專題08熱學計算(知識點復習+例題講解+過關(guān)練習)

專題08熱學計算【考點分析】早節(jié)比熱容計算考占V八、、考試題型選擇題、填空題、計算題難易度★★★內(nèi)能熱值計算選擇題、填空題、計算題★★熱效率選擇題、填空題、計算題★★【知識點總結(jié)L例題講解】一、比熱容計算：Q公式：c=吸/放m-At變形：Q=cmAt吸【例題1】質(zhì)量為2kg的水溫度升高5°C。求：水吸收的熱量Q吸。[c水=4.2X103〕/(kg吸水?C)]【答案】水吸收的熱量為4.2X104J?！窘馕觥拷猓核盏臒崃浚篞=cmAt=4.2X103j/(kg?C)X2kgX5C=4.2X104jo吸水答：水吸收的熱量為4.2X104J?！咀兪?】完成以下計算：水的比熱容是4.2X103J/(kg?C),將2kg水從20C加熱到100C，求水吸收的熱量；將2kg湯從20C加熱到100C，需要吸收6.4X105J的熱量，求湯的比熱容?！敬鸢浮?1)水吸收的熱量是6.72X105j；(2)湯的比熱容是4X103J/(kg?C)?！窘馕觥拷猓?1)水吸收的熱量：Q=cmAt=4.2X103j/(kg?C)X2kgX(100C-20C)=6.72X105j；吸水(2)湯的比熱容：c=」吸== ^4^052 =4X103J/(kg?C)o湯m'At' 2kgx(100C-20°C)答：(1)水吸收的熱量是6.72X105J；(2)湯的比熱容是4X103J/(kg?°C)?！纠}2】質(zhì)量相同的A、B兩金屬塊，把它們都加熱到100C，然后分別投入裝有質(zhì)量相同、初溫都為0C的C、D兩杯水中，測量的結(jié)果：金屬塊A使C杯的水溫升高了10C，金屬塊B使D杯的水溫升高了20°C.設兩金屬塊比熱容為c和c,則c與c的比值為()AB ABA.4：9 B.9：4 C.19：9 D.9：19【答案】A【解析】解：因為C的初溫度為0°C,金屬塊A使C杯的水溫升高了10C，故C杯中水和A的末溫度都為10C；對于金屬塊A來說有：cm(t-t)=cmAt…①AA0A 水水1因為D的初溫度為0°C,金屬塊B使D杯的水溫升高了20°C，故D杯中水和B的末溫度都為20C；對于金屬塊B來說有：cm(t-t)=cm△BB0B 水水2因為m=m，則①三②得：cA(to-tA)=^= =!，甲乙 cB(t0-tB)At2 20C2c』(100°C-10°C)=1Cb(100°C_20°C) 2所以每=4,故A正確。CB9故選：A?！咀兪?】將一杯熱水倒入容器內(nèi)的冷水中，冷水溫度升高10°C,又向容器內(nèi)倒入同樣一杯熱水，冷水溫度又升高6°C,若再向容器內(nèi)倒入同樣一杯熱水，則冷水溫度將再升高(不計熱損失)()A.0C B.6C C.6°C以上 D.4C【答案】D【解析】解：設熱水和冷水的溫度差為t,質(zhì)量為m0的一小杯熱水倒入盛有質(zhì)量為m的冷水的保溫容器中，使得冷水溫度升高了10C,Q=Q,吸放從而可知，cm0(t-10°C)=cmX10°C,-------①又向保溫容器中倒入一小杯同質(zhì)量為m同溫度的熱水，水溫又上升了6°C,AQ〃=AQ放0 吸 放從而可知，cm(t-10°C-6°C)=c(m+m)X6C,-------②00則①-②得：6°CXcm°=10°CXcm-6°CXcm-6°CXcm°,整理得：12°CXcm°=4°CXcm,解得：m=3m0；代入①式可得，t=40°C；假設我們將全部熱水一次性注入，則由熱平衡方程可知：3m0c(40°C-At)=mcAt,m=3m；0聯(lián)立兩式解得：At=20°C；則注入后3杯水后，水溫還會上升：20°C-10°C-6°C=4°C。故D正確。故選：Do二、熱值計算：公式：q=放(或q=放一般用于氣體、液體燃料)mV其中：m為燃料的質(zhì)量，V為燃料的體積，q為燃料的熱值公式變形：Q放=qm(已知熱值及燃料質(zhì)量，求燃燒放出的熱m=纟放(已知燃燒放出的熱及熱值，求燃料的質(zhì)量)q【例題3已知天然氣的熱值為4.0X107j/m3,完全燃燒2.1m3的天然氣可以獲得 J的熱量，不計熱量損失，這些熱量可以使500kg的水，溫度升高 °Co[c=4.2X103水J/(kg?C)】【答案】8.4X107；40o【解析】完全燃燒2.1m3的天然氣放出的熱量:Q=Vq=2.1m3X4.0X107J/m3=8.4X107J；放由于不計熱量損失，貝Q^=Q放=8.4X107J；吸放故水升高的溫度At=豊=4.2X103j/(；T°C)X500kg=40Co【變式3】氫能源具有熱值高、無污染等優(yōu)點。