80℃，水吸收多少热量？这些热量由煤气完全燃烧提供，假设煤气完全热量放出热量的50％被水吸收，则需要多少千克煤气？（q煤气=4.2×107J/kg,c水=4.2×103J/（kg·℃））
Q吸= Q放= 2.1×107J
例题6：完全燃烧0.5kg的煤气，如果放出的热量有完全被水吸收，可以100kg的30℃水温度升高多少？ （q煤气=4.2×107J/kg,c=4.2×103J/（kg·℃）
人教版物理九年级热学综合计算
人教版物理九年级热学综合计算热学综合计算一、计算题1.为了测试某国产汽车发动机的效率，测试员开车在一水平路面上匀速行驶了11.5km，消耗汽油1kg。
已知汽油的热值为3.3×10^7 J/kg，汽车匀速行驶时发动机的牵引力是1000N。
求：1) 完全燃烧这些汽油放出的热量是多少？解：汽油的热值为3.3×10^7 J/kg，消耗汽油1kg，完全燃烧放出的热量为3.3×10^7 J/kg × 1 kg = 3.3×10^7 J。
2) 汽车发动机牵引力做的功是多少？解：汽车匀速行驶时发动机的牵引力为1000N，行驶11.5km，所做的功为1000N × 11.5km = 1.15×10^7 J。
3) 该汽车发动机的效率多大？解：该汽车发动机的效率为 1.15×10^7 J / 3.3×10^7 J =0.348 = 34.8%。
2.为了减少环境污染，部分农村地区改用液化气烧菜做饭。
某钢瓶装有液化气10kg，已知液化气的热值为 4.2×10^7 J/kg，水的比热容为4.2×10^3 J/(kg·℃)。
求：1) 这瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是多少？解：这瓶液化气全部完全燃烧放出的热量为 4.2×10^7 J/kg × 10 kg = 4.2×10^8 J。
2) 若(1)中放出的热量有40%被初温为20℃的水吸收，在标准大气压下可将多少质量的水烧开？解：放出的热量有40%被初温为20℃的水吸收，吸收的热量为 0.4 × 4.2×10^8 J = 1.68×10^8 J。
水的比热容为4.2×10^3 J/(kg·℃)，水的初温为20℃，水的沸点为100℃，所以水的温度升高为 1.68×10^8 J / (4.2×10^3 J/(kg·℃) × (100℃-20℃)) = 1000 kg。
完整word版热值的综合计算
热量与热值综合计算三．3℃。
的水从20℃升高到1．用天然气灶烧水，燃料0.5m70的天然气，使100kg373 J/m。
·℃），天然气的热值q＝7.0×已知水的比热容c＝4.2×1010J（kg 求：3Q0.5m（1）。
的天然气完全燃料放出的热量放）水吸收的热量Q。
（2吸）燃气灶的效率η。
（3．洒精是实验室里常用的燃料，现用酒精灯来加热水，若洒精完全燃烧产生的2℃，需要燃烧多少克℃的水加热到10020热量有50%被水吸收，现在把0.5kg 、37·℃）]J/（k，（k g·℃）c=4.2×10×酒精？［q=310g J/水酒精℃，然后给203。
太阳能热水器，水箱容积是200L．温度计测得自来水的温度为℃．请你求解下45“温度传感器”显示水箱中的水温为热水器水箱送满水，中午时列问题：）水箱中水的质量；（1）水吸收的热量（2％，求40（3）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为7／kgq=4.2kg的煤气（煤气的热值为×10）J至少需要燃烧多少200kg的水从20℃加热到用锅炉将100℃，燃烧了4kg4．某中学为学生供应开水，37J/kg]试求：℃），无烟煤的热值是3.4×10的无烟煤．[水的比热容是4.2×10J/（kg?（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是多少焦耳？（2）4kg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？拔高题已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km，所用时间是8min，消耗燃油3L（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为63kW．若燃油的密度是0.8×103kg/m3，热值为3.15×107J/kg，求：（1）汽车行驶速度是多少？（2）汽车行驶过程的牵引力是多大？（3）汽车发动机的效率是多少？。
