熱量計(jì)算復(fù)習(xí)專題

（二）熱量計(jì)算復(fù)習(xí)專題課件制作：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：J；c：物質(zhì)的比熱容，單位：焦耳每千克攝氏度，符號：J/（kg·℃）；m：物質(zhì)的質(zhì)量，單位：千克，符號：kg；t：物質(zhì)吸收熱量后的溫度（終末溫度）；單位：攝氏度，符號：℃；t0：物質(zhì)吸收熱量前的溫度（初始溫度）。單位：攝氏度，符號：℃。(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：J；c：物質(zhì)的比熱容，單位：焦耳每千克攝氏度，符號：J/（kg·℃）；m：物質(zhì)的質(zhì)量，單位：千克，符號：kg；t：物質(zhì)吸收熱量后的溫度（終末溫度）；單位：攝氏度，符號：℃；t0：物質(zhì)吸收熱量前的溫度（初始溫度）。單位：攝氏度，符號：℃。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：J；m：燃料的質(zhì)量，單位：千克，符號：kg；q：燃料的熱值，單位：焦耳每千克，符號：J/kg。Q放=mqq：燃料的熱值，單位：焦耳每立方米，符號：J/m3。（2）以體積來衡量燃料的多少時(shí)：Q放=VqQ放：燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量，單位：焦耳，符號：J；V：燃料的體積，單位：立方米，符號：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：J。η：熱機(jī)效率；W有用：熱機(jī)用來做有用功的那部分能量，單位：焦耳，符號：J；η=W有用Q放對比參考：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：（1）在炎熱的盛夏，湖水溫度每升高1℃，就可從周圍市區(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，對城區(qū)的環(huán)境有什么好處？（要求寫出兩點(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℃，可從周圍市區(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，小明所在的課外活動興趣小組對街上行駛的電動自行車和摩托車做了一個(gè)調(diào)查，下表中所列的是某品牌電動自行車和摩托車的部分技術(shù)參數(shù)：電動自行車摩托車最高車速≤20km/h最高車速≤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電動機(jī)效率75%發(fā)動機(jī)效率30%最大騎行噪聲≤62dB行駛噪聲≥90dB（1）假設(shè)給電動自行車的蓄電池充電時(shí)，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為蓄電池的化學(xué)能。那么，電動自行車每行駛1km電動機(jī)平均做的有用功大約是多少？當(dāng)自行車以最高車速勻速行駛時(shí)，電動機(jī)的功率大約是多大？（2）摩托車每行駛1km大約要消耗多少能量？（3）與摩托車相比，電動自行車有哪些優(yōu)勢？（說出一個(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，小明所在的課外活動興趣小組對街上行駛的電動自行車和摩托車做了一個(gè)調(diào)查，下表中所列的是某品牌電動自行車和摩托車的部分技術(shù)參數(shù)：電動自行車摩托車最高車速≤20km/h最高車速≤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電動機(jī)效率75%發(fā)動機(jī)效率30%最大騎行噪聲≤62dB行駛噪聲≥90dB（1）假設(shè)給電動自行車的蓄電池充電時(shí)，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為蓄電池的化學(xué)能。那么，電動自行車每行駛1km電動機(jī)平均做的有用功大約是多少？當(dāng)自行車以最高車速勻速行駛時(shí)，電動機(jī)的功率大約是多大？（2）摩托車每行駛1km大約要消耗多少能量？（3）與摩托車相比，電動自行車有哪些優(yōu)勢？（說出一個(gè)方面）（汽油的密度：0.71×103kg/m3；汽油的熱值：4.6×107J/kg）解：(1)電動自行車每行駛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)電動自行車以最高時(shí)速行駛時(shí)，電動機(jī)的功率為：P=W/t=20W總/h=0.24kW=240W·······································（1分）(2)摩托車每行駛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)電動自行車的優(yōu)勢有：噪聲小，污染小，能耗低。（1分）

（09·28）氫能被視為未來的理想清潔能源。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)能小轎車每百公里耗油量可以降到5L，則這種節(jié)能小轎車每百公里消耗的汽油是多少kg?（2）如果汽車發(fā)動機(jī)使用氫能源來工作，效率可以達(dá)到60%。若一輛氫能源小轎車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年上海世博會通過大面積推廣應(yīng)用太陽能等以低能耗、低污染、低排放為特點(diǎn)的綠色環(huán)保技術(shù)，來體現(xiàn)“城市，讓生活更美好”的主題。如圖21所示的太陽能熱水器，它的水箱容量為120L，熱水器上的集熱器對太陽能的利用效率為40%，在與陽光垂直的地球表面上每平方米得到的太陽輻射功率約為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）這臺太陽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分太陽照射5h獲得的太陽能：

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