氫氣的熱值為1.4X108j/kg,完全燃燒0.2kg的氫氣可放出 J的熱量；若一罐氫氣用去了一半，則剩余氫氣的熱值是J/kg?！敬鸢窲2.8X107；1.4X108?！窘馕觥拷猓?1)0.2kg氫氣完全燃燒放出的熱量：Q^=mq=0.2kgX1.4X108j/kg=2.8X放107J；(2)熱值是燃料的一種特性，與燃料的質(zhì)量、體積大小無關(guān)，所以一罐氫氣用去一半，剩下的氫氣熱值不變，還是1.4X10J/kg。故答案為：2.8X107；1.4X108?！纠}4】用燃氣灶燒水，使40kg的水從20°C加熱到70°C，已知水的比熱容為4.2X103J/(kg?°C)。求：水吸收的熱量是多少？這些熱量相當于多少體積的煤氣完全燃燒放出的熱量？(煤氣的熱值為4.2X107j/m3)【答案】(1)水吸收的熱量是8.4X106J；(2)這些熱量相當于0.2m3的煤氣完全燃燒放出的熱量?！窘馕觥拷猓?1)水吸收的熱量：Q吸=cm(t-to)=4.2X10aJ/(kg?°C)X40kgX(70°C-20°C)=8.4X106J；由題意可知，煤氣完全燃燒放出的熱量：Q=Q=8.4X106J，放吸由Q放=Vq可得，需要煤氣的體積：V=%=8-4x106^=0.2mao放 q 4.2xl07〃m3答：(1)水吸收的熱量是8.4X106J；(2)這些熱量相當于0.2m3的煤氣完全燃燒放出的熱量?！咀兪?】汽油的熱值q=4.6X107j/kg，質(zhì)量為42g的汽油完全燃燒。求：釋放的熱量是多少J？這些熱量被一個標準大氣壓下5kg、10°C的水完全吸收，則水升溫多少。C?【答案】(1)釋放的熱量是1.932X105J；這些熱量被一個標準大氣壓下5kg、10°C的水完全吸收，則水升溫90Co【解析】解：(1)42g=0.042kg的汽油完全燃燒放出熱量：Q=mq=0.042gX4.6X107j/kg=1.932X106j；放汽油由題知，水吸收的熱量：Q=0=1.932X106J，吸放由Q=cmAt可得，水升高的溫度：At=」^= 匕932*10? =92°C,吸 C水m水4.2X103〃伙0C)x5kg水的末溫：t=10°C+92°C=102°C,因為一個標準大氣壓下水的沸點為100C，水沸騰時吸收熱量、溫度不變，所以水的溫度升高值：At、=100°C-10°C=90°C。實際答：(1)釋放的熱量是1.932X105J；這些熱量被一個標準大氣壓下5kg、10°C的水完全吸收，則水升溫90Co三、熱效率計算：W1.公式：耳=有x100%°放1.公式：耳=2.公式解釋：

W=Q二cmAt有吸Q放二qm；(燃料完全燃燒放出的熱量)放【例題5】內(nèi)燃機的能量流向圖如圖所示。內(nèi)燃機的效率為( )A.B.7%28%C.31%D.【答案】D【解析】解：由內(nèi)燃機的能量流向圖知,用來做有用功的能量占燃;即內(nèi)燃機的效率為34%。34%全燃燒放出能量的34%,燃料完全燃坦1.00%tits捏先28%故選：D?！咀兪?】為了減少大氣污染，可對秸稈進行回收加工制成秸稈煤，完全燃燒5kg秸稈煤放出的熱量是 J,若放出的熱量有40%被水吸收，可使 kg的水溫度升高80°C?！疽阎猶秸稈煤=2-1X107j/kg，。水=4-2X103j/(kg?C)】【答案】1.05X108；125?！窘馕觥拷猓和耆紵?kg秸稈煤可放出的熱量：Q放=m秸口秸=5kgX2.1X107J/kg=放秸稈煤秸稈煤1.05X108J；由題意可知，水吸收的熱量為：Q=0X40%=1.05X10sJX40%=4.2X107j；吸放由Q=cmAt可得水的質(zhì)量：皿=衛(wèi)吸=——=125kg。吸 C水At4.2X103/(k5-C)x80C故答案為：1.05X108；125?！纠}6】汽車廠對某型號汽車進行測試，汽車以108km/h的速度在一段平直的公路上勻速行駛了2.5min,汽車受到的阻力是3.0X103N,共消耗了1.2L燃油(假設燃油完全燃燒)。