专项练习(二) 热量、热值和热效率的综合计算
专项练习(二)热量、热值和热效率的综合计算►类型一一样吸热、放热的运算1．[2021·泸州] 2017年6月2日中央电视台报道，我国在南海海底实现“可燃冰”连续稳固产气22天，“可燃冰”燃烧时将化学能转化为__ ______能，完全燃烧热值为5.6×109 J/m3的“可燃冰”2 m3，放出的热量是________J，相当于完全燃烧热值为2.8×107 J/m3的天然气________ m3放出的热量．2．用两个相同的电加热器给质量同为2 kg的物质甲和水加热，它们的温度随时刻的变化关系如图ZT－2－1所示，据此判定甲物质10 min吸取的热量为________J．[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]图ZT－2－13．在标准大气压下，质量为10 kg的水，吸取1.26×106 J的热量，温度能从72 ℃升高到________．[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)] 4．[2021·黔西南州] 某学校锅炉用天然气作燃料给水加热．已知天然气的热值为4.0×107 J/m3.问：(不计热量缺失)(1)完全燃烧4.2 m3的天然气能够获得多少热量？(2)这些热量能够使1000 kg的水从30 ℃升高到多少摄氏度？[c水＝4. 2×103J/(kg·℃)]5．重庆温泉资源十分丰富，被誉为“温泉之都”，温泉水要紧靠地热，温度大多在60 ℃以上．取质量为400 g、温度为60 ℃的温泉水加热，当吸取了5.04×104 J的热量后，温度升高到多少摄氏度？现在这些水会可不能沸腾？[假设当时的气压为标准大气压，水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)]►类型二热平稳方程的应用6．甲、乙两杯冷水，质量相同，初温也相同．将质量和初温都相同，但温度比水高的铜球和铝球(c铜＜c铝)分别投入两杯冷水中，不计热量缺失，水也不溢出，达到平稳时()A．盛铜球的那杯水末温高B．盛铝球的那杯水末温高C．两杯水温度一样高D．以上情形均有可能7．甲、乙两杯中分别盛有温度为60 ℃和20 ℃但质量相同的水，现将一个温度为20 ℃的铁球投入甲杯中足够长时刻，取出后再投入乙杯中停留足够长时刻．假如不计热量缺失，比较甲、乙两杯水的温度变化，则( )A．Δt甲＜Δt乙B．Δt甲＞Δt乙C．Δt甲＝Δt乙D．无法判定8．一根质量为2 g的烧红的铁钉，温度是600 ℃，若它的温度降低到100 ℃，开释的热量为________J．若这些热量全部用于加热100 g常温的水，则水温将升高________℃.[已知铁的比热容为0.46×103 J/(kg·℃)，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]9．质量相等，初温均为10 ℃的甲、乙两物体，将它们分别投入温度均为60 ℃的等质量的两杯热水中，热平稳后甲所在杯中热水温度降低了5℃，乙所在杯中热水温度降低了20 ℃，不考虑热缺失，则甲、乙两物体的比热容之比为________．10．将质量为4 kg的冷水与质量为3 kg、温度为80 ℃的热水混合后，末温度为40 ℃，不计热量缺失，则：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)](1)热水放出的热量是多少焦耳？(2)冷水原先的温度是多少摄氏度？►类型三有关热效率的运算11．小明在家用燃气灶烧水，已知水壶里水的体积为3 L，水的初温为20 ℃，现将水加热至100 ℃，消耗燃气为0.04 m3，已知燃气的热值为4. 2×107 J/m3，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，则水的内能增加了____ ____J，燃气灶烧水的效率为________．12．太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器水箱容积为300 L，集热管的有效采光面积为3 m2，某天日照时刻为8 h，每平方米平均每秒接收太阳辐射能1.4×103 J，接收的太阳辐射能中有70%能被水箱里的水吸取，则该天热水器水箱里的水温度能够升高________℃.