專題04解答熱學(xué)計(jì)算問題要領(lǐng)中考典型例題解析【例題1】(2021昆明模擬)將盛有涼牛奶的瓶子放在熱水中(如圖所示)，通過方式改變牛奶的內(nèi)能，圖中乙是250g牛奶與熱水的溫度隨時間變化的圖象，則牛奶在加熱過程中吸收的熱量為J．[c牛奶=4.2×103J/(kg?℃)]【答案】熱傳遞；2.1×104。【解析】(1)改變內(nèi)能的方法：一是做功，二是熱傳遞，物體放出熱量、內(nèi)能減少、溫度降低；(2)知道牛奶的質(zhì)量、比熱容，求出溫度升高值，利用吸熱公式Q吸=cm△t求牛奶吸收的熱量。給牛奶加熱的過程中，牛奶吸收熱量、內(nèi)能增加，是通過熱傳遞方式改變了牛奶的內(nèi)能；由圖乙可知，牛奶升高的溫度：△t=40℃﹣20℃=20℃，則牛奶吸收的熱量：Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×0.25kg×20℃=2.1×104J。【例題2】(2020安徽)某同學(xué)家使用燃?xì)鉄崴鳎骄刻煨鑼?00kg的水從18℃加熱到58℃。若天然氣完全燃饒放出熱量的70%被水吸收，則熱水器平均每天消耗天然氣________m3。[c水=4.2×103J/(kg?℃)，q天然氣=4.0×107J/m3]。【答案】0.6【解析】用燃?xì)鉄崴鹘o水加熱，水吸收的熱量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×(58℃-18℃)=1.68×107J燃燒天燃?xì)夥懦龅臒崃縿t每天消耗的天然氣的質(zhì)量【例題3】(2020山東聊城)小華家使用的是天然氣熱水器，他嘗試估測該熱水器的效率，以核對銘牌上的數(shù)值是否準(zhǔn)確。當(dāng)只有該熱水器使用天然氣時。把50kg的水從20℃加熱到54℃，天然氣表的示數(shù)由1365.05m3變?yōu)?365.17m3，已知水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)，天然氣的熱值q=7.0×107J/m3。求：(1)水吸收的熱量；(2)消耗的天然氣完全燃燒故出的熱量；(3)該熱水器的效率。【答案】(1)7.14×106J；(2)8.4×106J；(3)85%【解析】(1)水吸收的熱量(2)消耗的天然氣體積V=1365.17m3-1365.05m3=0.12m3消耗的天然氣完全燃燒放出的熱量(3)該熱水器的效率臨門一腳預(yù)測練一、填空題1．標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，質(zhì)量為0.5kg、溫度為70℃的水放出4.2×104J的熱量，水的溫度降低了℃[c水=4.2×103J/(kg?℃)]。【答案】20【解析】知道水的質(zhì)量、放出的熱量、比熱容，利用Q放=cm△t求水溫度降低值。由Q放=c水m△t可得，水降低的溫度：△t===20℃。2.小紅在實(shí)驗(yàn)室用酒精把質(zhì)量是150g，初溫是60℃的水加熱到100℃，則水吸收的熱量是J；若不計(jì)熱損失，至少需要燃燒g酒精。[c水=4.2×103J/(kg?℃)，q酒精=3.0×107J/kg]。【答案】2.52×104；672。【解析】知道水的質(zhì)量、水的比熱容、水的初溫和末溫，利用吸熱公式Q吸=cm△t求水吸收的熱量；由題知Q吸=Q放，再根據(jù)公式Q放=qm求出需要燃燒的酒精的質(zhì)量。水吸收的熱量：Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×0.15kg×(100℃﹣60℃)=2.52×104J，不計(jì)熱損失，Q吸=Q放=V酒精q，則V酒精===0.84×10﹣3m3。由ρ=可得，酒精的質(zhì)量m=ρV酒精=0.8×103kg/m3×0.84×10﹣3m3=0.672kg=672g。3．(2020蘇州)某燃?xì)鉄崴鲗?0kg的水從10℃加熱到60℃，完全燃燒了0.21m3的煤氣。水吸收的熱量是J．熱水器燒水的效率是。[已知水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)，煤氣的熱值為4×107J/m3]【答案】4.2×106；50%。【解析】(1)水吸收的熱量：Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg?℃)×20kg×(60℃﹣10℃)＝4.2×106J；(2)這些煤氣完全燃燒放出的熱量：Q放＝qV＝4×107J/m3×0.21m3＝8.4×106J，熱水器燒水的效率：η＝＝×100%＝50%。4.(2020江蘇連云港)沿海地區(qū)晝夜溫差比內(nèi)陸地區(qū)晝夜溫差小是因?yàn)樗甠_____。