【精品】备战2021中考物理必考计算题精解精练:专题04 热学(原卷版和解析版)
【内容简介】一、有关比热容的求解:1、比热容是物质的一种特性,大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。2、水的比热容为4.2×103 J(kg•℃),表示:1 kg的水温度升高(降低)1 ℃吸收(放出)的热量为4.2×103 J。二、有关热量的求解:1、计算物体吸收热量的公式为:Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t,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。2、热量计算的一般式:Q放=cm⊿t3、应用热量的计算公式解题时,公式中各物理量的单位要统一,即比热容c的单位是J/(kg•℃),质量m的单位是kg,温度的单位是℃,热量的单位是J。三、有关热值的求解: 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:3、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。四、有关热效率的求解: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=Q放,水需要吸收热量为Q有=Q吸,则η= 。 考点一:利用公式Q吸=Cm∆t求解1.(2020秋•庐阳区校级月考)一质量是3kg、初温为590℃的铁块,当温度降到30℃时放出了7.56×105J的热量,则:(1)计算出铁的比热容;(2)餐馆里有一道美食叫“铁板牛肉”,将2kg的铁板加热到130℃,再将九成熟的牛肉片盛放在铁板上,等铁板温度降了60℃时,牛肉片已十成熟了,求铁板在此降温过程中放出的热量。【解析】解:(1)由Q放=cm(t0﹣t)得铁的比热容为:c= = =0.45×103J/(kg•℃)。(2)铁板在此降温过程中放出的热量为:Q放=cm(t0﹣t)=0.45×103J/(kg•℃)×2kg×(130℃﹣60℃)=6.3×104J。答:(1)铁的比热容是0.45×103J/(kg•℃);(2)铁板在此降温过程中放出的热量是 6.3×104J。2.(2020秋•双流区校级月考)如图是质量为200g的某物质温度随加热时间的变化图象,前10min它吸收的热量是9×103J.求该物质的比热容。 【解析】解:由图象可知,该物质10min升高温度:△t=50℃﹣20℃=30℃,由Q吸=cm△t得,该物质的比热容:c= = =1.5×103J/(kg•℃)。答:该物质的比热容为1.5×103J/(kg•℃)。考点二:利用公式Q放=qm求解3.(2020秋•鲤城区校级期中)一辆氢动力试验汽车10min内在平直路面上匀速直线行驶了12km,消耗了0.15kg的氢气。此过程中,汽车发动机的牵引力为1×103N。求:(氢气的热值取1.4×108J/kg)。(1)汽车的牵引力做的功。(2)氢气完全燃烧放出的热量。(3)汽车发动机的效率(保留一位小数)。【解析】解:(1)汽车的牵引力做功为:W=Fs=1×103N×1.2×104m=1.2×107J;(2)氢气完全燃烧放出的热量为:Q放=qm=0.15kg×1.4×108J/kg=2.1×107J;(3)汽车发动机的效率为:η= = ×100%≈57.1%。答:(1)汽车的牵引力做的功为1.2×107J;(2)氢气燃烧产生的热量为2.1×107J;(3)汽车发动机的效率为57.1%。4.(2020•聊城一模)某工厂为了测试汽车发动机的性能,让汽车以70km/h的平均速度行驶了140km,用去汽油20升,已知汽油的密度为0.7×103kg/m3,热值为4.6×107J/kg。求:(1)汽车行驶的时间;(2)消耗的汽油的质量;(3)汽油完全燃烧放出的热量。【解析】解:(1)汽车行驶的速度:v=70km/h,由v= 可得,汽车行驶时间:t= = =2h。(2)由ρ= 可得,汽油的质量:m=ρV=0.7×103kg/m3×20×10﹣3 m3=14kg。(3)汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=14kg×4.6×107J/kg=6.44×108J答:(1)汽车行驶的时间为2h;(2)消耗的汽油的质量为14kg;(3)汽油完全燃烧放出的热量是6.44×108J。考点三:利用公式Q放=qv求解5.(2020•福安市校级模拟)天然气作为燃料其优点有热值高、污染小,福安各小区均铺设有天然气管道。你知道完全燃烧0.0105m3的天然气能放出多少焦的热量吗?若这些热量完全被水吸收,能使2千克的水温度升高多少摄氏度?【水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值取q=4×107J/m3)】
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