[不计水箱中水的散热，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]13．当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率________(选填“升高”“不变”或“降低”)．已知某台汽油机的效率是30%，假如这台汽油机用来做有用功的能量是9×104 J，则这段时刻里汽油机消耗了________g的汽油．(汽油的热值取4×107 J/kg)14．某物理爱好小组的同学用煤炉给8 kg的水加热，同时他们绘制了如图ZT－2－2所示的加热过程中水温随时刻变化的图线．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：(1)通过4 min时刻加热，水所吸取的热量．(2)煤炉烧水时的热效率．图ZT－2－215．重410 N的汽车在平直路面上匀速运动，所受阻力为920 N，汽车牵引力功率为9.2 kW，其汽油发动机效率为20%，汽油热值是4.6×107 J/kg，若汽车运动了100 s，问：(1)发动机对汽车的牵引力多大？(2)牵引力做了多少功？(3)汽车通过的距离多长？(4)所消耗汽油的质量是多少？详解详析1．内 1.12×1010 400[解析] (1)可燃冰在燃烧时，化学能转化成内能．(2)2 m3“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q 放＝V 可燃冰q 可燃冰＝2 m3×5.6×109 J/m3＝1.12×1010 J ； 由Q 放＝Vq 得天然气的体积：V 天然气＝Q 放q 天然气＝1.12×1010 J 2.8×107 J/m3＝400 m3.2．2.52×105 [解析] 用两个相同的电加热器给质量相同的物质甲和水加热，由图像可知，水温度升高60 ℃需加热20 min ，物质甲温度升高60 ℃需加热10 min.因为物质吸取的热量和时刻成正比，因此，质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸取的热量关系为：Q 水吸＝2Q 甲吸．由Q 吸＝cm Δt 得：c ＝Q 吸m Δt ，则c 水＝2c 甲．又因为c 水＝4.2×103 J/(kg ·℃)，因此c 甲＝c 水2＝2.1×103 J/(kg ·℃)，甲物质10 min 升高了60 ℃，Q 甲吸＝c 甲m 甲Δt 甲＝2.1×103 J/(kg ·℃)×2 kg ×60 ℃＝2.52×105 J.3．100 ℃ [解析] 依照吸热公式Q 吸＝cm Δt 得：Δt ＝Q 吸cm ＝1.26×106 J 4.2×103 J/（kg ·℃）×10 kg＝30 ℃. 由题知，水的初温为72 ℃，在标准大气压下水的沸点为100 ℃，达到沸点以后尽管连续吸热，但温度不变，因此末温为100 ℃.4．(1)完全燃烧4.2 m3的天然气放出的热量：Q 放＝Vq ＝4.2 m3×4.0×107 J/m3＝1.68×108 J.(2)水吸取的热量：Q 吸＝Q 放＝1.68×108 J ， 由Q 吸＝cm Δt 得，水升高的温度：Δt ＝Q 吸c 水m 水＝1.68×108 J 4.2×103 J/（kg ·℃）×1000 kg＝40 ℃； 水的末温t ＝Δt ＋t0＝40 ℃＋30 ℃＝70 ℃.5．水吸取的热量：Q 吸＝5.04×104 J ，由Q 吸＝cm Δt 可得，水升高的温度：Δt ＝Q 吸c 水m 水＝ 5.04×104 J 4.2×103 J/（kg ·℃）×0.4 kg＝30 ℃.当时水的温度为60 ℃，吸取了5.04×104 J 的热量后，温度升高到60 ℃＋30 ℃＝90 ℃，因为标准大气压下水的沸点为100 ℃，故现在这些水可不能沸腾．6．B7．B [解析] 将温度为20 ℃的铁球放入温度为60 ℃的甲杯水中时，铁球吸取热量，水放出热量，Q 吸1＝Q 放1，即c 铁m 铁(t －t0铁)＝c 水m 水(t0水－t)；再将铁球放入温度为20 ℃、质量与甲杯中水相同的乙杯水中时，铁球放出热量，水吸取热量，Q 吸2＝Q 放2，即c 水m 水(t ′－t0水′)＝c 铁m 铁(t －t ′)；因为铁球第一次温度变化大于第二次温度变化，即t －t0铁＞t －t ′，因此t0水－t ＞t ′－t0水′，即Δt 甲＞Δt 乙．