備戰(zhàn)2024中考物理高頻重難點考點專題解讀與訓練專題03熱值熱量比熱容及其熱機效率的理解與計算含解析

Page1專題03：熱值、熱量、比熱容及其熱機效率的理解與計算熱值、熱量、比熱容及其熱機效率的理解與計算是中考中熱學部分?？嫉膶W問點，側(cè)重考查對熱值、熱量、比熱容的理解及相關(guān)計算，能有效的考查對相關(guān)概念的理解，也能考查學生的計算實力。一、熱值、熱量、比熱容及其熱機效率的理解1、熱量與溫度、內(nèi)能的區(qū)分：區(qū)分定義表述理解溫度溫度表示物體的冷熱程度，從分子動理論的觀點來看，溫度是分子熱運動激烈程度的宏觀度量，是分子平均動能大小的微觀度量對溫度只能說“是多少”、“上升多少”、“降低多少”。不能說“有”“沒有”或“含有”等，也不能說“傳遞溫度”溫度是表示某一時刻物體所處狀態(tài)的狀態(tài)量內(nèi)能物體內(nèi)部全部分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和只能說“有”、“大”、“小”、“增大”、“減小”，不能說“無”內(nèi)能是狀態(tài)量，任何物體都有內(nèi)能熱量在熱傳遞過程中，物體汲取或放出熱的多少，其實質(zhì)是內(nèi)能的變更量熱量只能說“汲取多少”或“放出多少”，不能在熱量名詞前加“有”或“沒有”“含有”。熱量是過程量，跟熱傳遞緊密相連，離開了熱傳遞就無熱量可言熱量與溫度、內(nèi)能的聯(lián)系：物體汲取或放出熱量，不肯定引起溫度的物體汲取或放出熱量，不肯定引起溫度的變更。（晶體熔化）物體溫度變更了，不肯定要汲取或放出熱量。（還可以是做功）物體的內(nèi)能變更，不肯定是汲取或放出了熱量。內(nèi)能增加，不肯定汲取熱量。（還可以是做功）在不做功的狀況下，物體汲取或放出熱量，肯定會引起內(nèi)能的變更。物體汲取熱量，內(nèi)能增加；物體溫度的變更物體溫度的變更肯定會引起內(nèi)能的變更。物體溫度上升，內(nèi)能增加；物體內(nèi)能的變更不肯定引起溫度的變更。內(nèi)能增加，溫度不肯定上升。（晶體熔化）2、熱值和比熱容、熱機效率：比熱容熱值熱機效率物理意義表示不同的物質(zhì)汲取（或放出）的本事特性的物理量表示燃料燃燒放熱本事特性的物理量表示燃料在熱機中能量利用凹凸的物理量定義肯定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度上升時汲取的熱量與它的質(zhì)量和上升的溫度乘積之比，叫做這種物質(zhì)的比熱容某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量（或體積）之比叫這種燃料的熱值熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率公式或單位J/（kg?℃）J/kg或J/m3無理解比熱容是物質(zhì)的一種特性，只有物質(zhì)的種類、狀態(tài)有關(guān)，與Q、m、Δt等無關(guān)，即同種物質(zhì)的比熱容不會變更熱值是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的m、V、燃燒狀況等無關(guān)熱機效率是熱機性能的重要指標，熱機效率越高，說明在做功同樣多的狀況下，消耗的燃料少二、熱值、熱量、比熱容及其熱機效率的計算1、利用比熱容計算熱量：Q=cmΔt表示溫度的變更量，單位是℃，表示質(zhì)量，單位是kg表示比熱容，單位是J（kg·℃）表示熱量，單位是J（1）升溫時Δt=t-t0，降溫時Δt=t0-t，審題時肯定要看清是“上升了”還是“上升到”，“上升了”已知的是Δt，“上升到”已知的是“t”。（t表示末溫，t0表示初溫）。（2）在求水的末溫時，需先求Δt，留意在一標準大氣壓下，水最高溫度達到100℃。