第十四章內(nèi)能的利用 專項(xiàng)訓(xùn)練：比熱容、熱值和熱效率的綜合計(jì)算 2024-2025學(xué)年人教版物理九年級(jí)全一冊(cè)

專項(xiàng)訓(xùn)練：比熱容、熱值和熱效率的綜合計(jì)算比熱容的計(jì)算1．質(zhì)量為1kg的某種物質(zhì)，溫度從20°C升高到80°C時(shí)，吸收的熱量是1.44×102．“淬火”是金屬熱處理工藝之一，即把金屬制品加熱到一定溫度后放在水、油或空氣中迅速冷卻，以提高金屬的硬度和強(qiáng)度?，F(xiàn)將一質(zhì)量為20g的鐵制品加熱到820℃，該液體的初溫是10℃，質(zhì)量是368g，鐵的比熱容為0.46×103J/（kg?℃）。求：（1）鐵制品放出的熱量。（2）該液體的比熱容。3．質(zhì)量為500g的某液體放出了3×104J的熱量后，溫度下降了30℃；若此液體放出的熱量有60%被一個(gè)質(zhì)量為2kg的金屬球吸收，求：[c金屬=0.45×103J/（kg?℃）]（1）該液體的比熱容。（2）金屬球升高的溫度。熱值、熱效率的綜合計(jì)算4．2023年第19屆亞運(yùn)會(huì)在中國杭州舉行，佛山有三位火炬手參加。此次亞運(yùn)會(huì)首次使用綠色零碳甲醇作為主火炬塔燃料，助力打造首屆碳中和亞運(yùn)會(huì)。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg?℃（1）完全燃燒400g甲醇能放出多少熱量？（2）若這些熱量的50%被質(zhì)量為50kg，初始溫度為30℃5．生物質(zhì)顆粒是利用農(nóng)林廢棄物為原材料制成的一種新型清潔燃料。燃燒1kg無煙煤可以產(chǎn)生16g的SO2，生物質(zhì)顆粒燃料燃燒時(shí)不產(chǎn)生SO2，因而可以減少對(duì)大氣的污染以及酸雨的產(chǎn)生。已知c水=4.2×103J/（kg·℃），q無煙煤=3.4×107J/kg，q生物質(zhì)=1.7×107J/kg，求：（1）若生物質(zhì)顆粒燒水效率為30%，將200kg水從15℃加熱至100℃，需生物質(zhì)顆粒的質(zhì)量；（2）這些生物質(zhì)顆粒完全燃燒放出的熱量如果由無煙煤提供，會(huì)排放多少克SO2。6．某家庭需要將50kg、20℃的水加熱到60℃作為生活用熱水，他們利用煤氣灶燒水，需燃燒0.8kg煤氣．已知煤氣的熱值q=4.2×1（1）50kg、20℃的水加熱到60℃需吸收的熱量；（2）完全燃燒0.8kg煤氣放出的熱量；（3）煤氣灶燒水的效率。7．如圖所示，現(xiàn)在的小火鍋常用一種被稱為“固體酒精”的物質(zhì)作為燃料，已知這種燃料的熱值是2.0×107J/kg，若燃燒0.1kg固體酒精，能將小火鍋中質(zhì)量為2kg的熱湯的溫度從50℃升高到100℃。[湯的比熱容近似為水的比熱容c水＝4.2×103J/(kg·℃)]求：（1）小火鍋中湯吸收的熱量；（2）完全燃燒0.1kg的“固態(tài)酒精”所釋放出的熱量；（3）這個(gè)小火鍋燒湯的效率。8．如圖是某太陽能熱水器，向其中注入50kg的水，陽光照射一段時(shí)間后，水溫從20℃升高到60℃，水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃）。試求：（1）這段時(shí)間該熱水器中的水吸收的熱量是多少？（2）如果這段時(shí)間該太陽能熱水器接收到太陽輻射的熱量是2.4×107J，則這段時(shí)間該熱水器的效率是多少？（3）若用某種煤燃燒來提供2.4×107J的熱量，需完全燃燒多少千克煤？（煤的熱值約為3×107J/kg）熱機(jī)效率的綜合計(jì)算9．我國05兩棲主戰(zhàn)坦克是世界上水上速度最快、最先進(jìn)的兩棲突擊車，重達(dá)30t，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為7.2×105W。某次執(zhí)行任務(wù)時(shí)，該坦克在平直公路上以最大功率勻速行駛3000m用時(shí)300s，消耗15kg柴油。（q柴油＝4.0×107J/kg）求：（1）坦克發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力；（2）坦克發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。10．一輛使用汽油為燃料的小汽車，在水平路面上勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率是60kW，已知汽油的熱值為q=4.6×107J/kg（1）汽車的冷卻系統(tǒng)用水來給發(fā)動(dòng)機(jī)降溫，4kg的水在冷卻系統(tǒng)中溫度升高了50°C，水吸收的熱量為多少？（2）小汽車勻速行駛23min消耗6kg汽油，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？（3）乘車出行已成為人們的日常，而綠色環(huán)保理念也逐漸深入人心，請(qǐng)你從環(huán)保的角度對(duì)汽車的綠色發(fā)展提一條合理的建議。11．參加今年國慶閱兵的運(yùn)20是我國自主發(fā)展的大型運(yùn)輸機(jī)，它的發(fā)動(dòng)機(jī)是一種熱機(jī)，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(dòng)機(jī)獲得向前的推力。若運(yùn)20在高空中飛行時(shí)在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向勻速航行1h，需要燃燒的航空煤油4800kg。已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)提供的機(jī)械功率是3.2×107W，航空煤油的熱值為4×107J/kg。試求：在這1h內(nèi)：（1）航空煤油完全燃燒放出的熱量是多少？（2）發(fā)動(dòng)機(jī)獲得水平推力F是多大？（3）該飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)效率是多大？12．2022年北京冬奧會(huì)，氫燃料客車、純電動(dòng)汽車等新能源車輛的使用比例將為歷屆冬奧會(huì)之最。如圖是氫燃料公交車在平直路面上行駛時(shí)的情景。已知c水=4.2×103J/（kg·℃），q氫=1.4×108J/kg。（1）求質(zhì)量為0.6kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量；（2）若這些熱量全部被500kg溫度為15℃的水吸收，求水升高的溫度；（3）氫燃料公交車以恒定功率勻速直線行駛，其效率為50%，燃燒0.6kg的氫燃料可使公交車行駛350s，則公交車勻速直線行駛時(shí)的功率是多少。

