人教版九年级物理(上)期中复习——热值、热量和热效率的综合计算(含答案)

九年级物理（上）期中复习
热量、热值和热效率的综合计算
◆类型一热传递中热量的有关计算
方法技巧
热量的计算公式有两个，一个是吸收热量的计算公式:Q吸＝cm(t-t0);另一个是放出热量的计算公式:Q放＝cm(t0-t).
针对练习
1.将质量是0.5kg的水加热，使它的温度从20℃升高到60℃，需要吸收的热量是[c水＝4.2×103J/(kg·℃)] （）
A.4.2×104J
B.1.26×104J
C.8.4×104J
D.8.4×107J
2.质量为1kg、温度为82℃的铝块，温度降低到40℃时，放出了
的热量。

如果这些热量全部被水吸收，能使0.44kg水从20℃升高到40℃。

[已知铝的比热容为c铝＝0.88×103J/(kg・℃)
3.用两个相同的加热器，分别给质量初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系的图像如图。

根据图像可知甲液体的比热容(选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体的比热容。

如果乙液体是水，那么质量为500g，初温为20℃的乙液体吸收1.89×105J的热量，乙液体的温度升高了℃。

[气压为1标准大气压，水的比热容为
4.2×103J/(kg・℃)
4.质量为1kg的铁锅中放有2kg的水，要把它们从20℃加热到80℃。

已知铁的比热容是0.46×103J/(kg・℃)，则在此过程中铁锅和水一共要吸收多少热量?
◆类型二燃料燃烧中吸、放热的有关计算
方法技巧
此类型题目中加入了燃料的热值计算。

一般情况下吸热的物质是水，放出的热量是由燃料燃烧产生的，所以Q吸＝cm(t-t0)，Q放＝qm(气体燃料Q放＝qV)。

当不计算热损失时Q吸＝Q放。

注意计算时要统一单
位，m(或V)—kg(或m3);q—J/kg(或J/m3)。

针对练习
5.(2019·凉山中考)现有0.028kg酒精，完全燃烧释放的热量为，若这些热量完全被水吸收，可以使10kg的水，温度从20℃升高到℃。

[q酒精＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/(kg・℃)]
6.“可燃冰”热值是天然气的10倍，设天然气热值为4.2×107J/kg，完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量为J;若在不考虑热量损失的情况下，这些热量能使800kg、45℃的水刚好达到沸点，则此时水的沸点是℃，水面上方的气压(选填“大于”“小于”或“等于”)1标准大气压。

[c水＝4.2×103J/(kg・℃))
7.(广安中考)用天然气给水加热，在1标准大气压下，把体积为10L，温度为15℃的水加热到沸腾，求:
(1)水吸收了多少热量? [ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/(kg・℃)]
(2)若不计热量损失，需要燃烧多少天然气?(q天然气＝4.2×107J/m3)
类型三 热效率的有关计算 方法技巧
热量的利用率问题主要包括热机、锅炉、太阳能集热器等设备利用热量的问题，解答时首先明确计算公式，然后从题意中审出已知量、未知量，然后选择公式进行计算。

主要公式如下： (1)热效率:%100)
(t
%100⨯=⨯=
Vq mq cm Q Q 或△放吸η (2)热机效率的计算公式:%100⨯=
放
Q W
η，其中如果知道牵引力和牵引力移动的距离，则牵引力做的功为W ＝Fs;如果知道牵引力的功率和物 体行驶的时间，则W ＝Pt ，牵引力的功率可以通过公式P ＝Fv 来计算。

Q 放＝mg 。

针对练习
8. 体积为0.28m 3、热值为3.2×107J/m 的天然气完全燃烧放出的热量为 J;若这些热量的50％被温度为20℃、质量为30kg 的水吸收，则水的末温是 ℃。

[水的比热容是c 水＝4.2×103J/(kg ・℃))，结果保留2位小数]
9.秦山核电站于1991年建成发电至今，每分钟的安全发电量相当于少消耗烟煤13.0t ，是目前我国核电机组数量最多、堆型品种最丰富、装机容量最大的核电基地。