（3）熱量的多少與比熱容c、質(zhì)量m、和溫度變更都有關(guān)系，而比熱容與熱量Q、質(zhì)量m、和溫度變更都無關(guān)，留意二者的區(qū)分。（4）當某種物質(zhì)降溫放出熱量時用Q放=cmΔt，而不能用燃料燃燒放出熱量Q放=mq，肯定要留意二者的區(qū)分。（5）利用變形公式可以計算:①質(zhì)量：；②溫度變更，進而求初溫或末溫：。2、利用熱值計算熱量公式：Q=mq或Q=qV(氣體)（1）對于氣體燃料燃燒放出熱量的計算公式，是用Q=mq還是Q=qV，取決于q的單位是J/kg還是J/m3或J/L。（2）燃料燃燒放出熱量的多少由燃料的質(zhì)量（或體積）、熱值的大小以及燃燒狀況有關(guān)，而熱值與熱量Q、質(zhì)量m（或V）無關(guān)，留意二者的區(qū)分。3、熱機效率的計算：（1）熱機所做的有用功往往是熱機對外的牽引力F使得熱機在水平方向上通過肯定的距離s，當勻速運動時，牽引力F與阻力f相等，于是有W有用=Fs=fs；（2）Q放是燃料燃燒放出的熱量Q放=mq或Q放=Vq，所以熱機效率公式可變形為：或。4、熱效率計算：（1）有效利用的熱量與燃料完全燃燒釋放的總能量的比值,就是熱效率。（2）公式：或。一、中考題型分析中考中，熱值、熱量、比熱容及其熱機效率的理解以選擇題、填空題形式考查，而計算則以填空題、計算題形式考查，大約在考試中占2—6分。二、典例精析★考點一：熱值、熱量、比熱容及其熱機效率的理解◆典例一：（2024臨沂）關(guān)于溫度，熱量和內(nèi)能，下列說法正確的是（）A．0℃的冰塊內(nèi)能為零 B．溫度高的物體含有的熱量多C．熱傳遞的方向由內(nèi)能大小確定 D．物體汲取熱量溫度不肯定上升【答案】D【解析】任何物體都有內(nèi)能，0℃的冰塊也具有內(nèi)能，A錯誤；熱量是過程量，不能說物體含有熱量，B錯誤；發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差，熱量總是從高溫物體傳向低溫物體，跟內(nèi)能多少無關(guān)，C錯誤；物體汲取了熱量，內(nèi)能肯定增加，但溫度不肯定上升，例如晶體的熔化過程，D正確。故選D。◆典例二：（2024西藏）以下操作中，相應物理量的數(shù)值前后發(fā)生變更的是（）A．一根導線剪掉一半，剩下導線的電阻B．一杯牛奶喝掉一半，剩下牛奶的密度C．一桶汽油燃燒掉一半，剩下汽油的熱值D．一瓶水喝掉一半，剩下水的比熱容【答案】A【解析】導體的電阻與其長度、橫截面、材料等有關(guān)，若一根導線剪掉一半，則剩下導線的電阻發(fā)生變更，A符合題意；物體的密度隨溫度、壓力的變更而變更，但不隨物體自身的質(zhì)量或體積的變更而變更，則剩下牛奶的密度不變，B不符合題意；熱值是指單位質(zhì)量（或體積）的燃料完全燃燒時所放出的熱量，一桶汽油燃燒掉一半，剩下汽油的熱值不變，C不符合題意；比熱容是物質(zhì)的一種特性，反映了物質(zhì)吸熱和放熱實力的大小，與無物質(zhì)種類和狀態(tài)有關(guān)，與質(zhì)量無關(guān)，一瓶水喝掉一半后剩下水的比熱容不變，D不符合題意。故選A。★考點二：熱值、熱量、比熱容及其熱機效率的計算◆典例一：（2024大連）近幾年來，大連市民接連運用上了平安、清潔的自然氣。某用戶在運用自然氣灶加熱水時，完全燃燒了0.05m3的自然氣，將3kg的水從20℃加熱到80℃。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg?℃)，自然氣的熱值是3.6×107J/m3。求：(1)自然氣完全燃燒放出的熱量是多少？(2)水汲取的熱量是多少？(3)該自然氣灶加熱這些水的效率是多少？【答案】(1)1.8×106J；(2)7.56×105J；(3)42%【解析】(1)自然氣完全燃燒放出的熱量Q放=Vq=0.05m3×3.6×107J/m3=1.8×106J；(2)水汲取的熱量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg?