热量计算复习专题

（二）热量计算复习专题课件制作：周连兴授课者：周连兴（一）与热量有关的计算公式：1、与比热容有关的热量计算公式、含义及单位：(1)吸热时的热量计算：Q吸=cm(t-t0)Q吸：物质吸收的热量，单位：焦耳，符号：J；c：物质的比热容，单位：焦耳每千克摄氏度，符号：J/（kg·℃）；m：物质的质量，单位：千克，符号：kg；t：物质吸收热量后的温度（终末温度）；单位：摄氏度，符号：℃；t0：物质吸收热量前的温度（初始温度）。单位：摄氏度，符号：℃。(2)放热时的热量计算：Q放=cm(t0-t)Q放：物质放出的热量，单位：焦耳，符号：J；c：物质的比热容，单位：焦耳每千克摄氏度，符号：J/（kg·℃）；m：物质的质量，单位：千克，符号：kg；t：物质吸收热量后的温度（终末温度）；单位：摄氏度，符号：℃；t0：物质吸收热量前的温度（初始温度）。单位：摄氏度，符号：℃。2、与燃料有关的热量计算公式、含义及单位：（1）以质量来衡量燃料的多少时：Q放：燃料完全燃烧时放出的热量，单位：焦耳，符号：J；m：燃料的质量，单位：千克，符号：kg；q：燃料的热值，单位：焦耳每千克，符号：J/kg。Q放=mqq：燃料的热值，单位：焦耳每立方米，符号：J/m3。（2）以体积来衡量燃料的多少时：Q放=VqQ放：燃料完全燃烧时放出的热量，单位：焦耳，符号：J；V：燃料的体积，单位：立方米，符号：m3；3、关于热机效率的计算：Q放：燃料完全燃烧时所放出的能量，单位：焦耳，符号：J。η：热机效率；W有用：热机用来做有用功的那部分能量，单位：焦耳，符号：J；η=W有用Q放对比参考：机械效率：η=W有用W总（06·29）桂林市区“两江四湖”环城水系的建成，造就了桂林“千峰环野立，一水抱城流”的山水城市格局。并使市区内湖湖面扩大到约4.0×105m2，水量增加到约9.5×105m3。问：（1）在炎热的盛夏，湖水温度每升高1℃，就可从周围市区吸收多少热量？［水的比热容为：4.2×103J/（kg·℃）］（2）“两江四湖”环城水系的建成，对城区的环境有什么好处？（要求写出两点）（二）与热量有关的计算习题精选：

湖水总的质量：m

=ρV=1.0×103kg/m3×9.5×105m3

=9.5×108kg··········································（1分）湖水温度每升高1℃，可从周围市区吸收的热量是：Q吸

=cm(t－t0)

·······························································（1分）=4.2×103J/（kg·℃）×9.5×108kg×1℃