8．460 1.09 [解析] (1)铁钉放出的热量：Q 放＝c 铁m 铁Δt ＝0.46×103 J/(kg ·℃)×2×10－3 kg ×(600 ℃－100 ℃)＝460 J ．(2)由题知：Q 吸＝Q 放＝460 J ，因为Q 吸＝c 水m 水Δt ′，因此Δt ′＝Q 吸c 水m 水＝460 J 4.2×103 J/（kg ·℃）×0.1 kg≈1.09 ℃. 9．1∶6 [解析] 物体甲放入热水中后，它们的共同温度为60 ℃－5 ℃＝55 ℃，水放出的热量Q 放＝c 水m 水Δt 水，甲吸取的热量Q 吸＝c 甲m 甲Δt 甲，依照热平稳方程：Q 放＝Q 吸，即c 水m 水Δt 水＝c 甲m 甲Δt 甲，代入相关数据得：c 甲＝c 水m 水9m 甲；物体乙放入热水中后，它们的共同温度为60 ℃－20 ℃＝40 ℃，水放出的热量Q 放′＝c 水m 水Δt 水′，乙吸取的热量Q 吸′＝c 乙m 乙Δt 乙′，依照热平稳方程：Q 放＝Q 吸，即c 水m 水Δt 水′＝c 乙m 乙Δt 乙′，代入相关数据得：c 乙＝2c 水m 水3 m 乙.甲、乙两物体质量相等，即m 甲＝m 乙，则c 甲c 乙＝1923＝16. 10．(1)热水放出的热量：Q 放＝c 水m2(t 热－t)＝4.2×103 J/(kg ·℃)×3 kg ×(80 ℃－40 ℃)＝5.04×105 J.(2)不计热量缺失，Q 吸＝Q 放＝5.04×105 J ，因为Q 吸＝cm Δt ， 因此Δt ＝Q 吸c 水m1＝ 5.04×105 J 4.2×103 J/（kg ·℃）×4 kg＝30 ℃，则冷水的初温：t 冷＝t －Δt ＝40 ℃－30 ℃＝10 ℃.11．1.008×106 60%[解析] (1)水的体积：V ＝3 L ＝3 dm3＝3×10－3 m3，由ρ＝m V 可得，水的质量：m ＝ρV ＝1.0×103 kg/m3×3×10－3 m3＝3 kg ，水吸取的热量：Q 吸＝cm(t －t0)＝4.2×103 J/(kg ·℃)×3 kg ×(100 ℃－20 ℃)＝1.008×106 J ，水吸取的热量即为水的内能增加值．(2)天然气完全燃烧放出的热量：Q 放＝qV ＝4.2×107 J/m3×0.04 m3＝1.68×106 J ；燃气灶的效率：η＝Q 吸Q 放×100%＝1.008×106 J 1.68×106 J×100%＝60%. 12．67.2 [解析] (1)水箱内水的体积：V ＝300 L ＝300×10－3 m3＝0.3 m3，由ρ＝m V 得，水箱内水的质量：m ＝ρV ＝1×103 kg/m3×0.3 m3＝300 kg ，水吸取的热量：Q 吸＝1.4×103 J/(m2·s)×(8×3600 s)×3 m2×70%＝8.4672×107 J ，因为Q 吸＝cm Δt ，因此Δt ＝Q 吸cm ＝8.4672×107 J 4.2×103 J/（kg ·℃）×300 kg＝67.2 ℃.13．降低 7.5 [解析] 汽车发动机工作时将内能转化为机械能，冒“黑烟”说明燃料燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，因此效率降低．因为η＝W 有用Q 放×100%，因此Q 放＝W 有用η＝9×104 J 30%＝3×105 J ，因为Q 放＝ mq ，因此 m ＝Q 放q ＝3×105 J 4×107 J/kg ＝0.0075 kg ＝7.5 g.14．(1)通过4 min 时刻加热，水所吸取的热量：Q 吸＝c 水m 水(t －t0)＝4.2×103 J/(kg ·℃)×8 kg ×(70 ℃－20 ℃)＝1.68×106 J.(2)煤完全燃烧放出的热量：Q 放＝m 煤q 煤＝1.4 kg ×3×107 J/kg ＝4.2×107 J ； 煤炉烧水时的热效率：η＝Q 吸Q 放×100%＝1.68×106 J 4.2×107 J×100%＝4%. 15．(1)因为汽车在平直路面上匀速运动，依照二力平稳条件可知，水平方向汽车受到的牵引力与阻力是一对平稳力，大小相等，即F ＝f ＝920 N.(2)汽车牵引力功率为P ＝9.2 kW ＝9200 W ，由P ＝W t 得，牵引力做的功：W ＝Pt ＝9200 W ×100 s ＝9.2×105 J.(3)由W ＝Fs 得，汽车通过的距离：s ＝W F ＝9.2×105 J 920 N ＝1000 m.(4)由η＝W Q ×100%得，汽油完全燃烧放出的热量：Q ＝W η＝9.2×105 J 20%＝4.6×106 J ，由Q ＝mq 得，所消耗汽油的质量：m ＝Q q ＝ 4.6×106 J 4.6×107 J/kg ＝0.1 kg.。
