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2019年中考物理一轮复习新突破:专题14 热量计算(解析版和原卷版)

ID:114905 2019年04月22日 资料纠错 有奖上传 收藏
【内容简介】    热量计算的考点有物体吸收或放热、燃料完全燃烧放出热量、热平衡方程及其热效率。中考物理试卷中题型涉及选择题、填空题和综合应用题。特别是近几年中考涉及的热量计算试题难度不大,但今后解决创新试题就需要有扎实的基础知识,同时还需要掌握一些科学方法,复习过程中知道常考的知识点,常考的题型的解析是非常重要的。 一、热量计算常考点 考点1:物体吸收或放出热量的公式 ①计算物体吸收热量的公式为:Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t。 ②计算物体放出热量的公式为:Q放=cm(t0-t)=cm⊿t。 其中,Q吸表示吸收热量,单位是J;c表示物体比热容,单位是J/(kg·℃);m表示质量,单位是kg;t0表示物体初始温度,单位是℃;t表示物体后来的温度,单位是℃。⊿t=t-t0表示物体升高了的温度。⊿t=t0-t,表示物理降低了的温度。 考点2:燃料完全燃烧放出热量的公式 ①燃料完全燃烧释放出的热量公式为:Q放=mq。 ②气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为:Q放=qV。推导过程如下: 说明:①中的公式对固体、液体、气体、均适用。②只对气体适用。两个公式的得出都是根据热值的定义式得到的。 其中,Q放表示燃料完全燃烧放出的热量,单位是J;q表示燃料的热值,单位是J/kg;m表示质量,单位是kg。V表示体积,单位是m3。 考点3:热平衡方程 热平衡方程为:Q放=Q吸。 高温物体和低温物体混合达到热平衡时,高温物体温度降低放出的热量等于低温物体温度升高吸收的热量。这时Q放=c1m1(t01-t),Q吸=c2m2(t-t02)。燃料完全燃烧放出的热量等于另外物体吸收的热量。这时Q放=qm1,或者Q放=qV,Q吸=cm2(t-t0)。电热器通电流放出的热量等于另外物体吸收的热量,这时Q放=I2Rt(焦耳定律公式),Q吸=cm(t-t0)。利用热平衡方程可以求解很多问题,有时结合比例式,解题更简单。 考点4:热效率公式 (1)热机的效率:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。热机的效率是热机性能的一个重要指标。汽车发动机的效率、飞机发动机的效率、轮船发动机的效率均属于热机的效率,其公式为:η=。 (2)炉具的热效率:天然气燃烧放出的热量是炉具提供的总热量,Q总=Q放,水吸收的热量是有用的热量Q有=Q吸,则η=。 (3)电热水器的效率:电热丝所产生热量为Q总,总=Q放,水需要吸收热量为Q有,有=Q吸,则η=。 二、热量计算题的思维方法和解题技巧 首先阅题、思题,找出物体原来的温度t。和升高到的温度(或降低到的温度)t,看看物体的质量m是多少,查查物质的比热容是多少,或者对常见的物质(如水)的比热容记住即可,有时题中或试卷前给出。对这些物理量做到心中有数。 然后对物体温度升高的情况,可用公式Q吸=cm(t-to)列出方程,代入数值和单位求出物体应吸收的热量;对物体温度降低的情况,可用公式Q放=cm(to-t)列出方程,代入数值和单位求出物体应放出的热量。对于燃料燃烧的问题,可用公式Q放=mq求解燃料燃烧放出的热量。 (1)如果题中物体吸热的多少是由电阻放热提供,那么放出的热量可用焦耳定律Q放=I2Rt求出,利用Q吸=Q放建立方程,将把电学量与热学量紧密联系起来。 (2)如果题中物体吸热只吸收了电阻放热的80%,则可列方程Q吸=80%Q放,所求量一定在此方程中,用电器的效率问题也可迎刃而解。 (3)如果物体吸收的热量完全由另外燃料燃烧获得,则可用Q吸=cm(t-to)和 Q放=mq结合 Q吸=Q放来求出所要的物理量。 (4)如果物体吸收的热量只吸收了燃料完全燃烧的80%,则可列方程Q吸=80%Q放,燃料的热效率问题也可迎刃而解。 (5)其它方面与热有关的问题按以上思路都会找到解题技巧。 注意:在计算时,题中各个物理量要一一对应,并且都要化为国际单位。 三、考点典型实例及其解析 1.利用物体吸热公式Q吸=cm(t-to)解决的热学计算题 【例题1】当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了,如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里,能将8 ℃、100 L水加热到38 ℃。请解答:在此过程中,水吸收了多少热量?[水的比热容为4.2×103J/(kg℃),水的密度为1.0×103 kg/m3]   【答案】1.26×107 J 在此过程中,水吸收的热量 Q 吸=cm(t﹣t0) =4.2×103 J/(kg•℃)×100 kg×(38 ℃﹣8 ℃) =1.26×107 J。 2.利用物体吸放热公式Q放=cm(to-t)解决的热学计算题 【例题2】夏天,小红将一瓶质量为0.5 kg的矿泉水放入电冰箱的冷藏室,矿泉水的温度由37 ℃降至7 ℃,此瓶矿泉水         热量(选填“吸收”或“放出”),热量为          J。[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)] 【答案】放出  6.3×104 【解析】物体的温度从高温到低温的过程,需要放出热量,所以第一个空填写“放出”。具体放出多少热量,由放热公式Q放=cm(t0-t)得到 Q 放=cm(t0-t)= 4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(37 ℃-7 ℃)=6.3×104 J 所以第二个空填写6.3×104。 3.利用热值公式Q放=qm1,或者Q放=qV解决的热学综合计算题 【例题3】用煤气灶烧水时,燃烧1kg的煤气,使100kg的水从20℃升高到70℃,则水吸收的热量是  J,煤气完全燃烧放出的热量是  J(q煤气=4.2×107J/kg) 【答案】2.1×107;4.2×107. 