若燃油的密度P=0.8X103kg/m3，熱值q=4X107J/kg。求：汽車行駛的路程是多少？汽車牽引力所做的功是多少？汽車發(fā)動機的效率是多少？【答案】(1)汽車行駛的路程是4.5X103m；(2)汽車車牽引力所做的功是1.35X107J；汽車發(fā)動機的效率是35.2%?！窘馕觥拷猓?1)由v=5■可得，汽車行駛的路程s=vt=108km/hxt 60因為汽車勻速行駛，所以牽引力F=f=3.0X103N,牽引力做的功：W=Fs=3.0X103NX4.5X103m=1.35X107J,由卩=皿可得，消耗燃油的質(zhì)量：m=pV=0.8X103kg/m3X1.2X10-3m3=0.96kg,v燃油完全燃燒所產(chǎn)生的熱量：Q=mq=0.96kgX4X107j/kg=3.84XUJ；汽車發(fā)動機的效率n=座X100%=1.35x107/x100%~35.2%。Q 3.84X107/答：(1)汽車行駛的路程是4.5X103m；(2)汽車車牽引力所做的功是1.35X107J；汽車發(fā)動機的效率是35.2%?！咀兪?】2017年5月，中國首次海域天然氣水合物(可燃冰)試采成功o100cm3可燃冰可釋放約為1.5X10-2m3天然氣。已知q =2.1X107j/m3,c=4.2X103〕/(kg?C)。貝V：天然氣 水求100cm3可燃冰釋放出的天然氣完全燃燒放出的熱量；

若將上述的天然氣通過燃氣灶給水加熱，可使1kg的水從20C升高到65C，求水吸收的熱量；求該燃氣灶的熱效率?！敬鸢浮?1)100cm3可燃冰釋放出的天然氣完全燃燒放出的熱量為3.15X105J；(2)水吸收的熱量為1.89X105j；(3)該燃氣灶的熱效率為60%?！窘馕觥拷猓?1)100cm3可燃冰可釋放約為1.5X10-2m3天然氣，1.5X10-2m3天然氣完全燃燒放出的熱量：Q=Vq=1.5X10-2m3X2.1X107j/m3=3.15X放105J；水吸收的熱量：Q=cm(t-t)=4.2X103j/(kg?C)X1kgX(65C-20C)=1.89吸 0X105J；該燃氣灶的熱效率：n=^吸=1'89x105;x100%=60%oQ放3-15x1057答：(1)100cm3可燃冰釋放出的天然氣完全燃燒放出的熱量為3.15X105J；(2)水吸收的熱量為1.89X105j；(3)該燃氣灶的熱效率為60%。跟蹤訓練實驗測得0.5kg某物質(zhì)溫度隨時間變化的圖象如圖所示，已知物質(zhì)在固態(tài)下的比熱容為根據(jù)圖象(如[ci=2.1X103j/(kg?°C)]。假設這種物質(zhì)從熱源吸熱的功率恒定不變。根據(jù)圖象(如圖)解答下列問題：求在最初的2min內(nèi)物質(zhì)吸收的熱量;求該物質(zhì)在液態(tài)下的比熱容。fife20圖)解答下列問題：求在最初的2min內(nèi)物質(zhì)吸收的熱量;求該物質(zhì)在液態(tài)下的比熱容。fife2010廠—廠I廠」—JIJ—rlrL—L.Jh/min【答案】(1)在最初的2min內(nèi)，物質(zhì)吸收的熱量為2.1X104J；該物質(zhì)在液態(tài)下的比熱容為4.2X103J/(kg?C)?！窘馕觥拷猓?1)在最初2min內(nèi)，物體處于固態(tài)的升溫吸熱過程，因m=0.5kg,c=2.1X103j/(kg?C),At]=0C-(-20C)=20C,所以，物質(zhì)吸收的熱量：Q=cmAt=2.1X103j/(kg?C)X0.5kgX20C=2.1X104j；吸1 1(2)該物質(zhì)的吸熱功率：P=^吸=d!W=175W,t2x60s由圖象可知，10min?12min內(nèi)物質(zhì)處于液體，在t'=2min=120s內(nèi)，物體溫度升高At=10C,2因吸熱功率恒定不變，