比热容、热值综合计算题
比热容、热值综合计算题1.例质量为1kg的水，初温为20℃，当它完全吸收3.696 ×105J的热量，水的温度升高到多少摄氏度（1标准大气压）？2.完全燃烧42g焦炭所放出的热量，若有50％被2kg、30℃的水吸收，则水温可升高多少？[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q焦炭=3.0×107J/kg，此时外界为1标准大气压]3.已知天然气的热值是8.4×107J/m3，放出的热量有50％被有效利用，现要将质量为4 kg，初温为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧多少立方米的天然气？4.某太阳能热水器，在晴天能接收到的太阳平均辐射强度(用R表示)为R=300J/(m2·s)，它表示每平方米面积上一秒内接收到的太阳能为300J.该太阳能热水器集热管接收阳光照射时的有效面积是2m2，贮水箱中盛有0.2m3的水.求：(1)贮水箱中水的质量.(2)若在阳光下照射100min，所接收到的太阳能70％用来加热水，贮水箱中的水温可升高多少度.[ρ水=1.0×103kg/m3，C水=4.2×103J/(kg·℃）]5.某小汽车的“经济耗油量(90 km/h)8 L/100 km”，是指这辆汽车以90 km/h的速度行驶100 km，消耗汽油8 L.该汽车在经济耗油量下沿直线匀速行驶25 km，汽车的效率为31.25％.求：汽车消耗多少升汽油及汽车的功率.(汽油热值3.2×107 J/L)6.现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤.若燃烧秆浆煤(热值为2.4×1O7J ／kg)使50kg、20℃的水温度升高到80℃.求：(1)水需要吸收的热量.(2)如果秆浆煤燃烧释放的热量有30％被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤？7.小王学习了有关热学的知识后，知道水的比热容是4.2×103J／(kg·℃).(1)如果小王用燃气灶将质量5kg、温度为20℃的水加热到100℃，则水需要吸收多少热量？(2)若小王烧水用的燃气灶使用的是热值为4.2×107J/kg的煤气，且燃气灶烧水时的热效率(热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比)为20％，则实际消耗的煤气为多少千克?(3)为了节约能源，小王对燃气灶进行了改进，使燃气灶的热效率得到了提高．若小王在同样的条件下将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，可比原来节省0.04kg的煤气，则现在燃气灶烧水时的热效率为多少？8.森林是一巨大的天然“氧吧”，因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气。
九年级人教版物理内能的利用—热量、热值和热效率的综合计算
专题训练(一) 热量、热值和热效率的综合计算▶类型一一般的吸、放热计算1.在标准大气压下,质量为10 kg的水,吸收1.26×106 J的热量,温度能从72 ℃升高到。
[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]2.一个质量为2 g的烧红的铁钉,温度是600 ℃,若它的温度降低到100 ℃,释放的热量为J。
若这些热量全部用于加热100 g常温的水,则水温将升高℃。
[结果保留整数,已知c铁=0.46×103 J/(kg·℃),c水=4.2×103 J/(kg·℃)]3.[2019·无锡]用煤气灶将质量为4 kg的水,从25 ℃加热到50 ℃,水吸收的热量为J。
若水吸收的热量等于煤气燃烧所放出的热量,则需要完全燃烧 kg的煤气。
