第十四章内能的利用 专项训练：比热容、热值和热效率的综合计算 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

专项训练：比热容、热值和热效率的综合计算比热容的计算1．质量为1kg的某种物质，温度从20°C升高到80°C时，吸收的热量是1.44×102．“淬火”是金属热处理工艺之一，即把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却，以提高金属的硬度和强度。现将一质量为20g的铁制品加热到820℃，该液体的初温是10℃，质量是368g，铁的比热容为0.46×103J/（kg•℃）。求：（1）铁制品放出的热量。（2）该液体的比热容。3．质量为500g的某液体放出了3×104J的热量后，温度下降了30℃；若此液体放出的热量有60%被一个质量为2kg的金属球吸收，求：[c金属=0.45×103J/（kg•℃）]（1）该液体的比热容。（2）金属球升高的温度。热值、热效率的综合计算4．2023年第19届亚运会在中国杭州举行，佛山有三位火炬手参加。此次亚运会首次使用绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，助力打造首届碳中和亚运会。已知水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃（1）完全燃烧400g甲醇能放出多少热量？（2）若这些热量的50%被质量为50kg，初始温度为30℃5．生物质颗粒是利用农林废弃物为原材料制成的一种新型清洁燃料。燃烧1kg无烟煤可以产生16g的SO2，生物质颗粒燃料燃烧时不产生SO2，因而可以减少对大气的污染以及酸雨的产生。已知c水=4.2×103J/（kg·℃），q无烟煤=3.4×107J/kg，q生物质=1.7×107J/kg，求：（1）若生物质颗粒烧水效率为30%，将200kg水从15℃加热至100℃，需生物质颗粒的质量；（2）这些生物质颗粒完全燃烧放出的热量如果由无烟煤提供，会排放多少克SO2。6．某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8kg煤气．已知煤气的热值q=4.2×1（1）50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量；（2）完全燃烧0.8kg煤气放出的热量；（3）煤气灶烧水的效率。7．如图所示，现在的小火锅常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料，已知这种燃料的热值是2.0×107J/kg，若燃烧0.1kg固体酒精，能将小火锅中质量为2kg的热汤的温度从50℃升高到100℃。[汤的比热容近似为水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)]求：（1）小火锅中汤吸收的热量；（2）完全燃烧0.1kg的“固态酒精”所释放出的热量；（3）这个小火锅烧汤的效率。8．如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从20℃升高到60℃，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）。试求：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.4×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？（3）若用某种煤燃烧来提供2.4×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3×107J/kg）热机效率的综合计算9．我国05两栖主战坦克是世界上水上速度最快、最先进的两栖突击车，重达30t，发动机的最大功率为7.2×105W。某次执行任务时，该坦克在平直公路上以最大功率匀速行驶3000m用时300s，消耗15kg柴油。（q柴油＝4.0×107J/kg）求：（1）坦克发动机的牵引力；（2）坦克发动机的效率。10．一辆使用汽油为燃料的小汽车，在水平路面上匀速行驶，发动机的输出功率是60kW，已知汽油的热值为q=4.6×107J/kg（1）汽车的冷却系统用水来给发动机降温，4kg的水在冷却系统中温度升高了50°C，水吸收的热量为多少？（2）小汽车匀速行驶23min消耗6kg汽油，发动机的效率是多少？（3）乘车出行已成为人们的日常，而绿色环保理念也逐渐深入人心，请你从环保的角度对汽车的绿色发展提一条合理的建议。11．参加今年国庆阅兵的运20是我国自主发展的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。若运20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧的航空煤油4800kg。已知飞机发动提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为4×107J/kg。试求：在这1h内：（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？（2）发动机获得水平推力F是多大？（3）该飞机发动机的热机效率是多大？12．2022年北京冬奥会，氢燃料客车、纯电动汽车等新能源车辆的使用比例将为历届冬奥会之最。如图是氢燃料公交车在平直路面上行驶时的情景。已知c水=4.2×103J/（kg·℃），q氢=1.4×108J/kg。（1）求质量为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350s，则公交车匀速直线行驶时的功率是多少。

