九年級(jí)物理)

·R第十四章

內(nèi)能的利用專題實(shí)破二

熱學(xué)綜合計(jì)算【專題概述】熱學(xué)的計(jì)算主要包括：①用Q吸=cm(t—to),Q

放=cm(t?一t)進(jìn)行計(jì)算；②用Q放=mq(或

Q放

=Vq)進(jìn)行計(jì)算；③用

或

進(jìn)行計(jì)算；④它們和其他力學(xué)公式的綜合計(jì)算等。【專題訓(xùn)練】類(lèi)型一：

用Q吸=cm(t一t?)

、Q

放=cm(t?一t)進(jìn)行計(jì)算1.委內(nèi)瑞拉安赫爾瀑布是世界上最高的瀑布，也叫做丘倫梅魯瀑布，瀑布總

落差可達(dá)到979m

。如果水下落時(shí)重力做功的50%轉(zhuǎn)變?yōu)樗膬?nèi)能，則質(zhì)量

為m

的水從該瀑布頂端下落到底端溫度升高了多少℃?(計(jì)算結(jié)果保留到小

數(shù)點(diǎn)后一位)解：水下落過(guò)程中重力做功：

W=Gh=mgh,

轉(zhuǎn)化成水的內(nèi)能：

Q=W×50%=mgh×50%,由Q=cm△t

可得水升高的溫度：△t=Q/cm=mgh×50%/cm=gh×50%/c=10N/kg×979m×50%/4.2×103J/(kg·℃)≈1.2℃。答：水下落到底端時(shí)水溫升高1.2℃。2.

質(zhì)量為500g的金屬塊，溫度從100℃降低到20℃時(shí)，共放出了3.52×10?J熱量，求金屬塊的比熱容。解：

由

Q

放

=0.88×103J/(kg·℃)得類(lèi)型二：用Q放=mq(或Q放=Vq

進(jìn)行計(jì)算3.“可燃冰”作為新型能源，有著巨大的開(kāi)發(fā)利用潛力，同等條件下，“可

燃冰”完全燃燒放出的熱量達(dá)到煤氣的數(shù)十倍，說(shuō)明“可燃冰”的熱值

很

大。以10倍的關(guān)系粗略計(jì)算，1kg

“可燃冰”完全燃燒放出的熱量為4.2×10?J

。(q

放4=4.2×10J/kg)4.一個(gè)成年人參加一次長(zhǎng)跑，身體消耗的能量為6.6×10?J,這些能量相當(dāng)于完全燃燒0.55kg

的干木柴才能得到，則干木柴的熱值為_(kāi)1.2×107J/kg。

如果用掉一半后，干木柴的熱值將變?yōu)?/p>

1.2×107J/kg類(lèi)型三：用

或

進(jìn)行計(jì)算5

.用煤氣灶把1kg

、初溫為20℃的水燒到70℃,消耗了10g煤氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg℃),煤氣的熱值為4.2×10?J/kg,

則水吸收的熱量為_(kāi)

2.1×10?J,煤氣完全燃燒放出的熱量為4.2×10

5

J,煤氣灶燒水的效

率為

50%。類(lèi)型四：熱學(xué)與力學(xué)綜合6.一臺(tái)柴油機(jī)的功率為8820W,

每小時(shí)消耗柴油不超過(guò)2.5kg,

這臺(tái)柴油機(jī)

的效率至少為多大?(柴油的熱值為4.3×10’J/kg)解

：W=Pt=8820W×3600s=3.1752×10’J,Q放=mq=2.5kg×4.3×10’J/kg=1.075×108J,7.質(zhì)量為2kg

的水，從30m的高處落下，若重力做功的50%轉(zhuǎn)化為內(nèi)能被水吸收，問(wèn)：水落下后溫度升高了多少?(g

取10N/kg)解：W=G·h=mgh=2kg×10N/kg×30m=600J,Q

吸=η

·W=50%×600J=【綜合訓(xùn)練】1.

在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，在不計(jì)熱量損失的情況下，完全燃燒熱值為1.26×10?J/kg的干木柴1kg

能使40kg

、30℃的水溫升高到(

B)A.105℃B.100℃C.90℃D.

無(wú)法確定2.為體現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的理念，上海世博會(huì)充分利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，其主題館屋面太陽(yáng)能板的面積達(dá)3×10?m2,

年發(fā)電量3×10?kW·h。若這些電能由火力發(fā)電站提供(煤的熱值為3×10?J/kg,煤完全燃燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能的效率是30%),則僅此一項(xiàng)每年可節(jié)約煤炭的質(zhì)量為(D)A.2.0×10?kgB.1.2×10?kgC.3.6×10?kgD.1.2×10?kg3.已知天然氣的熱值為4.4×10’J/kg,20g天然氣完全燃燒放出的熱量為8.8×10?J,用天然氣將一壺水燒開(kāi)，水壺中水的溫度升高的過(guò)程中，水的

內(nèi)能

增大

。壺口上方的水蒸氣液化成“白氣”的過(guò)程中放

出(填“吸

收”或“放出”)熱量。4.水的比熱容為4.2×103J/(kg℃),

將4kg

的水倒掉一半，剩下水的比熱容

是_

4.2×103

_J/(kg

·

℃);初溫為30℃、質(zhì)量為2kg

的水吸收2.1×10?J

的熱量后溫度將升高到55

℃。5.柴油機(jī)是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的熱機(jī)，已知某型號(hào)柴油機(jī)的效率是30%,

在柴油機(jī)內(nèi)完全燃燒2kg

柴油能放熱6

.6×10’J,

這些熱通過(guò)該柴油機(jī)的轉(zhuǎn)

化能對(duì)外做有用功

1.98×107

J。(柴油的熱值為3.3×10'J/kg)大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問(wèn)的，可以詢問(wèn)和交流6.某家庭需要將50kg、初溫為10℃的水加熱到50℃作為生活用水，他們利用煤氣灶燒水，需要燃燒0.8kg

的煤氣。這些水從10℃加熱到50℃需要吸收

的熱量為8.4×10?J,0.8kg的煤氣完全燃燒放出的熱量為3.36×107J,煤氣灶

燒水的效率為

25%。[c

水=4.2×103J/(kg

·

℃),q

煤氣=4.2×10’J/kg]求：(1)水在10h內(nèi)吸收的熱量；(2)太陽(yáng)能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率。解：

(1)

水

吸

收

的

熱

量

(

有

用

能

量

)

:

Q

吸

=

cm

△t=4.2×103J/(kg℃)×100kg×50℃=2.1×10?J;太陽(yáng)照射時(shí)間h裝水量kg水升高的溫度℃水的比熱容J/(kg℃)太陽(yáng)能吸熱功率J/h10100504.2×1033.0×10?7.

太陽(yáng)能熱水器是直接利用太陽(yáng)能給水加熱的裝置，下表是小華家的太陽(yáng)能熱水器某天在陽(yáng)光照射下的相關(guān)信息。答：(1)水在10h

內(nèi)吸收的熱量為2

.

1×10?J;(2)

該太陽(yáng)能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率

為

7

0

%

。(2)10h

太陽(yáng)能熱水器吸收的太陽(yáng)能(總能量):

Q總=Pt=3×10?J/h×10h=3×10?J,8.用電熱水壺把1kg

的水從25℃加熱到100℃,消耗的電能為3.6×10?J。求

：[c水=4.2×103J/(kg·℃)](1)這壺水加熱到100℃需吸收的熱量Q;(2)該電熱水壺的效率η。解：(1)水吸收的熱量：Q

吸=cm△t=4.2×103