熱量計(jì)算復(fù)習(xí)專(zhuān)題

（二）熱量計(jì)算復(fù)習(xí)專(zhuān)題課件制作：周連興授課者：周連興（一）與熱量有關(guān)的計(jì)算公式：1、與比熱容有關(guān)的熱量計(jì)算公式、含義及單位：(1)吸熱時(shí)的熱量計(jì)算：Q吸=cm(t-t0)Q吸：物質(zhì)吸收的熱量，單位：焦耳，符號(hào)：J；c：物質(zhì)的比熱容，單位：焦耳每千克攝氏度，符號(hào)：J/（kg·℃）；m：物質(zhì)的質(zhì)量，單位：千克，符號(hào)：kg；t：物質(zhì)吸收熱量后的溫度（終末溫度）；單位：攝氏度，符號(hào)：℃；t0：物質(zhì)吸收熱量前的溫度（初始溫度）。單位：攝氏度，符號(hào)：℃。(2)放熱時(shí)的熱量計(jì)算：Q放=cm(t0-t)Q放：物質(zhì)放出的熱量，單位：焦耳，符號(hào)：J；c：物質(zhì)的比熱容，單位：焦耳每千克攝氏度，符號(hào)：J/（kg·℃）；m：物質(zhì)的質(zhì)量，單位：千克，符號(hào)：kg；t：物質(zhì)吸收熱量后的溫度（終末溫度）；單位：攝氏度，符號(hào)：℃；t0：物質(zhì)吸收熱量前的溫度（初始溫度）。單位：攝氏度，符號(hào)：℃。2、與燃料有關(guān)的熱量計(jì)算公式、含義及單位：（1）以質(zhì)量來(lái)衡量燃料的多少時(shí)：Q放：燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量，單位：焦耳，符號(hào)：J；m：燃料的質(zhì)量，單位：千克，符號(hào)：kg；q：燃料的熱值，單位：焦耳每千克，符號(hào)：J/kg。Q放=mqq：燃料的熱值，單位：焦耳每立方米，符號(hào)：J/m3。（2）以體積來(lái)衡量燃料的多少時(shí)：Q放=VqQ放：燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量，單位：焦耳，符號(hào)：J；V：燃料的體積，單位：立方米，符號(hào)：m3；3、關(guān)于熱機(jī)效率的計(jì)算：Q放：燃料完全燃燒時(shí)所放出的能量，單位：焦耳，符號(hào)：J。η：熱機(jī)效率；W有用：熱機(jī)用來(lái)做有用功的那部分能量，單位：焦耳，符號(hào)：J；η=W有用Q放對(duì)比參考：機(jī)械效率：η=W有用W總（06·29）桂林市區(qū)“兩江四湖”環(huán)城水系的建成，造就了桂林“千峰環(huán)野立，一水抱城流”的山水城市格局。并使市區(qū)內(nèi)湖湖面擴(kuò)大到約4.0×105m2，水量增加到約9.5×105m3。問(wèn)：（1）在炎熱的盛夏，湖水溫度每升高1℃，就可從周?chē)袇^(qū)吸收多少熱量？［水的比熱容為：4.2×103J/（kg·℃）］（2）“兩江四湖”環(huán)城水系的建成，對(duì)城區(qū)的環(huán)境有什么好處？（要求寫(xiě)出兩點(diǎn)）（二）與熱量有關(guān)的計(jì)算習(xí)題精選：

湖水總的質(zhì)量：m

=ρV=1.0×103kg/m3×9.5×105m3

=9.5×108kg··········································（1分）湖水溫度每升高1℃，可從周?chē)袇^(qū)吸收的熱量是：Q吸

=cm(t－t0)

·······························································（1分）=4.2×103J/（kg·℃）×9.5×108kg×1℃

