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文档简介
1、12.3 比热容计算题1、 森林是一巨大的天然“氧吧”,因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气.小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领,做了如下实验:用一脸盆装6kg的水,水面的表面积为0.1m2,经太阳垂直照射15min,温度升高了5.请计算:(1) 实验时6kg的水吸收了多少热量?(2) 若地表植物接收太阳能的能力与水相等,每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳?(3) 100 m2绿地每秒可以放出多少升的氧气?(若绿色植物在光合作用下每吸收103J的太阳能可以放出0.05L的氧气2、 在野外施工中,需要使质量m=4.20kg的铝合金物体升温.除了保温瓶中尚存有温度t=90.0
2、0C的1.200kg的热水外,无其他热源.试提出一个操作方案,能利用这些热水使构件从温度t0=10.00C升温到66.00C以上(含66.00C),并通过计算验证你的方案.已知铝合金的比热容C=0.880×103j(kg0C)1,水的比热容C0=4.20×103j(kg0C)1,不计向周围环境散失的热量.3、 每到夏收季节,高淳农村大量农作物秸秆在田间被随意焚烧,如图这不仅造成资源浪费、环境污染,而且极易引发火灾等。为解决这一问题,现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料秆浆煤。若燃烧秆浆煤(热值为2.4×107J/kg),使50kg、20的水温度升高到80。求:1
3、)水需要吸收的热量。(2)如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收,需要完全燃烧多少千克秆浆煤。4、太阳能热水器(如图14)具有安全、节能、经济和环保等优点。请问:(1)太阳能热水器在工作时其能量如何转化?(2)若该热水器的水箱内装有160kg水,经阳光照射后,水温由20升高到70,水吸收的热量是多少焦?水的比热容是4.2×103J/(kg·)5、 简易太阳能热水器的受光面积1 .4m2 ,内装80kg水,太阳每分钟 辐射到1m2面积上的热量是8×104J,如果60的热量被水吸收,问:20的水晒3h后水温升高到多少摄氏度?(水的比热
4、容是4.2×103J/(kg·))6、 热水瓶内有1.5千克水,如果它的温度从100°C下降到30°C,可放出多少热量?若这些热量全部用来做功,可以做多少功?7、 将一勺冷水倒入盛有一些热水的保温容器中,使得热水温度降低6。然后又向保温容器内倒入一勺冷水,水的温度又降低了4。如果再连续倒入10勺同样的冷水,则保温容器内的水温还将降低多少(不考虑保温容器的放热和吸热)? 8、 洗浴用的电热水器的电功率是1.2 kW,热水器内筒的直径是30cm,高是50cm。如果加热过程中的热量散失率为10, 则把水从20 加热到70 需要多长时间? 9、有一堆从河中捞出的
5、温砂子,测得其比热容为1.2×103焦/(千克)。已知干砂子的比热容为0.9×103焦/(千克),则按质量说,这堆砂子含水的百分比是多少? 10、 完全燃烧2.1Kg酒精(热值q=3×107J/Kg)放出多少热量?若这些热量有50%被500Kg的水吸收,可使水的温度上升多少?(水的比热容为4.2×103J/(Kg·) 11、 小红在学习了“比热容”的有关知识后,知道单位质量的不同物质在升高相同温度时,所吸收的热量不同,为了描述物质的这种性质,引入了一个新的物理量比热容,于是她又想到晶体在熔化时,温度虽然保持不变,但需要吸收热量,那么单位质量的不
6、同晶体熔化时所吸收的热量是否相同呢?带着这个疑问,小红在实验室利用电热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为4.2×103J/(kg·)(1) 根据图线,你能得到的一条信息是: ;(2) CD