参考答案1．解：m=1kgt0=20°Ct=80°C由Q吸=cm(t−2．（1）解：铁制品放出的热量：Q放＝c铁m铁Δt铁＝0.46×103J/（kg•℃）×20×10﹣4kg×（820℃﹣20℃）＝7360J；答：铁制品放出的热量是7360J；（2）解：不考虑周围环境的影响和热损失，液体吸收的热量：Q吸＝Q放＝7360J，由Q吸＝cmΔt得该液体的比热容：c液答：该液体的比热容是2×103J/（kg•℃）。3．（1）解：由Q放＝cmΔt得，该液体的比热容：C液答：某液体的比热容为2×103J/（kg•℃）；（2）解：由题意可得，铁球吸收的热量：Q吸＝Q放×60%＝3×104J×60%＝1.8×104J，由Q吸＝cmΔt得，铁球升高的温度：Δt答：铁球升高的温度为20℃。4．（1）解：酒精完全燃烧放出的热量：Q放答：完全燃烧400g甲醇能放出8.4×10（2）解：水吸收的热量：

Q吸=ηQ放=50%×8.4×106J=4.2×答：若这些热量的50%被质量为50kg，初始温度为30℃的水吸收，水吸收4.2×105．（1）解：温差为Δt=水吸收热量为Q生物质颗粒燃烧放出的热量为Q生物质的质量为m答：需生物质颗粒的质量是14kg；（2）解：需要煤的质量为m排放的二氧化硫质量为m答：这些生物质颗粒完全燃烧放出的热量如果由无烟煤提供，会排放112克SO2。6．（1）解：水吸收的热量：

Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106J（2）解：0.8kg煤气完全燃烧放出的热量：

Q放=mq=0.8kg×4.2×107J/kg=3.36×107J（3）解：煤气灶烧水的效率：η=7．（1）解：小火锅中汤吸收的热量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃－50℃)＝4.2×105J答：小火锅中汤吸收的热量是4.2×105J；（2）解：完全燃烧0.1kg的“固态酒精”所释放出的热量Q放＝mq＝0.1kg×2.0×107J/kg＝2.0×106J答：完全燃烧0.1kg的“固态酒精”所释放出的热量是2.0×106J；（3）解：这个小火锅烧汤的效率η＝Q吸答：这个小火锅烧汤的效率是21%。8．（1）解：水吸收的热量Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（60℃﹣20℃）＝8.4×106J；答：这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×106J；（2）解：热水器的效率：η=Q答：这段时间该热水器的效率是35%；（3）解：完全燃烧煤气的质量：m气=Q答：需完全燃烧0.3千克煤气。9．（1）解：坦克匀速行驶的速度为v=由P＝Fv可知，坦克发动机的牵引力为F=答：坦克发动机的牵引力为7.2×10（2）解：消耗的汽油完全燃烧放出的热量为Q由P=Wt坦克发动机的效率为η＝答：坦克发动机的效率为36%。10．（1）解：水吸收的热量为Q答：水吸收的热量为8.4×10（2）解：汽油完全燃烧放出的热量为Q由P=Wt发动机的效率为η=答：发动机的效率是30%；（3）解：乘车出行时多使用新能源汽车。11．（1）解：煤油完全燃烧放出的热量为Q答：航空煤油完全燃烧放出的热量是1.92×1011J。（2）解：该飞机水平匀速飞行的速度v＝720km/h＝200m/s由P=得，发动机获得的水平推力为F=答：发动机获得水平推力F是1.6×105N。（3）解：该飞机沿水平方向匀速航行1h，则发动机做的功为W＝Pt＝3.2×发动机的热效率为η=答：该飞机发动机的热机