所以，吸收的熱量為：Q'=Pt'=175WX120s=2.1X104j,吸該物質(zhì)在液態(tài)下的比熱容：c=^吸-=41°^=4.2X103〕/(kg?°C)。2mAt2 0.5kgx10C答：(1)在最初的2min內(nèi)，物質(zhì)吸收的熱量為2.1X104J；該物質(zhì)在液態(tài)下的比熱容為4.2X103J/(kg?°C)。有一根燒紅的鐵釘，溫度是800C，質(zhì)量是1.5g，將它投入到某種液體中，該液體的初溫是10C，質(zhì)量是26g，液體的溫度達到20C后不再升高。不考慮周圍環(huán)境的影響和熱損失，鐵的比熱容為0.46X103J/(kg?°C)。計算：鐵釘放出的熱量；該液體的比熱容?！敬鸢浮?1)鐵釘放出的熱量是538.2J；(2)該液體的比熱容是2.07X103J/(kg?°C)?！窘馕觥拷猓?1)鐵釘放出的熱量：Q=cmAt=0.46X103j/(kg?°C)X1.5X10-3kgX(800°C-20°C)=538.2J；放由題知：Q=Q=538?2J，吸放因為QM=c液m液^t—吸液液所以c=—^放= 538,27 =2.07X103〕/(kg?°C)。液m△t- 26X10-3上gx(20°C-10°C)液答：(1)鐵釘放出的熱量是538.2J；(2)該液體的比熱容是2.07X103J/(kg?°C)。質(zhì)量為2kg的金屬塊，被加熱到200C后放入1kg、20C的冷水中，不計熱量損失，熱平衡后，水和金屬塊的溫度均為50°C°[c=4.2X103J/(kg?°C)]求：水在此過程中水吸收的熱量是多少；金屬塊放出的熱量是多少；金屬塊的比熱容是多少?！敬鸢浮?1)在此過程中水吸收的熱量是1.26X105J；(2)金屬塊放出的熱量是1.26X105J；金屬塊的比熱容是0.42X103J/(kg?°C)?！窘馕觥拷猓?1)水吸收的熱量：Q吸=c*m(t-t°)=4.2X103J/(kg?°C)X1kgX(50°C-20°C)=1.26X105J；不計熱量損失，到平衡后，金屬塊放出的熱量：Q放=Qh”=1.26X105J；放吸由Q^cmAt可得金屬塊的比熱容：c金=，4= 1'26x105; =0.42X103J/(kg放 金m人 2上9X(200°C-50°C)金?°C)。答：(1)在此過程中水吸收的熱量是1.26X105J；(2)金屬塊放出的熱量是1.26X105J；金屬塊的比熱容是0.42X103J/(kg?°C)。如圖甲所示，A、B是兩個底部裝有完全相同的加熱器的容器，加熱器產(chǎn)生的熱量80%可以被容器中的液體吸收，已知加熱器每秒鐘放出熱量1000J?，F(xiàn)將甲、乙兩種液體分別倒入A、B杯中，其中甲液體的比熱容為2X103J/(kg?°C)；讓兩個加熱器同時開始工作，60s后停止加熱，然后立即將質(zhì)量為2.4kg的合金球迅速放入乙液體中(從球放入到達到熱平衡，不計熱損失)，它們的溫度隨時間變化圖像如圖乙所示(部分圖像未畫出)。求：加熱60s時，乙液體吸收的熱量為多少；甲液體的質(zhì)量為多少；

【答案】(1)加熱60s時，乙液體吸收的熱量4.8X10J；(2)甲液體的質(zhì)量是0.3kg；合金球的比熱容為0.8X103〕/(kg?°C)。【解析】解：(1)已知加熱器每秒鐘放出熱量1000J,則加熱60s時，加熱器放出熱量：0=1000J/sX60s=6X104j；放根據(jù)題意可知，乙液體吸收的熱量：Q=0X80%=6X104JX80%=4.8X104J；乙吸放由乙圖可知，加熱15s時，甲液體的溫度從10C升高到30C,由題意可知，甲液體在15s內(nèi)吸收的熱量：Q=QjX80%=1000J/sX15sX80%=1.2甲吸放X104J；根據(jù)QB=cm(t-t)可得，甲液體的比熱容：m=甲^=吸 0 甲c甲(-%) 1.2X104/ =0.3kg；2X103j/(kg-C)x(3O°C-io°C)(3)由乙圖可知，加熱60s時，乙液體的溫度從10C升高到60C，則加熱60s乙液體升高的溫度：At“=60°C-10C=50C，乙升加熱60s乙液體吸收的熱量：Q=cm△t,#------①；乙吸乙乙乙升合金球放入乙液體后，乙液體的溫度從60C降低到40C，則乙液體放熱時降低的溫度：At曲=60°C-40°C=20°C；乙降合金球放入乙液體后，乙液體放出的熱量：Q乙放t乙降 ②;乙放乙乙乙降則兩過程中乙液體放出的熱量與其吸收的熱量的比值：cm△則兩過程中乙液體放出的熱量與其吸收的熱量的比值：cm△t △t c乙乙乙降=乙降=20C=cm△t △t乙乙乙升 乙升50C所以，Q乙放=2Q乙吸=2X4.8X104J=1.92X104J；乙放5乙吸5從球放入到達到熱平衡不計熱損失，則Q球吸=Q=1.92X10J,球吸 乙放由圖像可知，合金球放入乙液體后，合金球的溫度從30C升高到40C,則合金球升高的溫度：Atg=40°C-30°C=10°C,球升由Q=cmAt可得，合金球的比熱容：吸c二°球吸=1.92X104/ =0.8X103J/(kg?