℃)×3kg×（80℃-20℃）=7.56×105J；(3)該自然氣灶加熱這些水的效率?！舻淅海?024哈爾濱有改動）我們生產(chǎn)、生活中利用的能量，追根溯源，大都來自太陽。（1）一個太陽能熱水器的容量為80L,裝滿水后，使這些水的溫度從10℃上升至40℃，則水須要汲取多少熱量？（2）一輛太陽能汽車接收到4×107J的光能。其中有8%用于汽車的牽引力做功，若勻速行駛時汽車的牽引力為200N，這輛汽車能勻速行駛多遠？【答案】（1）1.008×107J（2）16km【解析】（1）水的體積V水=80L=80dm3=0.08m3，由可得水的質(zhì)量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.08m3=80kg，水汲取的熱量Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/(kg?℃)×80kg×（40℃-10℃）=1.008×107J；（2）汽車的牽引力做功W=E×8%=4×107J×8%=3.2×106J，由W=Fs可得這輛汽車能勻速行駛的距離。1、（2024海南）椰雕是用經(jīng)過處理的椰子殼雕刻的藝術(shù)品，海南的椰雕工藝被列入國家非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，如圖所示工藝師正在進行椰雕雕刻。一個處理后的椰子殼假設(shè)質(zhì)量分布勻稱，經(jīng)過雕刻之后，椰子殼的（）

A．質(zhì)量變小 B．熱值變小 C．密度變小 D．比熱容變小【答案】A【解析】一個處理后的椰子殼假設(shè)質(zhì)量分布勻稱，經(jīng)過雕刻之后，椰子殼所包含的物質(zhì)的量發(fā)生變少，即椰子殼的質(zhì)量變小，而熱值、密度、比熱容沒有發(fā)生變更，故正確。故選A。2、（2024廣安）下列關(guān)于溫度?熱量和內(nèi)能的說法，正確的是（）A．發(fā)生熱傳遞時，溫度總是從高溫物體傳遞給低溫物體B．在相同溫度下，1kg的水比1kg的冰含有的熱量多C．一塊0℃的冰熔化成0℃的水，內(nèi)能增大D．物體溫度上升，內(nèi)能肯定增加，肯定要汲取熱量【答案】C【解析】發(fā)生熱傳遞時，傳遞的是熱量而不是溫度，A錯誤；熱量是過程量，不能說“含有熱量”，B錯誤；一塊0℃的冰熔化成0℃的水后，汲取熱量，溫度不變，內(nèi)能增加，C正確；物體溫度上升，內(nèi)能增加，可能是外界對物體做功，D錯誤。故選C。3、（2024無錫）煤炭是一種重要能源。為推斷煤炭品質(zhì)的優(yōu)劣，最科學的方法是檢驗煤炭的（）A．比熱容 B．密度 C．熱值 D．溫度【答案】C【解析】熱值是燃料的一種特性，單位質(zhì)量的煤完全燃燒時所釋放出的熱量越大，說明該煤的熱值越大，即是優(yōu)質(zhì)煤炭，故選C。4、（2024呼和浩特）用同一酒精燈分別給質(zhì)量相等的甲、，乙兩種物質(zhì)加熱，依據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制如圖所示圖象，由圖可知（）A．甲物質(zhì)的溫度比乙物質(zhì)溫度上升的快，甲物質(zhì)的比熱容大于乙物質(zhì)的比熱容B．甲物質(zhì)的溫度比乙物質(zhì)溫度上升的快，甲物質(zhì)的比熱容小于乙物質(zhì)的比熱容C．甲物質(zhì)的溫度比乙物質(zhì)溫度上升的慢，甲物質(zhì)的比熱容大于乙物質(zhì)的比熱容D．