1、專題15熱平衡方程專題學啥一、熱平衡方程.對于一個與外界沒有熱交換的系統(tǒng)，一個物體放熱，另一個物體吸熱，且Q= Q放當物體溫度相同時，熱交換停止。據(jù)此我們可以列出熱平衡方程。(1)高溫物體放熱公式：Q放=cim(t 01-t)(2)低溫物體吸熱公式：Q=C2m(t-t 02).熱平衡方程思想拓展高溫物體和低溫物體混合達到熱平衡時，高溫物體溫度降低放出的熱量等于低溫物體溫度升高吸收的熱量。 這時Q放=cim(toi-t), Qi=c2m(t-to2)。燃料完全燃燒放出的熱量等于另 外物體吸收的熱量。這時 Q放=qm,或者Q放=qV, Q=cn2( t-10) o電熱器通電流放出的熱量 等于另外物

2、體吸收的熱量，這時Q放=I2Rt (焦耳定律公式)，Q-cmt-t0)。利用熱平衡方程可以求解很多問題，有時結(jié)合比例式，解題更簡單。.比熱容(1)定義：我們把單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(或者降低) 1C所吸收(或者放出)的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容，簡稱比熱。符號： coQ(2)公式： c =m寸(3)常用單位：焦耳/(千克 C)(4)符號：J/(kg C)(5)讀作焦耳每千克攝氏度(6)同種物質(zhì)來講，比熱容是一個確定的數(shù)值(相等的)，跟物體質(zhì)量的大小，溫度改變的多少，物體的形狀、體積、位置等無關(guān)，它僅與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)。對不同物質(zhì)來講，比熱容一般是不相同的。(7)記住水的比熱容：c水=4.

3、 2X 103J/(kg C),物理意義為：1kg的水溫度升高(或降 低)1C,吸收(或放出)的熱量為4. 2X103J。因為水的比熱容較大，所以水常用來調(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱等。.燃料完全燃燒放出熱量(1)燃料完全燃燒釋放出的熱量公式為：Q放=mq(2)氣體燃料完全燃燒釋放出的熱量公式也可為：Q放=qV。推導過程如下：說明：中的公式對固體、液體、氣體、均適用。只對氣體適用。兩個公式的得出都是根 據(jù)熱值的定義式得到的。其中，Q放表示燃料完全燃燒放出的熱量，單位是 J; q表示燃料的熱值，單位是 J/kg ;1m表小質(zhì)量，單位是 kg o V表布體積，單位是m二、解答與熱量相關(guān)的綜合應(yīng)用

4、題的思維方法和解題技巧首先閱題、思題，找出物體原來的溫度to和升高到的溫度(或降低到的溫度)t,看看物體的質(zhì)量m是多少，查查物質(zhì)的比熱容是多少，或者對常見的物質(zhì)(如水)的比熱容記住即可，有時題中或試卷前給出。對這些物理量做到心中有數(shù)。然后對物體溫度升高的情況， 可用公式Q吸=cm(t-t o)列出方程，代入數(shù)值和單位求出物 體應(yīng)吸收的熱量；對物體溫度降低的情況，可用公式Q放=cm(to-t)列出方程，代入數(shù)值和單位求出物體應(yīng)放出的熱量。對燃料燃燒的問題，可用公式Q放=mq求解燃料燃燒放出的熱量。(1)如果題中物體吸熱的多少是由電阻放熱提供，那么放出的熱量可用焦耳定律 Q放=|2Rt求出，利用Q

5、=Q放建立方程，將把電學量與熱學量緊密聯(lián)系起來。(2)如果題中物體吸熱只吸收了電阻放熱的80%則可列方程Q吸=80%0,所求量一定在此方程中，用電器的效率問題也可迎刃而解。(3)如果物體吸收的熱量完全由另外燃料燃燒獲得，則可用Qp=cm(t-t o)和Q放=mq結(jié)合QI=Q放來求出所要的物理量。(4)如果物體吸收的熱量只吸U了燃料完全燃燒的80%則可列方程 Q吸=80%,燃料的熱效率問題也可迎刃而解。(5)其它方面與熱有關(guān)的問題按以上思路都會找到解題技巧。注意：在計算時，題中各個 物理量要一一對應(yīng)，并且都要化為國際單位。專題考法【例題1】(2018內(nèi)蒙古包頭)A、B兩物體質(zhì)量相等，溫度均為 1

6、0C;甲、乙兩杯水質(zhì)量相 等，溫度均為50CO現(xiàn)將A放入甲杯，B放入乙杯，熱平衡后甲杯水溫降低了4C,乙杯水溫降低了 8C,不考慮熱量的損耗，則 A B兩物體的比熱容之比為()A 4:9 B , 3:5 C .2:3 D . 1:2【例題2】(2019?赤峰)利用先進工藝和科學方法，可以使垃圾變廢為寶。若從1噸垃圾中能提煉出140kg燃料油，燃料油的熱值為 4.5X 107J/kg,則這些燃料油完全燃燒時釋放出的 熱量為 J,這些熱量可以使 kg的水溫度升高50c.水的比熱容為4.2X103j/(kg?C)專題操練一、選擇題（2018陜西）甲、乙兩容器中裝有質(zhì)量相等的水，水溫分別為25c和75

