人教版九年级物理上册同步教学第14章 专题3 热学的综合计算.pptx

第十四章内能的利用;

热学计算的主要内容：

1．吸热与放热的计算

公式：Q吸＝cm(t－t0),Q放＝cm(t0－t)。

在热传递过程中,如不计热量损失,高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量,即Q吸＝Q放；如考虑热损失,则Q吸＝ηQ放(η＜1)。

2．关于热值的计算

公式：Q＝mq(适用于固体和液体燃料),Q＝Vq(适用于某些气体燃料)。

3．关于热机效率的计算

公式：η＝。类似地,炉子、太阳能热水器等设备利用热量的效率也可;以用公式η＝计算。;

类型一一般吸热放热问题

1．(淮安中考)质量为50kg的水温度从20℃升高到50℃吸收的热量是__________J,这些热量如果完全由煤气燃烧来提供,至少需____kg的煤气。

[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107J/kg];2．在完全隔热的装置中,用同一热源给100g水和100g油加热,其温度随时间的变化关系如图所示,100g水每分钟吸收的热量为__________J,100g油每分钟吸收的热量为____________J,油的比热容是____________J/(kg·℃)。

3．(柳州中考)天然气是柳州市民常用的一种能源。某用户用天然气将50kg的水从20℃加热到60℃。已知水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值q＝4.2×107J/m3。求：

(1)这些水升高的温度。

(2)这些水吸收的热量。

(3)加热这些水所需要天热气的体积(设天然气完全燃烧,不计热量损失)。

;解：(1)这些水升高的温度：Δt＝t－t0＝60℃－20℃＝40℃。

(2)这些水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×50kg×40℃＝8.4×106J。

(3)由题知,不计热量损失,天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Q吸＝8.4×106J,

由Q放＝Vq得,加热这些水所需要天然气的体积：

V＝＝＝0.2m3。;类型二热量的利用效率问题

4．某物理兴趣小组的同学,用煤炉给8kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线,若在4min内完全燃烧了1.4kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤的热值约为3×107J/kg。求：

(1)经过4min时间加热,水所吸收的热量。

(2)煤炉烧水时的效率。

;5．(江阴中考模拟)汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程,带动曲轴转动两圈。一台汽油机,活塞面积是50cm2,活塞行程是25cm,做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa,若飞轮的转速是2000r/min,效率为30%,求：

(1)做功冲程中,燃气对活塞的平均压力是多少？

(2)做功冲程中,平均压力做多少功？

(3)汽油机在1h内要消耗多少kg汽油？(汽油的热值为4.6×107J/kg)

;(3)因飞轮的转速是2000r/min,即飞轮1min转2000r,对外做功1000次,所以,1h内汽油机对外做功60×1000＝60000次,汽油机在1h内做的总功：W总＝60000×1000J＝6×107J,由η＝可得,汽油完全燃烧放出的总能量：Q放＝＝＝2×108J,由Q放＝mq得,完全消耗汽油的质量：

m＝＝≈4.35kg

;类型三热平衡问题

6．吃早饭的时候,妈妈用热水给小雪加热袋装牛奶,已知袋上标有250mL,为了使这袋牛奶的温度由15℃升高到35℃,妈妈至少要用100℃的热水多少千克？[设该牛奶的比热容为2.5×103J/(kg·℃),牛奶的密度为1g/cm3,不计热量损失]

;7．为了测量某种液体的比热容,把质量为100g的铜块从沸腾的水中取出(标准大气压下),迅速投入质量为100g、温度为10℃的待测液体中,混合后的共同温度是25℃,若不计热量损失,求这种液体的比热容为多少？[铜的比热容c铜＝0.4×103J/(kg·℃)]

;8．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能,在5小时的有效照射时间内,将热水器中质量为100kg、初温为26℃的水,温度升高到46℃。求：

(1)热水器中的水吸收的热量Q吸。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]

(2)热水器5小时有效照射内接收到的太阳能,相当于完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量？(天然气的热值q＝7×107J/m3)

;(2)热水器在5小时的有效照射时间内接收到的太阳能：E＝5×4.2×106J＝2.1×107J,根据题意知Q放＝E＝2