°C)。金屬球mAt 2.4kgx(40°C-30°C)球球答：(1)加熱60s時，乙液體吸收的熱量4.8X10J；(2)甲液體的質(zhì)量是0.3kg；合金球的比熱容為0.8X103J/(kg?°C)。一個容器中裝有40kg溫度是10C的冷水，若用某一熱水器把它加熱到溫度為60C時，共用了0.6m3的天然氣，已知天然氣的熱值為2.8X107j/m3,水的比熱容為4.2X103j/(kg?°C)。求：這次加熱過程中，水吸收的熱量是多少；該熱水器的實際效率是多少；如果不用熱水器，而是先往容器中導入少量溫度未知的冷水后，再往容器中導入熱水，當往容器中導入一桶質(zhì)量是m的熱水時，發(fā)現(xiàn)冷水的溫度升高了5°C,當往容器中再倒入同樣的一小桶熱水時，水的溫度又升高了3C，若再不停向容器內(nèi)倒入10次同樣的熱水，則容器中的水溫度將再升高多少C(容器足夠大，水不會溢出)【答案】(1)水吸收的熱量為8.4X106j；(2)該熱水器的實際效率是50%；(3)容器中的水溫度將升高8C?！窘馕觥拷猓?1)水吸收的熱量：Q=cm(t-t)=4.2X103j/(kg?C)X40kgX(60C-10C)=8.4X106〕；吸0天然氣完全燃燒放出的熱量：Q^=Vq=0.6m3X2.8X107j/m3=1.68X107j；放燃氣灶的效率：叮=細X100%=8處106/x100%=50%。Q放 1-68x1077設熱水和冷水的溫度差為t,質(zhì)量為m的一桶熱水倒入保溫容器中，使得冷水溫度升高了5C，Q=Q，吸放從而可知，cm(t-5C)=cmX5C，①冷又向容器中倒入一桶同質(zhì)量為m同溫度的熱水，水溫又上升了3C，Q=Q，吸放從而可知，cm(t-5C-3C)=c(m+m)X3C,②冷則①-②得：3Ccm=5Ccm-3Ccm-3Ccm，冷冷整理得：6Ccm=2Ccm，冷解得：m冷=3m,代入①式可得熱水和冷水的溫度差，t=20C；假設我們將全部熱水一次性注入保溫容器，則根據(jù)能量守恒：cX12Xm(t-At)=cmAt冷△t=4t5解得：At=16C；容器內(nèi)水溫升高：At=16C-5C-3C=8C。答：(1)水吸收的熱量為8.4X106J；(2)該熱水器的實際效率是50%；(3)容器中的水溫度將升高8C。某家庭用的燃氣熱水器，將20kg的水從10C加熱到60C，完全燃燒了0.21m3的煤氣。已知水的比熱容為4.2X103J/(kg?C),煤氣的熱值為4X107j/m3。求：煤氣完全燃燒放出的熱量是多少？水吸收的熱量是多少？該熱水器燒水的效率是多少？如果完全燃燒0.21m3天然氣放出的熱量的70%用來對小轎車做功，以1000N的動力進行牽引，可使轎車行駛多遠？(天然氣的熱值為3.2X107j/m3。)【答案】(1)煤氣完全燃燒放出的熱量是8.4X106J；(2)水吸收的熱量是4.2X106J；該熱水器燒水的效率是50%；(3)轎車行駛的距離為4704m?！窘馕觥拷猓?1)0.21m3煤氣完全燃燒放出的熱量：0=Vq=0.21m3X4X107j/m3=8.4X放106J；(2)水吸收的熱量：Q=cm(t-t)=4.2X103〕/(kg?C)X20kgX(60C-10C)=4.2吸0X106〕；該熱水器燒水的效率：n=^二心0邛xioo%=5o%；Q放8曲呵0.2血天然氣完全燃燒放出的熱量：Q^=Vq=0.21m3X3.2X107j/m3=6.72X106j；放根據(jù)n=^可知小轎車做功：W=nQ=70%X6.72X106J=4.704X106J；Q 放放根據(jù)W=Fs可知轎車行駛的距離為：s=^=4'7Q4X1Q6；=4704m。F 1QQQN答：(1)煤氣完全燃燒放出的熱量是8.4X106J；水吸收的熱量是4.2X106J；該熱水器燒水的效率是50%；(3)轎車行駛的距離為4704m。