(1)求13.0t烟煤如果完全燃烧，放出的热量。

(烟煤的热值为2.9×107J/kg)
(2)假设13.0t烟煤在煤炉中完全燃烧，放出的热量部分被水吸收，可以使4×105kg的水从20℃升高到100℃，求水吸收的热量。

[c水＝4.2×103J/(kg・℃)]
(3)求煤炉的热效率。

(计算结果保留至1％)
10当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了。

已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100L水加热到38℃。

请解答:[水的比热容为c水＝4.2×103J/(kg・℃)，水的密度为1.0×103kg/m3]
(1)热水器中水的质量是多少?
(2)在此过程中，水吸收了多少热量?
(3)若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率
是多少?
11.随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。

一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW。

若小汽车行驶过程中消耗的汽油为20kg，小汽车发动机的效率为30％，汽油的热值q＝4.6×107J/kg。

求小汽车在这段路程中:
(1)所受的阻力;
(2)行驶的路程。

参考答案
1.C
2.
3.696×104 0.44 3.小于 80
4.解:水吸收的热量:Q 水吸=c 水m 水℃t ＝4.2×103J/(kg ・℃)×2kg×(80℃-20℃)＝
5.04×105J ，铁锅吸收的热量:Q
铁吸
=c
铁
m
铁
℃t=0.46×103J/(kg
・℃)×1kg ×(80℃-20℃)＝2.76×104J ，铁锅和水一共要吸收的热量 Q 水吸+Q 铁吸=5.04×105J+2.76×104J=5.316×105J. 58.4×105 40 6.2.1×108 107.5 大于 7.解:(1)由V
m
=
ρ得，10L 水的质量:m ＝ρ水V ＝1.0×103kg/m 3×10×10-3m 3＝10kg ，水吸收的热量:Q 吸＝c 水m(t-t 0)=4.2×103J/(kg ・℃) ×10kg ×(100℃ -15℃)＝3.57×106J
(2)不计热量损失，则Q 放＝Q 吸，由Q 放＝Vq 得，需要燃烧天然气的体
积:V 天然气＝33
76085.0/102.41057.3m m
J J q Q q Q =⨯⨯==天然气吸天然气放. 8.8.96×106 55.56
9.解:(1)13.0t 烟煤完全燃烧，放出的热量:Q 放＝mq ＝13.0 ×103kg ×2.9× 107 J/kg =3.77X1011J
(2)水吸收的热量:Q 吸＝c 水m 水℃t ＝4.2×103J/(kg ・℃)×4× 10kg × (100℃ -20℃)＝1.344×1011J;
(3)煤炉的热效率:%36%1001077.310344.1%10011
11≈⨯⨯⨯=⨯=J
J
Q Q 放吸η 10.解:(1)太阳能热水器中水的体积V ＝100L ＝100dm 3＝0.1m 3，由
V
m
=
ρ可得，水的质量m ＝ρV ＝1.0×103kg/m 3×0.1m 3=100kg; (2)在此过程中，水吸收的热量Q 吸＝cm(t-t 0)＝4.2×103J/(kg ・℃)×100kg (38℃-8℃)＝1.26×107J;
(3)该热水器的效率%30%100102.41026.1%10077=⨯⨯⨯=⨯=J
J
Q Q 吸η 11.解:(1)发动机的实际功率P ＝20kW ＝2×104W 小汽车的速度v ＝72km/h ＝20m/s ，由P ＝
t
Fs
t W =
＝Fv 得，小汽车受到的牵引力:F=N s
m W
v P 1000/201024=⨯=
，小汽车在水平路面上匀速行驶，根据二力平衡条件可知，汽车所受的阻力f ＝F ＝1000N.
(2)汽油完全燃烧放出的热量:Q 放＝mq ＝20kg×4.6×107J/kg ＝9.2×108J ，由放
Q W
=
η×100％得，小汽车发动机牵引力做的功W=ηQ 放
=30% ×9.2
×108J=2.76×108J,由W ＝Fs 得，小汽车行驶的路程:
m N
F W s 581076.210001076.2⨯=⨯==。