=3.99×1012J···························································（1分）（2）“两江四湖”环城水系的建成，对城区环境的好处：（4分。每点2分）从物理学上看：由于水的比热容较大，因此，可以缓解“热岛效应”对环境的影响；从自然环境看：融水入城市，使桂林市区真正成为“山水之城”，美化了居住环境；从人文上看：构建了人与环境的和谐统一。（其它答案只要合理均可给分）解：（1）由，可得：···············································（1分）（08·30）为了配合今年“世界环境日”的主题活动，小明所在的课外活动兴趣小组对街上行驶的电动自行车和摩托车做了一个调查，下表中所列的是某品牌电动自行车和摩托车的部分技术参数：电动自行车摩托车最高车速≤20km/h最高车速≤90km/h一次充电耗电量0.6kW·h一次加油量10L一次充电连续行驶里程50km一次加油连续行驶里程400km电动机效率75%发动机效率30%最大骑行噪声≤62dB行驶噪声≥90dB（1）假设给电动自行车的蓄电池充电时，消耗的电能全部转化为蓄电池的化学能。那么，电动自行车每行驶1km电动机平均做的有用功大约是多少？当自行车以最高车速匀速行驶时，电动机的功率大约是多大？（2）摩托车每行驶1km大约要消耗多少能量？（3）与摩托车相比，电动自行车有哪些优势？（说出一个方面）（汽油的密度：0.71×103kg/m3；汽油的热值：4.6×107J/kg）（08·30）为了配合今年“世界环境日”的主题活动，小明所在的课外活动兴趣小组对街上行驶的电动自行车和摩托车做了一个调查，下表中所列的是某品牌电动自行车和摩托车的部分技术参数：电动自行车摩托车最高车速≤20km/h最高车速≤90km/h一次充电耗电量0.6kW·h一次加油量10L一次充电连续行驶里程50km一次加油连续行驶里程400km电动机效率75%发动机效率30%最大骑行噪声≤62dB行驶噪声≥90dB（1）假设给电动自行车的蓄电池充电时，消耗的电能全部转化为蓄电池的化学能。那么，电动自行车每行驶1km电动机平均做的有用功大约是多少？当自行车以最高车速匀速行驶时，电动机的功率大约是多大？（2）摩托车每行驶1km大约要消耗多少能量？（3）与摩托车相比，电动自行车有哪些优势？（说出一个方面）（汽油的密度：0.71×103kg/m3；汽油的热值：4.6×107J/kg）解：(1)电动自行车每行驶1公里消耗的总能量为：W总=0.6kW·h/50=0.012kW·h=4.32×104J··························（1分）每公里电动机平均做的有用功由η=（W有用/W总）×100%················································（1分）可得：W有用=ηW总=75%×0.012kW·h=0.009kW·h=3.24×104J····················································（1分）当电动自行车以最高时速行驶时，电动机的功率为：P=W/t=20W总/h=0.24kW=240W·······································（1分）(2)摩托车每行驶1公里的耗油量：

V油=10L/400=0.025L=2.5×10-5m3·····································（1分）由ρ=m/V···············································································（1分）

可得汽油的质量为：m=ρV=0.71×103kg/m3×2.5×10-5m3

=1.775×10-2kg······························（1分）

摩托车行驶1公里消耗的能量：

Q=mq····················································································（1分）

=1.775×10-2kg×4.6×107J/kg=8.17×105J······································································（1分）

(3)电动自行车的优势有：噪声小，污染小，能耗低。（1分）

（09·28）氢能被视为未来的理想清洁能源。随着科技的不断进步，现在从植物中提取氢的效率越来越高，可以从34kg干燥的植物中提取lkg的氢。（1）目前的节能小轿车每百公里耗油量可以降到5L，则这种节能小轿车每百公里消耗的汽油是多少kg?（2）如果汽车发动机使用氢能源来工作，效率可以达到60%。若一辆氢能源小轿车在从桂林行驶到百色大约700km的路程上获得的平均牵引力为8.4×l02N，则它从桂林行驶到百色需要消耗的氢大约是多少kg?(ρ汽油=0.71×l03kg/m3；q氢=1.4×l08J/kg；lL=ldm3)（10·29）2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让生活更美好”的主题。如图21所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W。如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么：（1）一箱水需要吸收的热量是多少？（2）热水器上集热器的面积至少要多大？［水的比热容是：4.2×103J/(kg·℃)］解:(1)由ρ=m/V，得：····································································1分

m=ρV=1×103kg/m3×120×10-3m3=120kg·······················1分水吸收的热量：

Q水吸=cm(t-t0)··········································································1分=4.2×103J/(kg·℃)×120kg×(70℃-20℃)

=2.52×107J····································································1分（2）这台太阳能热水器获得的辐射功率：

P太=S×1400×10-3kW/m2=S×1.4kW/m2·························1分

由P=W/t可得··········································································1分太阳照射5h获得的太阳能：

W热=P太t=S×1.4kW/m2×5h·············································1分由η=Q水吸/W热可得····························································1分

Q水吸=W热η

=S×1.4kW/m2×5h×40%·························1分热水器集热器的面积：S=Q水吸/（1.4kW/m2×5h×40%）

S=2.52×107J/（1.4kW/m2×5h×40%）=2.5m2··········1分另:(1)由ρ=m/V，得：····································································1分

m=ρV=1×103