期末专题一内能和内能的利用计算题精做（原卷版）

期末专题一内能和内能的利用计算题精做——精剖细解讲义知识点1：比热容1、比热容定义：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收或者降低1℃所放出的热量叫做这种物质的比热容。。符号：C。定义式：c=Q/m∆t单位：J／(Kg·℃)，读作：焦每千克摄氏度。例如：水的比热容：C水=4.2×103J/(Kg·℃)，表示：1千克的水，温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×103J。物理意义：用来比较物质的吸热能力的物理量。比热容是物质的一种特性：相同状态下物质不变，比热容不变；物质不同，比热容一般不同.比热容的实质：反映了物质吸热放热的本领；比热容越大，吸热或放热本领越强。物质对冷热反应的灵敏程度；比热容越小，对冷热反应越灵敏。比热容是物质的一种属性，每种物质都有自己的比热容。自然界中水的比热容最大。物质的比热容与物质的种类有关，与物体质量大小，温度改变多少，物体的形状、体积、位置等无关，不同的物质的比热容是不同的；可以用比热容来鉴别物质种类。物质的比热容还与物质的状态有关。不同的物质比热容可能相等。水比热容的应用：用水取暖或冷却；用水调节气温。2、热量的计算计算公式：Q=cm△t(Q吸=cm(t末t初；Q放=cm(t初t末))Q吸—吸收的热量，单位：焦（J），Q放—放出的热量。c—比热容，单位：焦每千克摄氏度（J/(kg·℃)）。m—质量，单位：千克（kg）。△t—变化的温度（升高或降低的温度），单位：摄氏度（℃）；t0—初始温度、t—末温。单位：焦耳；符号：J。热平衡方程：Q放=Q吸没有热量损失时，两个温度不同的物体放在一起时，高温物体将放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高；最后两物体温度相同，称为达到热平衡。与比热容相关的计算1．小明的妈妈做饭时，使用铁锅烧水，小明发现把2kg的水从10℃加热到85℃×103J/（kg•℃×107J/kg）。求：（1）干木柴完全燃烧放出的热量；（2）水吸收的热量；（3）铁锅烧水的效率。2．用电水壶烧水，如果将壶内20℃×105J，则壶内水的质量是多少？[当地气压为标准大气压，c水×103J/（kg•℃）]3．用两个相同的电热器分别给质量都为1kg的水和某种液体加热，每隔1分钟记录一次温度，数据如右表所示，已知水的比热容为c水×103焦/（千克•℃）。求：①加热1分钟，水吸收的热量Q水；②该液体的比热容c液。加热时间（分）012水的温度（℃）202632液体的温度（℃）2032444．将一质量400g的高温金属球放入200g的冷水中，金属球的初温为320℃，冷水的初温为20℃．热平衡后，金属球和水的共同温度为70℃．不计热量损失，求：（1）冷水吸收的热量为多少？（2）金属球的比热容为多少？5．某品牌太阳能热水器内盛有100kg、20℃的水，在太阳的照射下水温升高到60℃×103J/（kg•℃×107J/m3]求：（1）这些水吸收的热量。（2）要完全燃烧多少体积的煤气可以产生相同的热量？6．吃早饭的时候，妈妈想用热水给小进加热如图所示的盒装牛奶，使牛奶的温度由22℃升高到42℃。[已知：c水×103焦/（千克•℃），c牛奶×103焦/（千克•℃）]求：（1）牛奶吸收的热量？（2）若不考虑热量损失，热水放出的热量全部被牛奶吸收，妈妈至少要用52℃的热水多少千克？（计算结果保留1位小数）7．质量为1kg的金属锅中放有2kg的水，现把它们从20℃加热到70℃×105J的热量。求：[c水×103J/（kg•℃）]（1）水吸收的热量是多少？（2）金属锅的比热容是多少？知识点2：热机的效率1、燃料的热值定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。（1kg（或1m3）某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。）符号：q。单位：焦每千克，符号J/kg。计算公式：Q＝qm或Q＝qV（q为热值）。热值是燃料本身的一种特性，它的大小只取决于燃料的种类，而与燃料的质量、放热多少等无关。不同燃料的热值一般不同。热值在数值上等于1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量。热值反映了燃料在燃烧过程中，将化学能转化为内能的本领的大小。2、热机效率定义：热机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叫做热机的效率。计算公式：燃料完全燃烧放出能量的用途：热机的能量流向图：燃料很难完全燃烧，释放的热有全部用来做有用功，损失了大部分，在各种能量损失中，废气带走的能量最多。利用废气的能量可量也没以提高燃料利用率。热机效率和炉具效率的求解方法仪器热机炉具方法发动机的牵引力做功消耗的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比QUOTE。η=W有Q总
其中W有=Fs或W有=Pt（F是牵引力，s是汽车行驶的距离，P是汽车发动机功率，t水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比η=Q其中Q吸=cm水△t，Q总=m燃q。涉及的其它知识点：1、速度速度物理意义：是描述物体运动快慢的物理量。公式：（其中t表示时间，S表示路程，v表示速度，比值定义法）特别注意：物体的速度是由物体的受力情况决定的，不能说速度与路程成正比，与时间成反比。速度单位：速度的国际是m/s（读作米每秒）。速度的常用单位还有km/h。换算关系：1m/s===3．6km/h。2、压强压强：在物理学中，物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强；压强公式：；压强p的单位是帕斯卡（简称为帕），符号是Pa。1Pa=1N/m2。