某單缸四沖程汽油機的氣缸活塞面積為5X10-3m2,一個沖程活塞在氣缸中移動的距離是50mm，滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為8X105Pa，飛輪1min轉(zhuǎn)動1800周，當汽油機滿負荷工作時(不計摩擦，汽油的熱值為4.6X107j/kg)。求：做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力；一個做功沖程中燃氣對活塞做的功；汽油機的功率；若1min內(nèi)消耗汽油22.5g，該汽油機的效率?！敬鸢浮?1)做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力為4000N；(2)一個做功沖程中燃氣對活塞做的功為200J；(3)汽油機的功率為3000W；該汽油機的效率為17.4%?！窘馕觥拷猓?1)根據(jù)p=E可知燃氣對活塞的平均壓力為：sF=pS=8X105PaX5X10-3m2=4000N；因為s=50mm=0.05m,所以一個做功沖程中燃氣對活塞做的功：W=Fs=4000NX0.05m=200J；飛輪每轉(zhuǎn)兩圈對外做功一次，所以飛輪轉(zhuǎn)動1800周，要對外做功900次，所以燃氣對活塞做的總功為：W=WX900=200JX900=180000J,總汽油機的功率為：P=也總=18000?=3OOOW；I 60S這些汽油完全燃燒放出的熱量：Q詁=mq=0.0225kgX4.6X107j/kg=1035000J,放汽油機的效率：n=里總=18QQQQ/x100%~17.4%。Q放1Q35QQQ；答：(1)做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力為4000N；一個做功沖程中燃氣對活塞做的功為200J；汽油機的功率為3000W；該汽油機的效率為17.4%。真題過關(guān)一、選擇題（共2小題）：（2018?株洲）木炭的熱值為3.4X107j/kg，它表示lkg木炭（ ）A.具有3.4X107J的熱量 B.具有3.4X107J的內(nèi)能C.完全燃燒對外做功3.4X107J D.完全燃燒放出熱量3.4X107J【答案】D【解析】解：木炭的熱值是3.4X107j/kg，它的物理意義是：1kg木炭完全燃燒放出的熱量是3.4X107J,故ABC錯誤，D正確。故選：Do（2019?泰安）某載重汽車自重121,車輪與地面的總接觸面積為0.5m2，汽車以72km/h的速度在平直公路上勻速行駛時,柴油發(fā)動機的功率為210kW，每行駛43s消耗柴油700g，柴油的熱值為4.3X107J/kg,g取10N/kg。下列說法中（ ）完全燃燒700g柴油放出的熱量為3.01X109J該柴油發(fā)動機效率為30%汽車的牽引力為1.05X104N若公路所能承受的最大壓強為8X105Pa，汽車最多能裝載401的貨物A.只有①②正確 B.只有③④正確C.只有①③正確 D.只有②③正確【答案】D【解析】解：①完全燃燒700g柴油放出的熱量：0=^.a=0.7kgX4.3X107j/kg=3.01放柴油X107J，故①錯誤;柴油發(fā)動機做功：W=P1=210X103WX43s=9.03X106j,柴油發(fā)動機的效率：n=^x100%=沁皿X100%=30%，故②正確；Q放 彳曲呵汽車速度：v=72km/h=72x1m/s=20m/s,3.6由p=w=Fs=Fv得，汽車的牽引力：f=E=21°x1°3"=1.05X104N，故③正確；tt v20m/s由p=E得，公路所能承受的最大壓力：F=pS=8X105PaX0?5m2=4X105N,s汽車與貨物的質(zhì)量之和：m總=%=E=驅(qū)皿=4X104kg=401,總gg10N/kg汽車最多能裝載貨物質(zhì)量：m=m總-m車=401-121=281,故④錯誤?？傑嚲C上，①④錯誤，②③正確。故選：Do二、填空題（共6小題）：（2022?西藏）“母親節(jié)”這天，扎西同學為媽媽燉了一碗排骨湯，將裝湯的碗放在有5kg水的盆子中進行降溫。扎西同學用水進行降溫主要是利用了水的 大，過了一會兒，水溫由15°C升高到20°C，水吸收的熱量為 Jo[c=4.2X103J/水（kg?°C）]【答案】比熱容；1.05X105?！窘馕觥拷猓海?）由于水的比熱容大，質(zhì)量相同的水和其它物質(zhì)相比，升高相同的溫度，