【解析】利用吸热公式Q吸=cm(t-t0)可以求水吸收的热量。利用燃料完全燃烧放出的热量的计算公式Q放=mq可以求煤气完全燃烧放出的热量。 (1)水吸收的热量: Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(70℃﹣20℃) =2.1×107J; (2)1kg煤气完全燃烧放出的热量: Q放=mq=1kg×4.2×107J/kg=4.2×107J. 4.利用热效率公式η=解决的热学综合计算题 【例题4】燃气灶烧水时,把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了0.02m3天然气(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103J/(kg.℃),天然气的热值为8.4×107J/m3。求:(1)水吸收的热量;(2)天然气完全燃烧放出的热量;(3)燃气灶烧水时的效率。 【答案】(1)6.72×105J(2)1.68×106J(3)40%。 【解析】利用吸热公式求出水吸收的热量。利用热值公式求出天然气完全燃烧放出的热量。利用热效率公式求出燃气灶烧水时的效率。 (1)水吸收的热量: Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J   5.利用图像结合热学公式解答的热学综合计算题 【例题5】某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10kg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6min内完全燃烧了2kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤的热值约为3×107J/kg。求:        (1)煤完全燃烧产生的热量; (2)经过6min时间加热,水所吸收的热量; (3)煤炉烧水时的热效率。 【答案】(1)6×107J(2)2.52×106J(3)4.2%。 【解析】根据热值公式能直接求出煤完全燃烧产生的热量;在图像获得信息是经过6min时间加热,水的温度从20℃升高到80℃,也就是温度升高了60℃.根据吸热公式很方便求得水所吸收的热量;根据热效率公式求得煤炉烧水时的热效率。 (1)煤完全燃烧产生的热量为 Q 放=m煤q=2kg×3×107J/kg=6×107J   6.热学综合计算题 【例题6】某款新型电动轿车,每充电一次,锂离子电池储存的能量为50kW•h,可供该车连续行驶300km,其最高车速可达120km/h。 (1)电动轿车的顶部向上凸起,当它高速行驶时,车顶的气压比车底的气压  。 (2)若该车以108km/h的速度匀速行驶10min,通过的路程是多少? (3)该车连续行驶100km消耗的电能相当于完全燃烧多少升柴油产生的热量。(q柴油=4.3×107 J/kg,ρ柴油=0.85×103 kg/m3,计算结果保留两位小数) 【答案】(1)小; (2)该车以108km/h的速度匀速行驶10min,通过的路程为18km; (3)该车连续行驶100km消耗的电能相当于完全燃烧1.65L柴油产生的热量。          【解析】依据流体压强与流速的关系来分析解答:流体流速越大的位置,其压强越小;知道汽车速度和行驶时间,利用s=vt求汽车行驶的距离;根据题意求出该车连续行驶100km消耗的电能,再根据Q放=W=mq求出相当于完全燃烧柴油的质量,最后根据ρ=求出相当于完全燃烧柴油的体积。 (1)轿车的形状上面凸起、下面平直,车高速行驶时带动空气流动,车的上方空气流速快、压强小,车的下方空气流速慢、压强大; (2)根据v=可知, 该车以108km/h的速度匀速行驶10min,通过的路程为:s=vt=108km/h×h=18km; (3)由题意有,行驶100km消耗的电能: W=×50kW•h=kW•h=×3.6×106J=6×107J, 依题意有,Q放=W, 由Q放=mq可得,完全燃烧柴油的质量: m==≈1.4kg, 由ρ=可得,完全燃烧柴油的体积: V==≈1.65×10﹣3m3=1.65L。 热量计算专题同步训练题及其解析 1.水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),1kg水温度从50℃降低到20℃,放出的热量是(   ) A.4.2×103J       B.8.4×104J       C.1.26×105J       D.2.1×105J 【答案】C 【解析】题中已给出比热容c、质量m、初温t0、降低后的温度t,求解放出热量Q放可以直接根据公式Q放=cm(t0-t)。 2.截止到2018年,全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。每辆汽车每年耗油1.8t,这些汽油完全燃烧放出的热量为     J(q汽油=4.6×107J/kg)。当汽车从身边经过时,我们会闻到汽油味,说明汽油分子在不停地做     。 【答案】8.28×1010;无规则运动。 【解析】第一个空是利用燃料完全燃烧放出热量的公式Q放=qm命制的试题。汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg,汽油的质量m=1.8t=1.8×103kg,应用公式直接代入数值计算即可。 3.在一标准大气压下,把体积为2L,温度为20℃的水烧至沸腾,水至少需要吸收      J的热量。若不计热量损失,需要燃烧      kg干木柴(q干木柴=1.2×107J/kg)。 【答案】6.72×105;5.6×10-2。 【解析】第一个空根据密度公式求出水的质量,然后直接应用吸热公式计算即可。第二个空属于利用燃料完全燃烧放出热量的公式Q放=qm命制的试题,需要对公式进行灵活变形。

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资料作者:吴晓娟

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