2024-2025學(xué)年滬教版初中物理九年級（上）教案 第十三章專題熱量及效率的相關(guān)計算

第十三章內(nèi)能與熱機專題熱量及效率的相關(guān)計算專題概覽1.物體吸、放熱的相關(guān)計算（1）物體吸熱的相關(guān)計算：Q吸=cm（2）物體放熱的相關(guān)計算：Q放=cm（3）燃料燃燒放熱的相關(guān)計算：Q放=mq（4）明確幾個溫度的含義：升高（降低）是指變化的溫度，升高到（降低到）是指物體的末溫。2.熱效率的相關(guān)計算（1）熱機的效率：η=（2）太陽能利用的效率：η=（3）爐子燒水的效率：η=專題演練類型一熱量的計算例1“可燃冰”是未來潔凈的新能源。2017年5月，我國首次可燃冰試采成功?？扇急哂袩嶂荡螅苤苯狱c燃等特點，它的熱值約為5.9×109J/m3。問完全燃燒1m3的可燃冰能使質(zhì)量約為多少解：1m3的可燃冰完全燃燒后放出的熱量：Q放水吸收的熱量：Q吸水的質(zhì)量：m=跟蹤練習(xí)1.在質(zhì)量為5kg的鐵鍋中放入3kg水，要把這鍋水從20℃加熱到90℃［鐵的比熱容為0.46×103J/（A.259.4gB.47.7gC.30.68gD.無法確定2.合理分類和利用垃圾可以變廢為寶。在一定條件下，1t垃圾能“榨”出170kg燃料油，若燃料油的熱值為4.0×1073.羊湯是很多地方的特色美食之一，它的主要制作步驟：在鍋中放入水和羊骨、羊肉、羊雜，用大火將水煮至沸騰，然后轉(zhuǎn)用溫火持續(xù)煮沸。若煮一鍋羊湯需加水10kg，羊骨、羊肉、羊雜三者共5kg，設(shè)鍋中水、羊骨、羊肉、羊雜初始溫度都為20℃。羊骨、羊肉、羊雜的平均比熱容為3.5×10類型二熱平衡的計算例2小麗需用溫度為40℃的水泡腳，便把90℃的熱水與10kg、20℃的水混合，設(shè)混合過程沒有熱量損失，問：需要90解：20℃Q熱水放出的熱量等于冷水吸收的熱量：Q則需要90℃熱水的質(zhì)量：m'跟蹤練習(xí)4.一把質(zhì)量為250g的鋼刀，加熱到560℃，然后在空氣中自然冷卻，此時室溫為20℃。［（1）這把鋼刀在冷卻過程中放出多少熱量？（2）若把這些熱量給30℃、0.5kg類型三爐子的效率例3從秦山核電站1991年12月15日投入運行開始，秦山核電基地一直保持安全穩(wěn)定運行，目前每分鐘的安全發(fā)電量相當(dāng)于少消耗煙煤13.0t，減排二氧化碳約40.6t、二氧化硫約0.2t、氮氧化合物約0.8t。秦山核電基地目前共有9臺運行機組，年發(fā)電量約500億千瓦時，是目前我國核電機組數(shù)量最多、堆型品種最豐富、裝機容量最大的核電基地。（1）13.0t的煙煤如果完全燃燒，放出的熱量為多少？（煙煤的熱值為2.9（2）假設(shè)13.0t煙煤在煤爐中完全燃燒，放出的熱量部分被水吸收，可以使4×105kg的水從20℃升高到（3）求煤爐加熱水的熱效率。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）解：（1）放出的熱量Q（2）水吸收的熱量Q（3）煤爐加熱水的熱效率η跟蹤練習(xí)5.為了減少環(huán)境污染，部分農(nóng)村地區(qū)改用液化氣燒菜做飯。某鋼瓶裝有液化氣10kg，已知液化氣的熱值為4.2×107（1）這瓶液化氣全部完全燃燒放出的熱量是多少？（2）若（1）中放出的熱量有40%被初溫為20℃的水吸收，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下可將多少質(zhì)量的水燒開？