备战2024中考物理高频重难点考点专题解读与训练专题03热值热量比热容及其热机效率的理解与计算含解析

Page1专题03：热值、热量、比热容及其热机效率的理解与计算热值、热量、比热容及其热机效率的理解与计算是中考中热学部分常考的学问点，侧重考查对热值、热量、比热容的理解及相关计算，能有效的考查对相关概念的理解，也能考查学生的计算实力。一、热值、热量、比热容及其热机效率的理解1、热量与温度、内能的区分：区分定义表述理解温度温度表示物体的冷热程度，从分子动理论的观点来看，温度是分子热运动激烈程度的宏观度量，是分子平均动能大小的微观度量对温度只能说“是多少”、“上升多少”、“降低多少”。不能说“有”“没有”或“含有”等，也不能说“传递温度”温度是表示某一时刻物体所处状态的状态量内能物体内部全部分子做无规则运动的动能和分子势能的总和只能说“有”、“大”、“小”、“增大”、“减小”，不能说“无”内能是状态量，任何物体都有内能热量在热传递过程中，物体汲取或放出热的多少，其实质是内能的变更量热量只能说“汲取多少”或“放出多少”，不能在热量名词前加“有”或“没有”“含有”。热量是过程量，跟热传递紧密相连，离开了热传递就无热量可言热量与温度、内能的联系：物体汲取或放出热量，不肯定引起温度的物体汲取或放出热量，不肯定引起温度的变更。（晶体熔化）物体温度变更了，不肯定要汲取或放出热量。（还可以是做功）物体的内能变更，不肯定是汲取或放出了热量。内能增加，不肯定汲取热量。（还可以是做功）在不做功的状况下，物体汲取或放出热量，肯定会引起内能的变更。物体汲取热量，内能增加；物体温度的变更物体温度的变更肯定会引起内能的变更。物体温度上升，内能增加；物体内能的变更不肯定引起温度的变更。内能增加，温度不肯定上升。（晶体熔化）2、热值和比热容、热机效率：比热容热值热机效率物理意义表示不同的物质汲取（或放出）的本事特性的物理量表示燃料燃烧放热本事特性的物理量表示燃料在热机中能量利用凹凸的物理量定义肯定质量的某种物质，在温度上升时汲取的热量与它的质量和上升的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（或体积）之比叫这种燃料的热值热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率公式或单位J/（kg•℃）J/kg或J/m3无理解比热容是物质的一种特性，只有物质的种类、状态有关，与Q、m、Δt等无关，即同种物质的比热容不会变更热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的m、V、燃烧状况等无关热机效率是热机性能的重要指标，热机效率越高，说明在做功同样多的状况下，消耗的燃料少二、热值、热量、比热容及其热机效率的计算1、利用比热容计算热量：Q=cmΔt表示温度的变更量，单位是℃，表示质量，单位是kg表示比热容，单位是J（kg·℃）表示热量，单位是J（1）升温时Δt=t-t0，降温时Δt=t0-t，审题时肯定要看清是“上升了”还是“上升到”，“上升了”已知的是Δt，“上升到”已知的是“t”。（t表示末温，t0表示初温）。（2）在求水的末温时，需先求Δt，留意在一标准大气压下，水最高温度达到100℃。（3）热量的多少与比热容c、质量m、和温度变更都有关系，而比热容与热量Q、质量m、和温度变更都无关，留意二者的区分。（4）当某种物质降温放出热量时用Q放=cmΔt，而不能用燃料燃烧放出热量Q放=mq，肯定要留意二者的区分。（5）利用变形公式可以计算:①质量：；②温度变更，进而求初温或末温：。2、利用热值计算热量公式：Q=mq或Q=qV(气体)（1）对于气体燃料燃烧放出热量的计算公式，是用Q=mq还是Q=qV，取决于q的单位是J/kg还是J/m3或J/L。（2）燃料燃烧放出热量的多少由燃料的质量（或体积）、热值的大小以及燃烧状况有关，而热值与热量Q、质量m（或V）无关，留意二者的区分。3、热机效率的计算：（1）热机所做的有用功往往是热机对外的牵引力F使得热机在水平方向上通过肯定的距离s，当匀速运动时，牵引力F与阻力f相等，于是有W有用=Fs=fs；（2）Q放是燃料燃烧放出的热量Q放=mq或Q放=Vq，所以热机效率公式可变形为：或。4、热效率计算：（1）有效利用的热量与燃料完全燃烧释放的总能量的比值,就是热效率。（2）公式：或。一、中考题型分析中考中，热值、热量、比热容及其热机效率的理解以选择题、填空题形式考查，而计算则以填空题、计算题形式考查，大约在考试中占2—6分。