=3.99×1012J···························································（1分）（2）“兩江四湖”環(huán)城水系的建成，對(duì)城區(qū)環(huán)境的好處：（4分。每點(diǎn)2分）從物理學(xué)上看：由于水的比熱容較大，因此，可以緩解“熱島效應(yīng)”對(duì)環(huán)境的影響；從自然環(huán)境看：融水入城市，使桂林市區(qū)真正成為“山水之城”，美化了居住環(huán)境；從人文上看：構(gòu)建了人與環(huán)境的和諧統(tǒng)一。（其它答案只要合理均可給分）解：（1）由，可得：···············································（1分）（08·30）為了配合今年“世界環(huán)境日”的主題活動(dòng)，小明所在的課外活動(dòng)興趣小組對(duì)街上行駛的電動(dòng)自行車(chē)和摩托車(chē)做了一個(gè)調(diào)查，下表中所列的是某品牌電動(dòng)自行車(chē)和摩托車(chē)的部分技術(shù)參數(shù)：電動(dòng)自行車(chē)摩托車(chē)最高車(chē)速≤20km/h最高車(chē)速≤90km/h一次充電耗電量0.6kW·h一次加油量10L一次充電連續(xù)行駛里程50km一次加油連續(xù)行駛里程400km電動(dòng)機(jī)效率75%發(fā)動(dòng)機(jī)效率30%最大騎行噪聲≤62dB行駛噪聲≥90dB（1）假設(shè)給電動(dòng)自行車(chē)的蓄電池充電時(shí)，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為蓄電池的化學(xué)能。那么，電動(dòng)自行車(chē)每行駛1km電動(dòng)機(jī)平均做的有用功大約是多少？當(dāng)自行車(chē)以最高車(chē)速勻速行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率大約是多大？（2）摩托車(chē)每行駛1km大約要消耗多少能量？（3）與摩托車(chē)相比，電動(dòng)自行車(chē)有哪些優(yōu)勢(shì)？（說(shuō)出一個(gè)方面）（汽油的密度：0.71×103kg/m3；汽油的熱值：4.6×107J/kg）（08·30）為了配合今年“世界環(huán)境日”的主題活動(dòng)，小明所在的課外活動(dòng)興趣小組對(duì)街上行駛的電動(dòng)自行車(chē)和摩托車(chē)做了一個(gè)調(diào)查，下表中所列的是某品牌電動(dòng)自行車(chē)和摩托車(chē)的部分技術(shù)參數(shù)：電動(dòng)自行車(chē)摩托車(chē)最高車(chē)速≤20km/h最高車(chē)速≤90km/h一次充電耗電量0.6kW·h一次加油量10L一次充電連續(xù)行駛里程50km一次加油連續(xù)行駛里程400km電動(dòng)機(jī)效率75%發(fā)動(dòng)機(jī)效率30%最大騎行噪聲≤62dB行駛噪聲≥90dB（1）假設(shè)給電動(dòng)自行車(chē)的蓄電池充電時(shí)，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為蓄電池的化學(xué)能。那么，電動(dòng)自行車(chē)每行駛1km電動(dòng)機(jī)平均做的有用功大約是多少？當(dāng)自行車(chē)以最高車(chē)速勻速行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率大約是多大？（2）摩托車(chē)每行駛1km大約要消耗多少能量？（3）與摩托車(chē)相比，電動(dòng)自行車(chē)有哪些優(yōu)勢(shì)？（說(shuō)出一個(gè)方面）（汽油的密度：0.71×103kg/m3；汽油的熱值：4.6×107J/kg）解：(1)電動(dòng)自行車(chē)每行駛1公里消耗的總能量為：W總=0.6kW·h/50=0.012kW·h=4.32×104J··························（1分）每公里電動(dòng)機(jī)平均做的有用功由η=（W有用/W總）×100%················································（1分）可得：W有用=ηW總=75%×0.012kW·h=0.009kW·h=3.24×104J····················································（1分）當(dāng)電動(dòng)自行車(chē)以最高時(shí)速行駛時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率為：P=W/t=20W總/h=0.24kW=240W·······································（1分）(2)摩托車(chē)每行駛1公里的耗油量：

V油=10L/400=0.025L=2.5×10-5m3·····································（1分）由ρ=m/V···············································································（1分）

可得汽油的質(zhì)量為：m=ρV=0.71×103kg/m3×2.5×10-5m3

=1.775×10-2kg······························（1分）

摩托車(chē)行駛1公里消耗的能量：

Q=mq····················································································（1分）

=1.775×10-2kg×4.6×107J/kg=8.17×105J······································································（1分）

(3)電動(dòng)自行車(chē)的優(yōu)勢(shì)有：噪聲小，污染小，能耗低。（1分）

（09·28）氫能被視為未來(lái)的理想清潔能源。隨著科技的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在從植物中提取氫的效率越來(lái)越高，可以從34kg干燥的植物中提取lkg的氫。（1）目前的節(jié)能小轎車(chē)每百公里耗油量可以降到5L，則這種節(jié)能小轎車(chē)每百公里消耗的汽油是多少kg?（2）如果汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)使用氫能源來(lái)工作，效率可以達(dá)到60%。若一輛氫能源小轎車(chē)在從桂林行駛到百色大約700km的路程上獲得的平均牽引力為8.4×l02N，則它從桂林行駛到百色需要消耗的氫大約是多少kg?(ρ汽油=0.71×l03kg/m3；q氫=1.4×l08J/kg；lL=ldm3)（10·29）2010年上海世博會(huì)通過(guò)大面積推廣應(yīng)用太陽(yáng)能等以低能耗、低污染、低排放為特點(diǎn)的綠色環(huán)保技術(shù)，來(lái)體現(xiàn)“城市，讓生活更美好”的主題。如圖21所示的太陽(yáng)能熱水器，它的水箱容量為120L，熱水器上的集熱器對(duì)太陽(yáng)能的利用效率為40%，在與陽(yáng)光垂直的地球表面上每平方米得到的太陽(yáng)輻射功率約為P=1400W。如果將整箱水的溫度從20℃加熱到70℃，需要陽(yáng)光照射5h，那么：（1）一箱水需要吸收的熱量是多少？（2）熱水器上集熱器的面積至少要多大？［水的比熱容是：4.2×103J/(kg·℃)］解:(1)由ρ=m/V，得：····································································1分

m=ρV=1×103kg/m3×120×10-3m3=120kg·······················1分水吸收的熱量：

Q水吸=cm(t-t0)··········································································1分=4.2×103J/(kg·℃)×120kg×(70℃-20℃)

=2.52×107J····································································1分（2）這臺(tái)太陽(yáng)能熱水器獲得的輻射功率：

P太=S×1400×10-3kW/m2=S×1.4kW/m2·························1分

由P=W/t可得··········································································1分太陽(yáng)照射5h獲得的太陽(yáng)能：

W熱=P太t=S×1.4kW/m2×5h·············································1分由η=Q水吸/W熱可得····························································1分

Q水吸=W熱η

=S×1.4kW/m2×5h×40%·························1分熱水器集熱器的面積：S=Q水吸/（1.4kW/m2×5h×40%）

S=2.52×107J/（1.4kW/m2×5h×40%）=2.5m2··········1分另:(1)由ρ=m/V，得：····································································1分

m=ρV=1×103