中考物理-热量计算类

热量计算类用热学规律进行有关的计算，需用吸收的热量的公式Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t；放出的热量的公式Q放=cm(t0-t)=cm⊿t；燃料完全燃烧放出的热量的计算公式：Q放=mq；炉子的热效率公式η=Q吸/Q放。而对初中热学综合计算题的解决就需要把以上提到的公式或者规律中的两个或者多个结合起来，也常常应用热平衡方程为Q放=Q吸。所以对于初中生，在中考时常常出现热学综合计算题。这样的题能考查学生多个知识点，是评价学生综合能力的好素材。本文就初中热学综合计算题考法，结合多年来对全国各省市中考题的研究进行归纳总结，对不同考题在解法上进行分析指导。知识点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。知识点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。知识点3：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。知识点4：解答与热量相关的综合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。【例题1】（2020安徽）某同学家使用燃气热水器，平均每天需将100kg的水从18℃加热到58℃。若天然气完全燃饶放出热量的70%被水吸收，则热水器平均每天消耗天然气________m³。[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，q天然气=4.0×107J/m³]。【对点练习】假如完全燃烧0.2m3天然气放出的热量全部被100kg初温为25℃的水吸收，可以使水的温度升高到________℃[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4.2×107J/m3]。【例题2】（2020山东聊城）小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时。把50kg的水从20℃加热到54℃，天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3，已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3。求：(1)水吸收的热量；(2)消耗的天然气完全燃烧故出的热量；(3)该热水器的效率。【对点练习】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：温度/℃时间/min024620507080（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。【对点练习】（2019•泰安）某载重汽车自重12t，车轮与地面的总接触面积为0.5m2，汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，柴油发动机的功率为210kW，每行驶43s消耗柴油700g，柴油的热值为4.3×107J/kg。下列说法中（）①完全燃烧700g柴油放出的热量为3.01×109J②该柴油发动机效率为30%③汽车的牵引力为1.05×104N④若公路所能承受的最大压强为8×105Pa，汽车最多能装载40t的货物A．只有①②正确B．只有③④正确C．只有①③正确D．只有②③正确一、选择题1．（2018苏州）小李家使用的燃气热水器，将30kg的水从20℃加热到45℃，消耗了0.15m3的天然气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg℃），天然气的热值为4×107J/m3，则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是（）A．水吸收的热量与水的末温成正比B．水吸收的热量是3.15×105JC．热水器的能量转化效率是52.5%D．热水器的能量转化效率与环境温度无关2．（2019武汉）某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（）①汽车行驶速度是20km/h②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J③汽车牵引力做功的功率是30kW④汽车发动机的效率是20%A．只有①和②B．只有②和③C．只有①和④D．只有②和④二、填空题3．（2020黑龙江龙东农垦森工）小明在燃气灶上煲汤，将质量为2kg、初始温度为20℃的汤，升高了80℃，汤吸收了J的热量，这是通过方式来改变汤的内能。[汤的比热容为4×103J/kg•℃）4.（2020江苏连云港）沿海地区昼夜温差比内陆地区昼夜温差小是因为水______。质量为10kg的水温度升高20℃所吸收热量为______J（c水=4.2×103J/（kg·℃））。5.（2020山东泰安）质量相同的水、沙石和铜（已知c水＞c沙石＞c铜），放出了相同的热量，温度下降最大的是______。6．（2020苏州）某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是J．热水器烧水的效率是。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4×107J/m3]7．（2019•宜宾）我们每天都在产生大量垃圾，合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题。某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107J/kg，则这些燃油完全燃烧放出的热量为J，燃料油燃烧时发热，燃料油的化学能转化为能。8．（2019•眉山）发动机是汽车的核心部件，某汽车发动机是以92号汽油为燃料的内燃机，其一个工作循环的四个冲程如图所示，表中给出了发动机的相关数据（空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比）。1min内完成的工作循环数2400次汽缸内汽油和空气混合气体的密度1.3kg/m3汽缸的工作容积2.0L汽油的热值4.6×107J/kg发动机最大功率82.8kW空燃比12：1单缸四冲程内燃机完成一个工作循环时，图中四个冲程的顺序是，燃料完全燃烧放出的热量的是J。9.（2019•淄博）小红在实验室用酒精把质量是150g，初温是60℃的水加热到100℃，则水吸收的热量是J；若不计热损失，至少需要燃烧g酒精。[c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3.0×107J/kg]。10．（2020•青岛模拟）质量之比为2：3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7：5时，升高的温度之比为6：5，则甲、乙的比热容之比为。11．（2019•枣庄模拟）新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶装10kg液化气，液化气的热值取4.2×107J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是J，若放出的热量有40%被水吸收，在标准大气压下可把kg的水从20℃加热至沸腾。[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。12.（2019安徽省）假如完全燃烧0.2m3天然气放出的热量全部被100kg初温为25℃的水吸收，可以使水的温度升高到________℃[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4.2×107J/m3]。13．（2019湖北滨州）用液化气灶烧水，把1.5kg初温为20℃的水加热到100℃，需要吸收的热量为J．若上述过程中完全燃烧了0.021kg液化气，且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为J/kg。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]14.（2019贵州黔东南）小王路过加油站时闻到了汽油的气味，这是汽油分子作，汽油属于（选填“可再生”或“不可再生”）能源；将质量为100kg、初温为20℃的水加热到40℃，水吸收了J的热量[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。15．（2019•赤峰）利用先进工艺和科学方法，可以使垃圾变废为宝。若从1吨垃圾中能提炼出140kg燃料油，燃料油的热值为4.5×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为J，这些热量可以使kg的水温度升高50℃．[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]16．（2019•凉山州）现有0.028kg酒精，完全燃烧释放的热量为J，若这些热量完全被水吸收，可以使10kg的水，温度从20℃升高到℃[q洒精＝3×107J/kg，c水＝4.2×l03J/（kg•℃）]17.（2020•济宁模拟）将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中（如图所示），通过方式改变牛奶的内能，图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为J．[c牛奶=4.2×103J/（kg•℃）]18．（2019•东营）汽车在平直公路上匀速行驶9.2km，消耗燃油1kg，已知汽车的牵引力是2000N，则汽车发动机的效率是。（燃油热值取4.6×107J/kg）19．（2019•荆州）2018年4月25日上午，习近平总书记来到荆州港码头乘船，沿江察看荆江两岸生态环境和发展建设情况，强调长江经济带建设要“共抓大保护，不搞大开发”。合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下，1t生活垃圾能“榨”出140kg燃料油。若燃料油的热值为4.0×107J/kg，某城镇每天产生50t生活垃圾，则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为J．在一个标准大气压下，这些热量的30%被500m330℃的水吸收，则水温能升高℃．[c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3]20．（2019•苏州）如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃。此过程的能量转化方式与汽油机的冲程相同。某效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了4kg汽油，该汽油机对外做的机械功为J．（汽油热值为4.6×107J/kg）三、综合计算题21.（2020天津）小华在天津的家中用电热水壸烧水，