甲物質(zhì)的溫度比乙物質(zhì)溫度上升的慢，甲物質(zhì)的比熱容小于乙物質(zhì)的比熱容【答案】B【解析】由圖分析可知，相同的時間內(nèi)，甲物質(zhì)的溫度比乙物質(zhì)溫度上升的高；用同一酒精燈分別給質(zhì)量相等的甲、乙兩種物質(zhì)加熱，甲、乙兩種物質(zhì)在相同時間里汲取的熱量是一樣的，依據(jù)公式Q吸=cmΔt探討可知，汲取相同的熱量，甲物質(zhì)升溫高，因此甲物質(zhì)比熱容比乙物質(zhì)比熱容小，B正確。故選B。5、（2024甘孜）下列關(guān)于熱值和熱機效率的說法，正確的是（）A．使燃料燃燒更充分，可以增大熱值B．使燃料燃燒更充分，可以提高熱機效率C．柴油機的熱機效率通常為100%D．燃料燃燒釋放的熱量越大，熱值越大【答案】B【解析】熱值是燃料的特性，與燃燒狀況無關(guān)，A錯誤；使燃料燃燒更充分，可以增大有效利用的能量，提高熱機的效率，B正確；任何機器的做功時都不行避開的做額外功，效率不行能達到100%，C錯誤；熱值是燃料的特性，與放出熱量的多少無關(guān)，D錯誤。故選B。6、（2024綿陽）川人愛吃辣，色香味俱佳的紅油辣子是川人家常必備。紅油辣子制作關(guān)鍵是對油溫的限制，用菜油制作紅油辣子的最佳溫度為150℃。用沼氣將0.1kg菜油從室溫17℃加熱到制作紅油辣子的最佳溫度，則菜油汲取了_______J的熱量，燃燒了________m3的沼氣。已知沼氣燃燒釋放的熱量有50%被菜油汲取，沼氣熱值取1.9×107Ｊ/m3，取ｃ菜油=2.0×103J·（kg·℃）-1?！敬鸢浮?.66×1042.8×10-3【解析】采油汲取的熱量為Q=cm（t-t0）=2.0×103J/(kg?℃)×0.1kg×（150℃-17℃）=2.66×104J；燃燒沼氣須要釋放的熱量為Q=2.66×104J/50%=5.32×104J，須要燃熱的沼氣體積為。7、．（2024黃石）可燃冰是一種新能源，它是水和自然氣在高壓低溫下形成的類似冰狀結(jié)晶物質(zhì)，主要成分是甲烷，我國可燃冰的開采技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，用燃氣鍋爐燒水時，將500kg初溫20℃的水加熱到100℃，共燃燒了0.1m3的可燃冰，這個過程中水汲取的熱量為______J。完全燃燒0.1m3可燃冰放出的熱量為______J，燃氣鍋爐燒水時的效率為______。[c水=4.2×103J/（kg·℃），可燃冰熱值q=6.0×109J/m3]【答案】1.68×1086.0×10828%【解析】水汲取的熱量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(100℃-20℃)=1.68×108J；完全燃燒0.1m3可燃冰放出的熱量Q放=Vq=0.1m3×6.0×109J/m3=6.0×108J；燃氣鍋爐燒水時的效率。8、（2024銅仁）質(zhì)量為1.4kg的干木柴完全燃燒釋放的熱量為________J，假如這些熱量的50%被質(zhì)量為50kg的水汲取，則水的溫度將上升_______℃。[已知：干木柴的熱值為1.2×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]【答案】1.68×10740【解析】質(zhì)量為1.4kg的干木柴完全燃燒釋放的熱量Q放=mq=1.4kg×1.2×107J/kg=1.68×107J；水汲取的熱量Q吸=Q放×50%=1.68×107J×50%=8.4×106J，水上升的溫度。9、（2024百色）如今太陽能熱水器已走進了千家萬戶，某家庭太陽能熱水器某天內(nèi)接收太陽能的總熱量為2.52×107J，使質(zhì)量為80kg、初溫為20℃的水溫度上升到50℃，求：(1)已知干木柴的熱值為q＝1.2×107J/kg，若由燃燒干木柴來供應2.52×107J的熱量須要完全燃燒多少千克干木柴？(2)這天該太陽能熱水器中的水汲取的熱量是多少？[水的比熱容為c＝4.2×103J/（kg·℃）](3)該太陽能熱水器的效率是多少？【答案】(1)2.1kg；(2)1.008×