[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q煤气=4.2×107 J/kg]4.用两个相同的电加热器给质量均为2 kg的甲物质和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图ZT-1-1所示,据此判断甲物质10 min吸收的热量为J。
[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]图ZT-1-15.某学校锅炉用天然气做燃料给水加热。
已知天然气的热值为4.0×107 J/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。
(不计热量损失)(1)完全燃烧4.2 m3的天然气可以获得多少热量?(2)这些热量可以使1000 kg的水从30 ℃升高到多少摄氏度?6.重庆温泉资源十分丰富,被誉为“温泉之都”,温泉水主要靠地热,温度大多在60 ℃以上。
取质量为400 g、温度为60 ℃的温泉水加热,当吸收了5.04×104 J的热量后,水的温度升高到多少摄氏度?此时这些水会不会沸腾?[假设当时的气压为标准大气压,水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)]7.将质量为4 kg的冷水与质量为3 kg、温度为80 ℃的热水混合后,末温为40 ℃,不计热量损失,则:[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)](1)热水放出的热量是多少焦耳?(2)冷水原来的温度是多少摄氏度?▶类型二有关热效率的计算8.小明在家用燃气灶烧水,已知水壶里水的体积为 3 L,水的初温为20 ℃,现将水加热至100 ℃,消耗燃气0.04 m3,已知燃气的热值为4.2×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),则水的内能增加了J,燃气灶烧水的效率为。
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三．热量与热值综合计算
1．用天然气灶烧水，燃料0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。
已知水的比热容c＝4.2×103J（kg·℃），天然气的热值q＝7.0×107J/m3。
求：
（1）0.5m3的天然气完全燃料放出的热量Q
放。
（2）水吸收的热量Q
吸。
（3）燃气灶的效率η。
2．洒精是实验室里常用的燃料，现用酒精灯来加热水，若洒精完全燃烧产生的热量有50%被水吸收，现在把0.5kg 、20℃的水加热到100℃，需要燃烧多少克
酒精？［q
酒精=3×107J/（k g·℃），c
水
=4.2×103J/（k g·℃）]
3。
太阳能热水器，水箱容积是200L．温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．请你求解下列问题：
（1）水箱中水的质量；
（2）水吸收的热量
（3）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40％，求至少需要燃烧多少kg的煤气（煤气的热值为q=4.2×107J／kg）
4．某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了4kg 的无烟煤．[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg]试求：（1）锅炉内200kg的水吸收的热量是多少焦耳？
（2）4kg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？
拔高题
已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km，所用时间是
8min，消耗燃油3L（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为63kW．若燃油的密度是0.8×103kg/m3，热值为3.15×107J/kg，求：
（1）汽车行驶速度是多少？
（2）汽车行驶过程的牵引力是多大？
（3）汽车发动机的效率是多少？。