質(zhì)量為10kg的水溫度升高20℃所吸收熱量為______J(c水=4.2×103J/(kg·℃))。【答案】(1)比熱容大(2)8.4×105J【解析】(1)因?yàn)樗谋葻崛葺^大，白天，相同質(zhì)量的水和泥土比較，吸收相同的熱量，水的溫度升高的少；夜晚，放出相同的熱量，水的溫度降低的少，使得沿海地區(qū)晝夜的溫差小。(2)水吸收熱量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×20℃=8.4×105J5.(2020四川自貢市)用煤氣灶把2kg、初溫為20℃的水加熱到70℃，消耗了20g煤氣。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃)，煤氣的熱值為4.0×107J/kg，則水吸收的熱量為______J，煤氣灶燒水的效率為______。【答案】(1)4.2×105(2)52.5%【解析】(1)水吸收的熱量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(70℃-20℃)=4.2×105J(2)20g煤氣完全燃燒放出的熱量Q放=mq=20×10-3kg×4.0×107J/kg=8×105J燃?xì)庠顭男师?=52.5%6.(2020四川南充)若一輛小汽車一年行駛一萬公里，消耗1t汽油，這次汽油完全燃燒放出________J的熱量；某次行駛過程中，該汽車汽油機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速為3600r/min，在1s內(nèi)汽油機(jī)對外做功________次(q汽=4.6×107J/kg)。【答案】(1)(2)30【解析】(1)這次消耗的汽油為，根據(jù)公式可算出汽油完全燃燒放出的熱量為故汽油完全燃燒放出的熱量為。(2)該汽車汽油機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)速為，內(nèi)燃機(jī)做一次功，曲軸轉(zhuǎn)動兩次，某次行駛過程中，該汽車汽油機(jī)曲軸1s內(nèi)轉(zhuǎn)動60次，則該汽車1s內(nèi)油機(jī)對外做功30次。7.(2021河北衡水三模)水的比熱容為已知c水＝4.2×103J/(kg?℃)，天然氣的燃燒值為q天然氣＝4.2×107J/m3。完全燃燒0.2m3天然氣放出的熱量為_____,這些熱量全部被100kg初溫為25℃的水吸收，可以使水的溫度升高到________℃。【答案】8.4×106J,45【解析】根據(jù)Q吸＝cm△t△得c=Q吸/m△t，比熱容的單位由熱量單位除以質(zhì)量、溫度單位合成，即J/(kg?℃)，完全燃燒0.2m3天然氣放出的熱量：Q放＝V天然氣q＝0.2m3×4.2×107J/kg＝8.4×106J；根據(jù)Q吸＝cm△t＝Q放可知，水溫度升高值：△t＝Q吸/cm＝8.4×106J/4.2×107J/kg×100kg＝20℃，水的末溫度為：t＝t0+△t＝25℃+20℃＝45℃。8.(2021湖北濱州二模)用液化氣灶燒水，把1.5kg初溫為20℃的水加熱到100℃，需要吸收的熱量為J．若上述過程中完全燃燒了0.021kg液化氣，且只有60%的熱量被水吸收，則液化氣的熱值為J/kg。[c水＝4.2×103J/(kg?℃)]【答案】5.04×105；4×107。【解析】(1)水吸收的熱量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/(kg?℃)×1.5kg×(100℃﹣20℃)＝5.04×105J；(2)由題知，Q吸＝Q放×60%＝m液化氣q×60%，需要液化氣的體積：q液化氣＝＝＝4×107J/kg。9.(2021山東德州模擬)在“探究水沸騰時溫度變化的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，燒杯中加入200g的水，測得初始溫度為45℃．如圖所示，用酒精燈加熱一段時間后溫度計(jì)的示數(shù)為℃，則水吸收的熱量為J，這些熱量相當(dāng)于完全燃燒g酒精放出的熱量。(水的比熱容c水＝4.2×103J/(kg?℃)，酒精熱值q＝3.0×107J/kg)【答案】95；4.2×104；1.4。【解析】本題考查溫度計(jì)的讀數(shù)、吸熱公式和燃料燃燒放出熱量公式的理解和應(yīng)用，利用好條件Q放＝Q吸是關(guān)鍵。(1)由圖可知，溫度計(jì)的分度值為1℃，示數(shù)為95℃；(2)水吸收的熱量：Q吸＝c水m(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg?℃)×0.2kg×(95℃﹣45℃)＝4.2×104J。