常用单位∶千帕（kPa）、兆帕（MPa）；1kPa=103Pa，1MPa=106Pa。为压强的定义式，适用于所有物体间压强的计算（无论是气体、液体，还是固体）。用公式计算时，各物理量的单位必须统一，其单位分别是p—Pa，F—N，S—m2。在求解密度均匀、形状规则的实心柱体重直作用于水平面上的压强时,利用公式非常快捷、准确、方便。推导式的适用条件有∶
（1）密度均匀、形状规则的实心柱体（圆柱体或棱柱体），如图所示;（2）物体被放在水平面上，且受力面积等于物体的底面积;（3）水平面受到的压力是由物体所受的重力产生的（F=G）。3、功和功率功的定义：一个力作用在物体上，使物体在力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功；功的单位：国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是J，1J=1N·m；判断力是否做功包括两个必要因素：一是力作用在物体上；二是物体在力的方向上通过的距离；二者缺一不可。功的计算公式：W=FS，其中各量单位功W：J（焦耳），力F：N（牛顿）；移动距离S：m（米）；或者W=Pt；应用W=Fs计算时的注意事项：①做功的多少只由F和s决定，与物体的质量大小、速度大小、运动的方向、物体是否做匀速运动、是否受摩擦力等均无关；②要明确是哪个力对哪个物体做功。③公式中的F是作用在物体上的力，s是物体在力F的方向上通过的距离。④物体在力的方向上移动的距离应该是这个力作用在物体上时物体移动的距离，该力撤销后物体移动的距离不能计算在内。功率定义：物体在单位时间内所做的功叫功率，在物理学中用字母P表示；功率意义：物理学中，用功率来表示物体做功的快慢；功率公式：；推导公式∶

功率单位：国际单位：瓦（W），1W=1J/s；常用单位：千瓦（kW），1kW=103W；应用功率的公式进行计算时应注意以下几点：①是功率的定义式，它表示做功的物体在一段时间内的平均功率，既适用于匀速直线运动，也适用于非匀速直线运动。②运用计算时，一定要注意P、W、t三个量的对应关系，功"W"一定是对应时间"t"内完成的，且各物理量的单位分别是瓦（W）、焦（J）、秒（s）。③P=Fv是功率的推导式，它是物体在恒力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时计算功率的公式，因此拉力F必须是恒力，且物体做匀速直线运动。④运用P=Fv进行计算时，P、F、v的单位分别是瓦（W）、牛（N）、米每秒（m/s）。与效率、热值相关的计算题×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%。求小汽车的这段路程中消耗汽油的质量。×103kg，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，汽车发动机的效率为30%。求：（g取10N/kg，q汽油×107J/kg）（1）汽车通过大桥所需的时间；（2）牵引力所做的功；（3）汽车通过大桥消耗了多少kg的汽油。10．一辆质量为500kg的汽车，在平直的公路上以20m/s的速度匀速行驶，汽车受到的阻力为车重力的。求：（1）汽车的牵引力；（2）汽车的牵引力在5min内做的功；×107J/kg）11．学校餐厅通过燃烧天然气给全校师生制作餐饮，已知每天要消耗天然气2m3×107J/m3。（1）如果这些天然气全部可以完全燃烧，那么将放出多少的热量？（2）如果这些热量全部被水吸收，能将1t的水升温多少？×107J/kg）求：（1）这些汽油完全燃烧放出的热量；（2）牵引力做的功；（3）发动机的效率。13．2022年北京冬奥会举行期间，氢燃料客车、纯电动汽车成为承担此次冬奥会交通出行任务的最主要力量，新能源车辆的使用比例为历届冬奥会之最。如图所示是氢燃料公交车在平直路面行驶时的情景[c水×103J/（kg•℃）；q氢×108J/kg]。求：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。（2）若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收，求水升高的温度。（3）氢燃料公交车以恒定功率匀速直线行驶，其效率为50%，燃烧0.6kg的氢燃料可使公交车行驶280s，则公交车匀速直线行驶时的功率是多少？×107×103J/（kg•℃）]求：（1）汽油完全燃烧放出的热量是多少？（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%，一个标准大气压下，这些废气的能量全部被初温20℃、质量100kg的水吸收，水升高的温度是多少？（3）如果汽油机的效率不变，汽车匀速运动时的受到阻力为1000N，消耗2kg汽油汽车通过的路程是多少？15．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给100kg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，煤的热值约为3×107J/kg。求：（1）2kg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为多少。（写成百分比形式）3×103J/（kg•℃），天然气的热值q＝8×107J/m3．求：（1）该天然气完全燃烧放出的热量；（2）水吸收的热量；（3）水的初始温度。17．为助力乡村振兴，黄梅县下新镇将生态农业和旅游观光相结合，打造美丽乡村。如图是下新镇夏日赏荷用的观光艇，其部分技术参数如下表：（g＝10N/kg，q柴油×107J/kg，ρ柴油×103kg/m3）商品名称XX观光艇商品型号××空船质量800kg发动机最大输出功率40kW最大载人数量8人最大航速10m/s（1）若人的质量为50kg，当观光艇满载时，所受的浮力是多少？（2）当观光艇以最大速度航行时，受