參考答案1．解：m=1kgt0=20°Ct=80°C由Q吸=cm(t?2．（1）解：鐵制品放出的熱量：Q放＝c鐵m鐵Δt鐵＝0.46×103J/（kg?℃）×20×10﹣4kg×（820℃﹣20℃）＝7360J；答：鐵制品放出的熱量是7360J；（2）解：不考慮周圍環(huán)境的影響和熱損失，液體吸收的熱量：Q吸＝Q放＝7360J，由Q吸＝cmΔt得該液體的比熱容：c液答：該液體的比熱容是2×103J/（kg?℃）。3．（1）解：由Q放＝cmΔt得，該液體的比熱容：C液答：某液體的比熱容為2×103J/（kg?℃）；（2）解：由題意可得，鐵球吸收的熱量：Q吸＝Q放×60%＝3×104J×60%＝1.8×104J，由Q吸＝cmΔt得，鐵球升高的溫度：Δt答：鐵球升高的溫度為20℃。4．（1）解：酒精完全燃燒放出的熱量：Q放答：完全燃燒400g甲醇能放出8.4×10（2）解：水吸收的熱量：

Q吸=ηQ放=50%×8.4×106J=4.2×答：若這些熱量的50%被質(zhì)量為50kg，初始溫度為30℃的水吸收，水吸收4.2×105．（1）解：溫差為Δt=水吸收熱量為Q生物質(zhì)顆粒燃燒放出的熱量為Q生物質(zhì)的質(zhì)量為m答：需生物質(zhì)顆粒的質(zhì)量是14kg；（2）解：需要煤的質(zhì)量為m排放的二氧化硫質(zhì)量為m答：這些生物質(zhì)顆粒完全燃燒放出的熱量如果由無煙煤提供，會(huì)排放112克SO2。6．（1）解：水吸收的熱量：

Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106J（2）解：0.8kg煤氣完全燃燒放出的熱量：

Q放=mq=0.8kg×4.2×107J/kg=3.36×107J（3）解：煤氣灶燒水的效率：η=7．（1）解：小火鍋中湯吸收的熱量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃－50℃)＝4.2×105J答：小火鍋中湯吸收的熱量是4.2×105J；（2）解：完全燃燒0.1kg的“固態(tài)酒精”所釋放出的熱量Q放＝mq＝0.1kg×2.0×107J/kg＝2.0×106J答：完全燃燒0.1kg的“固態(tài)酒精”所釋放出的熱量是2.0×106J；（3）解：這個(gè)小火鍋燒湯的效率η＝Q吸答：這個(gè)小火鍋燒湯的效率是21%。8．（1）解：水吸收的熱量Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（60℃﹣20℃）＝8.4×106J；答：這段時(shí)間該熱水器中的水吸收的熱量是8.4×106J；（2）解：熱水器的效率：η=Q答：這段時(shí)間該熱水器的效率是35%；（3）解：完全燃燒煤氣的質(zhì)量：m氣=Q答：需完全燃燒0.3千克煤氣。9．（1）解：坦克勻速行駛的速度為v=由P＝Fv可知，坦克發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為F=答：坦克發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為7.2×10（2）解：消耗的汽油完全燃燒放出的熱量為Q由P=Wt坦克發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為η＝答：坦克發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為36%。10．（1）解：水吸收的熱量為Q答：水吸收的熱量為8.4×10（2）解：汽油完全燃燒放出的熱量為Q由P=Wt發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為η=答：發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是30%；（3）解：乘車出行時(shí)多使用新能源汽車。11．（1）解：煤油完全燃燒放出的熱量為Q答：航空煤油完全燃燒放出的熱量是1.92×1011J。（2）解：該飛機(jī)水平勻速飛行的速度v＝720km/h＝200m/s由P=得，發(fā)動(dòng)機(jī)獲得的水平推力為F=答：發(fā)動(dòng)機(jī)獲得水平推力F是1.6×105N。（3）解：該飛機(jī)沿水平方向勻速航行1h，則發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為W＝Pt＝3.2×發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率為η=答：該飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱機(jī)