7、段水吸收的热量是多少?(3) 计算出冰的比热容;(4) 设加热器发出的热量有70被冰或水吸收,求加热器的功率是多大?5)若规定“质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”,根据图中所给的信息,计算出冰的熔化热。12、甲、乙两物体的质量之比为,用两个相同的酒精灯分别给它们加热,(设酒精燃烧放出的热量全部被甲和乙吸收)如图所示为甲、乙两物体的温度随时间的变化曲线,若甲的比热容为,则乙的比热容是多少?13、一支水银温度计中装有2g水银,水银吸收5.6 J热量后,温度计的读数由25上升到多少摄氏度?已知水银的比热容是140J/(kg) 14、质量相等、初温相同的水和某种液体
8、,在相同的时间内,相同的条件下同时给它们加热。每隔1min记录一次温度,得到温度随时间变化的图像如图所示,求:(1)这种液体的比热容(2)要使20kg这种液体加热10分钟,需要吸收多少热量? 物质熔化时间/min冰12萘515、小张同学在研究晶体熔化实验过程中想到:质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是否相同呢?他们在相同的烧杯中分别装上了100g的冰和萘,用同样的酒精灯加热,并用表测出它们熔化过程所用的时间,记录的数据如表所示(1)分析实验数据,可以得出结论:质量_ _的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是_ _的(2)为
9、了表示晶体的这种性质,仿照比热容的定义,可知: _的某种晶体熔化成同温度的液体时_的热量,叫做这种晶体的熔化热用字母表示参考答案一、计算题1、(1)6kg水经15min照射吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·)×6kg×5=1.26×105J (2)每秒钟获得的能量为:1.26×105J / (15&
10、#215;60) =1.4×102J 每平方米绿色植物每秒钟接收的太阳能为:1.4×102J / 0.1=1.4×103J (3)100 m2绿色植物每秒钟接收的太阳能可以放出的氧气为:(1.4×103 J / 103 J)×0.05 L×100 =
11、7L 2、操作方案:将保温瓶中t=900C的热水分若干次倒出来。第一次先倒出一部分,与温度为t0=10.00C的构件充分接触,并达到热平衡,构件温度升高到t1。将这部分温度为t1的水倒掉,再从保温瓶倒出一部分热水,再次与温度为t1的构件接触,并达到热平衡,此时构件的温度升高到t2。再将这些温度为t2的热水倒掉,然后再从保温瓶倒出一部分热水来使温度为t2的构件升温,。直到最后一次将剩余的热水倒出来与构件接触,达到热平衡,只要每部分水的质量足够小,最终就可使构件的温度达到所要求的值。验证计
12、算:如将1.200kg热水分5次倒出,每次倒出m0=0.240kg,在第一次使热水与构件达到热平衡的过程中:Q1=C0m0(t-t1) Q1=Cm(t1-t0) 所以 Q1= Q1得 t1=27.10C 同理:t2=40.60C,A,t5=66.00C 倒出次数不能少于5次3、(1)1.26×107J(2)1754、(1)太阳能转化为内能(2)
13、水吸收的热量Qcmt 4.2×103J/(kg·)×160kg×(7020)3.36×107J5、Q吸=8×104×1.4×3×60×60%=1.2096×107(J) t= T=t0+t=20+36=56()6、441千焦耳;441千焦耳7、12.5 8、答案:19h解析:水的质量 m=V=r2h水升温吸收的热量 Q吸=cm(t-t0)=cr2h(t-t0)电热器放出的热量 Q放=PT Q有=
14、PTQ吸=Q有cr2h=(t-t0)=PT加热的时间 T=114min=19h 9、解答中各字母所代表的意义如下:m1-干砂子的质量,m2-水的质量,m-砂子和水的混合物的质量;c1-干砂子的比热容,c2-水的比热容,c-砂子和水的混合物的比热容;Q1-干砂子吸收的热量,Q2-水吸收的热量,Q-砂子和水的混合物吸收的热量;t-温度差。砂子和水的混合物、砂子、水各自吸收的热量可以表示为:Q=c(m1+m2)t (1)Q1=c1m1t (2)Q2=c2m2t (3)由这三个式子可以解出代入数值后,得10、6.3×107J(3分),15(3分). 11、(1)冰在熔化时温度不变(或冰吸热温度升高)(1分) 4.2×104J (2分) 2.1×103J/(kg)(2分) 100W(2分) 3.36×105 J/kg(2分) 12、 即
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