(3)由題知，Q放＝Q吸＝4.2×104J，由Q放＝mq得，需要完全燃燒酒精的質(zhì)量：m′=Q放/q=0.0014kg＝1.4g。10．(2021海南模擬)質(zhì)量之比為2：3的甲、乙兩種液體，當(dāng)它們吸收的熱量之比為7：5時，升高的溫度之比為6：5，則甲、乙的比熱容之比為。【答案】7：4。【解析】知道兩物體的質(zhì)量之比、升高的溫度之比、吸收的熱量之比，利用吸熱公式求甲乙兩物體的比熱容關(guān)系。由題知，m甲：m乙=2：3，△t甲：△t乙=6：5，Q甲：Q乙=7：5，因?yàn)镼吸=cm△t，所以===，解得：==7：4。二、綜合應(yīng)用題11．(2021武漢模擬)在“探究水沸騰時溫度變化的特點(diǎn)”實(shí)驗(yàn)中，用酒精燈給燒杯中的水加熱，燒杯中盛有20℃、質(zhì)量為100g的水，在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下加熱至沸騰，假如完全燃燒酒精3g。[水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)，酒精的熱值為3.0×107J/kg]求：(1)水吸收的熱量是多少？(2)此過程中酒精燈燒水的熱效率。(3)科學(xué)研究表明：1g100℃的水汽化成同溫度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的熱量。水開始沸騰后持續(xù)觀察沸騰現(xiàn)象，同時發(fā)現(xiàn)水的質(zhì)量減少了5g，求此過程水汽化成水蒸氣所吸收的熱量。【答案】(1)水吸收的熱量是3.36×104J；(2)酒精燈燒水的熱效率是37.3%；(3)5g，100℃的水汽化成同溫度的水蒸汽需要吸收的熱量是1.13×104J。【解析】(1)一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)為100℃，即需將水加熱至100℃，水吸收的熱量：Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×0.1kg×(100℃﹣20℃)=3.36×104J；(2)3g酒精完全燃燒釋放的熱量：Q放=mq=3×10﹣3kg×3.0×107J/kg=9×104J；酒精燈燒水的熱效率：η=×100%=×100%≈37.3%；(3)1g100℃的水汽化成同溫度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的熱量，則5g100℃的水汽化成同溫度的水蒸汽需要吸收的熱量：Q=5g×2.26×103J/g=1.13×104J。12.(2021濟(jì)南模擬)某團(tuán)隊(duì)在海拔3000多米高山上野營時，使用鐵鍋燒水，他們發(fā)現(xiàn)把體積為2L的水從10℃加熱到85℃時，共消耗了5kg的干木柴，【已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，干木柴的熱值為1.2×107J/kg】。求：(1)干木柴完全燃燒放出的熱量？(2)水吸收的熱量。(3)鐵鍋燒水的的效率。(4)他們也發(fā)現(xiàn)在高山上用鐵鍋煮馬鈴薯時，盡管鍋里的水嘩嘩地沸騰了很長時間。馬鈴薯還是煮不軟，為什么？【答案】(1)6×107J(2)6.3×105J(3)1.05%(4)見解析。【解析】(1)干木柴完全燃燒放出的熱量：Q放=qm=1.2×107×5=6×107(J)(2)水的質(zhì)量：m水=ρ水V水=1.0×103×2×10-3=2(kg)水吸收的熱量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103×2×(85-10)=6.3×105(J)(3)鐵鍋燒水的的效率：η=Q吸/Q放=6.3×105(J)/6×107(J)=1.05%(4)因?yàn)榉悬c(diǎn)隨氣壓的減小而降低，高山上氣壓小，所以水沸點(diǎn)降低，鐵鍋里的水盡管沸騰了，但是溫度比較低，馬鈴薯還是煮不軟。13.(2021天津模擬)某物理興趣小組的同學(xué)，用煤爐給10kg的水加熱，同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線。若在6min內(nèi)完全燃燒了2kg的煤，水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，煤的熱值為3×107J/kg。求：(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；(2)經(jīng)過6min時間加熱，水所吸收的熱量；(3)煤爐燒水時的熱效率。【答案】(1)6×107J；(2)2.52×106J；(3)4.2％。【