7、C,現(xiàn)將一溫度為65 c的金屬球放入甲容器中，熱平衡后水溫升高到45 C,然后迅速取出金屬球并放入乙容器中，熱平衡后乙容器中水溫為（不計熱量散失和水的質(zhì)量的變化）（）A. 65 C B 60 C C . 55 C D . 50 C3（2018山東東營） 水的比熱容為 4.2 X 10 J/ （kg C） , 1kg水溫度從50c降低至ij 20 C , 放出的熱量是（）A. 4.2X103JB . 8.4 X 104JC . 1.26 X 105JD . 2.1 X 105J二、填空題（2019?涼山州）現(xiàn)有0.028kg酒精，完全燃燒釋放的熱量為 J,若這些熱量完全被水 吸收，可以使10kg

8、的水，溫度從20c升高到 Cq灑精=3X 107J/kg, c水= 4.2X 103j/（ kg ?C）（2018湖北孝感）截止到2018年，全球處于使用狀態(tài)的汽車數(shù)量已突破10億輛。每輛汽車每年耗油1.8t ,這些汽油完全燃燒放出的熱量為J （q汽油=4.6 x 107J/kg）。當汽車從身邊經(jīng)過時，我們會聞到汽油味，說明汽油分子在不停地做 。（2018湖北仙桃）在一標準大氣壓下，把體積為 2L,溫度為20c的水燒至沸騰，水至少 需要吸收J的熱量。若不計熱量損失，需要燃燒kg干木柴（q干木柴=1.2 x 107J/kg ）。（2018湖南張家界）質(zhì)量為1.5 g的水溫度升高80C,需吸收的熱

9、量是 J;若用功率 為1400W的電熱水壺來提供這些熱量，需要的時間為 s. c水=4.2 X103 J/ （kg?C）.（2018哈爾濱）我國在南海進行的可燃冰試采獲得成功.可燃冰是一種固態(tài)晶體，在常 溫壓下會迅速 （填物態(tài)變化）為氣態(tài).它的熱值約為 1.4 x 1010J/m3, 2m3的可燃冰完全 燃燒后可放出 J的熱量，若這些熱量60蹴水吸收，可以將 kg的水從0c加熱到100C. （C水=4.2 x 103J/ （kg?C）（2018綏化）菜油最適宜的烹飪溫度在150c至180c之間.用天然氣將質(zhì)量為0.02kg的菜油從室溫20c加熱到170C,天然氣燃燒釋放出的熱量有60%被菜油吸

10、收.則菜油吸收了 J熱量，燃燒了 m3的天然氣.（取c菜油=2.0X103J/ （kg?C）,天然氣的熱值為 4x 107J/m3）三、綜合計算題（2019?聊城）2019年5月6日，聊城首批30輛氫燃料新能源公交車投放使用。氫燃料具有清潔無污染、效率高等優(yōu)點，被認為是22世紀最理想的能源，c水=4.2X 103J/(kg?C)； q 氫=1.4X 108J/kg)求：(1)質(zhì)量為0.3kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量；(2)若這些熱量全部被質(zhì)量為200kg,溫度為15c的水吸收，則水升高的溫度；(3)某氫能源公交車以140kW的恒定功率做勻速行駛，如果 0.3kg的氫燃料完全燃燒獲得熱量的焦耳

11、數(shù)和公交車所做的功相等，則這些熱量能讓該公交車勻速行駛多長時間。(2018海南)某電熱水器的銘牌如下表所示，現(xiàn)將冰箱裝滿水，電熱水器正常工作時, 把水從20 C加熱到60 C.已知 C水=4.2 X 103J/ (kg?C),不計熱量損失，求：(1)水吸收的熱量；(2)加熱所需要的時間.型號XXX額定電壓220V加熱功率2000W頻率50Hz水箱容量50kg(2018遵義)甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為4:1,用兩個相同的酒精燈分別給它們加熱,(設(shè)酒精燃燒放出的熱量全部被甲和乙吸收)。如圖所示為甲、乙兩物體的溫度隨時間的變化曲線，若甲白比熱容為0.42 x 103J/(kg C),則乙的比熱容是多少?(2018貴州畢節(jié))圖中是某太陽能熱水器，向其中注入 50kg的水，陽光照射一段時間后，水溫從10 c升高到50 C o水的比熱容是4.2 X 103J / (kg C )。試求：(1)如果這段時間該太陽能熱水器接收到太陽輻射的熱量是 2.8 X 107J,則這段時間該熱水器 的效率是多少？(2)如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒多少m3的天然氣；(天然氣的熱值為8.4 X 10 7J/n3,天然氣完全燃燒放出的熱量全部給水吸收)(