類型四太陽能熱水器的效率例4某太陽能熱水器，水容量為100L，該熱水器在冬季有效日照時段里，平均每平方米的面積上每小時接收的太陽能約為2.8×106J。若該熱水器接收的太陽能約為2.8×106J。若該熱水器接收太陽能的有效面積為1.5m2，每天日照時間按（1）熱水器中水的質(zhì)量；（2）一天內(nèi)熱水器中的水吸收的熱量；（3）熱水器在冬季的效率。解：（1）該太陽能熱水器中水的體積：V=100L=100d水的質(zhì)量：m=（2）一天內(nèi)熱水器中的水吸收的熱量：Q吸（3）一天內(nèi)熱水器接收太陽能的能量：E=2.8熱水器在冬季的效率：η=跟蹤練習(xí)6.太陽能熱水器深受廣大用戶的青睞，某品牌太陽能熱水器，水容量80L，該熱水器在冬季有效日照時段里，平均每平方米的面積上每小時接收的太陽能約為2.8×106J。若該熱水器接收太陽能的有效面積為1.5m2，每天日照時間8h，則接收到的太陽能可以使裝滿水的熱水器中的水從（1）一天內(nèi)熱水器中的水吸收的熱量；（2）熱水器在冬季的效率；（3）如果一天內(nèi)水吸收的熱量由天然氣熱水器（其效率為75%）提供，則一天需要消耗多少m3的天然氣？（q類型五熱機的效率例5飛機的發(fā)動機是一種熱機，通過航空煤油在氣室中燃燒，從噴口向后高速噴出氣體，使發(fā)動機獲得向前的推力。高空中某飛機獲得1.6×105N的水平推力，以600km/h的速度沿水平方向勻速航行1h，需要完全燃燒熱值為4×（1）飛機的航程；（2）發(fā)動機所做的功；（3）航空煤油完全燃燒放出的熱量；（4）發(fā)動機的熱機效率。解：（1）飛機的航程：s（2）發(fā)動機所做的功：W=（3）航空煤油完全燃燒放出的熱量：Q放（4）發(fā)動機的熱機效率：η=跟蹤練習(xí)7.小明家買了一輛以汽油為燃料的小汽車，經(jīng)查閱資料，小明了解到以下信息：“該車如以80km/h的速度勻速行駛時，發(fā)動機的牽引力為780N，百公里油耗為8L/100km”。（溫馨提示：“百公里油耗8L/100km”是指汽車行駛100km，需要消耗8L汽油）已知：1L=10-3m（1）8L汽油質(zhì)量是多少kg？（2）完全燃燒8L汽油所放出的熱量是多少J？（3）該汽車以80km/h的速度勻速行駛時，它的發(fā)動機效率是多少？8.“五一”假期，小明一家驅(qū)車外出旅游。當(dāng)汽車以108km/h的速度在高速公路上勻速直線行駛時，汽車受到的阻力是整車重的0.08倍，效率為40%。已知汽車整車質(zhì)量為1375kg，油箱容積為50L。（汽油熱值q=3.3×107（1）這時汽車牽引力做功的功率是多少？（2）該車加滿一箱汽油，按照以上速度最多可以勻速直線行駛多遠的路程？參考答案跟蹤練習(xí)1.C2.6.8×1093.解：羊湯的沸點為100℃，水、羊骨、羊肉、羊雜的末溫為100水吸收的熱量：Q1羊骨、羊肉、羊雜吸收的熱量：Q2將一鍋羊湯燒開需要吸收的熱量：Q吸總4.解：（1）鋼刀在冷卻過程中放出的熱量：Q放（2）不計熱量損失，鋼刀放出的熱量全部被水吸收，則Q吸=Q放=6.21×105.解：（1）10kg液化氣完全燃燒釋放的熱量：Q放（2）由題知，Q吸=40%Q放=40%×4.2×108J=1.66.解：（1）熱水器中水的體積V由ρ＝m水則一天內(nèi)熱水器中的水吸收的熱量：Q吸（2）一天內(nèi)熱水器接收太陽能的能量：E＝則熱水器在冬季的效率：η＝（3）由η＝Q放由Q＝V=Q7.解：（1）汽油的質(zhì)量：m=（2）完全燃燒8L汽油所放出的熱量：Q=（3）設(shè)該汽車勻速行駛100km，則牽引