水吸熱多，冷卻效果好，所以，將裝湯的碗放在水中進行冷卻就是利用水的比熱容大這一特

性；水吸收的熱量：Q=cm(t-t)=4.2X103〕/(kg?°C)X5kgX(20°C-15°C)=1.05吸 0X105〕。故答案為：比熱容；1.05X105。(2022?鹽城)小明做“探究水沸騰前后溫度變化的特點”實驗，繪制出如圖所示的圖像，由圖像可知水沸騰時繼續(xù)吸熱，溫 ，若燒杯中水的質(zhì)量為200g，加熱至沸騰，至少需要吸收 J的熱量，實際上，提供的熱量 水吸收的熱量。[c=4.2X103〕/(kg?°C)]水【解析】解：(1)由圖像可知，水沸騰時繼續(xù)吸熱，溫度保持不變；由圖像可知，水的初溫10=48.0C，水沸騰時的溫度t=98.0C，因此將燒杯中的水加熱至沸騰至少需要吸收的熱量：Q=cm(t-t)=4.2X103〕/(kg?°C)X200X10-3kgX(98.0C-48.0C)=4.2X10J；由于對水加熱的過程中存在熱損失，因此實際提供的熱量大于水需要吸收熱量。故答案為：保持不變；4.2X104；大于。(2022?河池)已知水的比熱容c=4.2X103j/(kg?C)，把2kg的水從20C加熱到70C需要吸收的熱量為 J；在高山上煮飯，很難煮熟，這是因為高山上 低,水的沸點低?！敬鸢浮?.2X105；氣壓?！窘馕觥拷猓喊?kg的水從20C加熱到70C需要吸收的熱量：Q吸=c*m(t-to)=4.2X103j/(kg?°C)X2kgX(70°C-20°C)=4.2X105j；在高山上煮飯，很難煮熟，這是因為高山上氣壓低，水的沸點降低。故答案為：4.2X105；氣壓。(2022?廣元)小紅在家用天然氣灶燒開水，在標準大氣壓下，5kg水從20C加熱至沸騰，完全燃燒了0.1m3的天然氣，此過程中，水吸收的熱量是 J,天然氣灶燒水的熱效率為 。[水的比熱容為4.2X103j/(kg?°C),天然氣的熱值為4.0X107j/m3]【答案】1.68X106；42%?！窘馕觥拷猓?1)在標準大氣壓下，水的沸點是100C，水吸收的熱量：Q吸=cm(t-to)=4.2X103j/(kg?°C)X5kgX(100°C-20°C)=1.68X106j；(2)天然氣完全燃燒時放出的熱量：Q^=qV=4.0X107j/m3X0.1m3=4X106j；放天然氣灶燒水的熱效率：n=細X100%=16業(yè)皿X100%=42%。Q收 4X106/故答案為：1.68X106；42%。(2022?宜昌)小麗用相同的電加熱器分別對質(zhì)量為0.2kg的水和0.3kg的另一種液體進行加熱，得到的實驗數(shù)據(jù)如圖所示，則水在16min內(nèi)吸收的熱量為 J,另一種液體的比熱容為J/(kg?°C)。[c=4.2X103〕/(kg?°C)]一種液體的比熱容為水【答案J2.52X104；1.4X103?！窘馕觥拷猓河蓤D知，水在16min內(nèi)初溫t=10C，末溫為40°C,016min內(nèi)水吸收的熱量：Q=cm(t-t)=4.2X103j/(kg?°C)X0.2kgX(40°C-10°C)=2.52X104j；吸水水 0另一種液體加熱8min，吸收的熱量為：q'吸=2x2-52X104J=1-26x104J液X0?3kgX(50C-20C液X0?3kgX(50C-20C),吸液液液0解得：cr=1.4X103j/(kg?°C)。液故答案為：2.52X104；1.4X103。8．(2022?銅仁市)全球汽車保有量在迅速增長，截止2011年，全球處于使用狀態(tài)的汽車

數(shù)量已突破10億輛。設汽車的燃油為汽油，每輛汽車每年耗油約2.11,若不計熱量損

