2019年中考物理---热量计算

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=放吸QQ。（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=总有QQ。（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=总有QQ。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℃、100L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1.0×103kg/m3]【答案】1.26×107J在此过程中，水吸收的热量Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（38℃﹣8℃）=1.26×107J。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0.5kg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=4.2×103J/(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)=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×（37℃-7℃）=6.3×104J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=放吸QQ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℃）＝6.72×105J5.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=6×107J6.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=4.3×107J/kg，ρ柴油=0.85×103kg/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．4.2×103JB．8.4×104JC．1.26×105JD．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。4.若某家庭使用功率为2000W，容积为100L的电热水器，加满水后，把初温是10℃的水加热到70℃，这些水需要吸收的热量是J，若该电热水器的效率为70%，则需要加热的时间为s[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。【答案】2.52×107；1.8×104。5．我国实现了全球首次海域可燃冰试采成功．可燃冰与石油一样都是（填“可再生”或“不可再生”）能源．1m3可燃冰可以释放出175m3的天然气，这些天然气完全燃烧释放出的热量是J；若这些热量有50%被10吨的水吸收，水的温度能够上升℃．（q天然气=3.6×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃））【答案】不可再生；6.3×109；75．【解析】不可再生能源是在短时间内无法再生的能源，常见的化石资源、矿产资源都是不可再生能源，石油是化石能源，是不可再生的；已知天然气的热值，由1m3可燃冰可以释放出175m3的天然气，可求可燃冰的热值；再利用Q放=mq可求热量；利用公式Q吸=ηQ放求水吸收的热量，知道水的比热容、质量和吸收的热量，可利用公式Q吸=cm△t计算水吸收的热量后的温度．（1）可燃冰的总量是有限的，属于不可再生能源；（2）1m3的“可燃冰”相当于的天然气的体积为：V=1×175m3=175m3，这些天然气完全燃烧产生热量：Q放=Vq=175m3×3.6×107J/m3=6.3×109J；（3）水吸收的热量：Q吸=ηQ放=50%×6.3×109J=3.15×109J