失，這些燃料完全燃燒可供1X106kg的水溫度升高 °C；汽車內(nèi)燃機的效率平均值取30%，如果能把內(nèi)燃機的效率提高1%,全球每年可以節(jié)約 kg燃油，從而減小全球的碳排放，為環(huán)保作出貢獻。[已知水的比熱容為4.2X103J/(kg?°C),汽油的熱值為4.6X107j/kg]【答案】23；1X10n。解析】解：(1)由題知，這些汽油完全燃燒放出的熱量：Q=mq=2.1X103kgX4.6X107J/kg=9.66X1010J；放由題知，不計熱量損失，水吸收的熱量為Q=Q=9.66X10k)J,吸放由Q=cmAt可得水升高的溫度：△t=」^= 貉6?0/, =23C；吸 C水m水4.2X103〃(上0C)X1X1O6上9(2)每輛汽車做有用功所需燃油:2.1tX30%=0.0631,內(nèi)燃機效率提高后為：30%+1%=31%，效率提高后每輛汽車每年所需燃油量：06覽=2t31%每輛車每年節(jié)約燃油：2.11-21=0.1t全球每年節(jié)約燃油：1.0X109X0.11=1X1081=1X10iikg。故答案為：23；1X10ii。三、計算題(共4小題)：9．(2022?聊城)食物也是一種“燃料”，釋放化學能的過程不斷地發(fā)生在人體內(nèi)，提供細胞組織所需的能量。人體攝入的能量(營養(yǎng)師常稱之為熱量)過多或過少，都有損于健康。求：某種油炸食品，每100g可提供的能量約為1.26X106J，假設這些能量全部被質(zhì)量為5kg、溫度為25C的水吸收，可使這些水的溫度升高到多少攝氏度？[c水=4.2X水103J/(kg?C)]如果上述這些能量全部用于克服重力做功，則能把多少千克的物體提升10m?(g取10N/kg)【答案】(1)某種油炸食品，每100g可提供的能量約為1.26X106J，假設這些能量全部被質(zhì)量為5kg、溫度為25°C的水吸收，可使這些水的溫度升高到85攝氏度；(2)如果上述這些能量全部用于克服重力做功，則能把1.26X104千克的物體提升10m?！窘馕觥拷猓?1)每100g這種油炸食品可提供的能量約為1.26X106〕，假設這些能量全部被水吸收，則Q=1.26X106j，吸根據(jù)公式QK=c水m(t-t),則水升高到的溫度t=衛(wèi)吸+to=——S106^——+25C吸水 0 c水m 04.2X103j/(kg-C)x5kg=85CO(2)如果上述這些能量全部用于克服重力做功，貝yW=1.26X106J，根據(jù)W=Gh=mgh得：m=^=1'26X1°6^=1.26X104kgog10N/kgx10m答：(1)某種油炸食品，每100g可提供的能量約為1.26X106J，假設這些能量全部被質(zhì)量為5kg、溫度為25C的水吸收，可使這些水的溫度升高到85攝氏度；(2)如果上述這些能量全部用于克服重力做功，則能把1.26X104千克的物體提升10m。(2020?呼和浩特)“宇”牌太陽能熱水器，水箱內(nèi)有200kg的水。水的比熱容為4.2X103J/(kg?C)。求：在陽光照射下，水的溫度升高了10C，水吸收的熱量；天氣原因，水箱內(nèi)200kg的水，溫度從90C降低到50C，和溫度從30C升高到80C，放出的熱量與吸收的熱量之比?！敬鸢浮?1)在陽光照射下，水的溫度升高了10C，水吸收的熱量為8.4X106J；(2)天氣原因,水箱內(nèi)200kg的水，溫度從90C降低到50C，和溫度從30C升高到80C，放出的熱量與吸收的熱量之比為4：5o【解析】解：(1)水吸收的熱量：Q=cmAt=4.2X103J/(kg?C)X200kgX10C=8.4X106j；(2)水降低溫度放得熱量與升高溫度吸收熱量之比：Q放:Q廠cm(t降-七0降)：cm(t0升-七升)=(七降-七0降)：(七。升-七升)=(90C-50C)：(80C-30C)=4：5。答：(1)在陽光照射下，水的溫度升高了10C，水吸收的熱量為8.4X106J；(2)天氣原因，水箱內(nèi)200kg的水，溫度從90C降低到50C，和溫度從30C升高到80C，放出的熱量與吸收的熱量之比為4：5o(2022?鄂爾多斯)國產(chǎn)055新型導彈驅(qū)逐艦的服役，使中國海軍的裝備又一次得到提升。該型號驅(qū)逐艦滿載時質(zhì)量為1.25X1041,在海面上以恒定功率做直線運動，其牽引力F隨時間t的變化關(guān)系如圖甲所示，其運動速度v隨時間t的關(guān)系如圖乙所示。求該驅(qū)逐艦：(P=0.85X103kg/m3,q=4.0X107j/kg,1L=1dm3)柴油 柴油在34?44s內(nèi)行駛的路程；在水下5m處有一面積為200cm2的觀察窗口，窗口受到水的壓力大小；(P_=1.0水X103kg/m3)滿