二、典例精析★考点一：热值、热量、比热容及其热机效率的理解◆典例一：（2024临沂）关于温度，热量和内能，下列说法正确的是（）A．0℃的冰块内能为零 B．温度高的物体含有的热量多C．热传递的方向由内能大小确定 D．物体汲取热量温度不肯定上升【答案】D【解析】任何物体都有内能，0℃的冰块也具有内能，A错误；热量是过程量，不能说物体含有热量，B错误；发生热传递的条件是存在温度差，热量总是从高温物体传向低温物体，跟内能多少无关，C错误；物体汲取了热量，内能肯定增加，但温度不肯定上升，例如晶体的熔化过程，D正确。故选D。◆典例二：（2024西藏）以下操作中，相应物理量的数值前后发生变更的是（）A．一根导线剪掉一半，剩下导线的电阻B．一杯牛奶喝掉一半，剩下牛奶的密度C．一桶汽油燃烧掉一半，剩下汽油的热值D．一瓶水喝掉一半，剩下水的比热容【答案】A【解析】导体的电阻与其长度、横截面、材料等有关，若一根导线剪掉一半，则剩下导线的电阻发生变更，A符合题意；物体的密度随温度、压力的变更而变更，但不随物体自身的质量或体积的变更而变更，则剩下牛奶的密度不变，B不符合题意；热值是指单位质量（或体积）的燃料完全燃烧时所放出的热量，一桶汽油燃烧掉一半，剩下汽油的热值不变，C不符合题意；比热容是物质的一种特性，反映了物质吸热和放热实力的大小，与无物质种类和状态有关，与质量无关，一瓶水喝掉一半后剩下水的比热容不变，D不符合题意。故选A。★考点二：热值、热量、比热容及其热机效率的计算◆典例一：（2024大连）近几年来，大连市民接连运用上了平安、清洁的自然气。某用户在运用自然气灶加热水时，完全燃烧了0.05m3的自然气，将3kg的水从20℃加热到80℃。已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)，自然气的热值是3.6×107J/m3。求：(1)自然气完全燃烧放出的热量是多少？(2)水汲取的热量是多少？(3)该自然气灶加热这些水的效率是多少？【答案】(1)1.8×106J；(2)7.56×105J；(3)42%【解析】(1)自然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=0.05m3×3.6×107J/m3=1.8×106J；(2)水汲取的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×3kg×（80℃-20℃）=7.56×105J；(3)该自然气灶加热这些水的效率。◆典例二：（2024哈尔滨有改动）我们生产、生活中利用的能量，追根溯源，大都来自太阳。（1）一个太阳能热水器的容量为80L,装满水后，使这些水的温度从10℃上升至40℃，则水须要汲取多少热量？（2）一辆太阳能汽车接收到4×107J的光能。其中有8%用于汽车的牵引力做功，若匀速行驶时汽车的牵引力为200N，这辆汽车能匀速行驶多远？【答案】（1）1.008×107J（2）16km【解析】（1）水的体积V水=80L=80dm3=0.08m3，由可得水的质量m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.08m3=80kg，水汲取的热量Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/(kg•℃)×80kg×（40℃-10℃）=1.008×107J；（2）汽车的牵引力做功W=E×8%=4×107J×8%=3.2×106J，由W=Fs可得这辆汽车能匀速行驶的距离。1、（2024海南）椰雕是用经过处理的椰子壳雕刻的艺术品，海南的椰雕工艺被列入国家非物质文化遗产，如图所示工艺师正在进行椰雕雕刻。一个处理后的椰子壳假设质量分布匀称，经过雕刻之后，椰子壳的（）

A．质量变小 B．热值变小 C．密度变小 D．比热容变小【答案】A【解析】一个处理后的椰子壳假设质量分布匀称，经过雕刻之后，椰子壳所包含的物质的量发生变少，即椰子壳的质量变小，而热值、密度、比热容没有发生变更，故正确。故选A。2、（2024广安）下列关于温度､热量和内能的说法，正确的是（）A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体B．在相同温度下，1kg的水比1kg的冰含有的热量多C．一块0℃的冰熔化成0℃的水，内能增大D．物体温度上升，内能肯定增加，肯定要汲取热量【答案】C【解析】发生热传递时，传递的是热量而不是温度，A错误；热量是过程量，不能说“含有热量”，B错误；一块0℃的冰熔化成0℃的水后，汲取热量，温度不变，内能增加，C正确；物体温度上升，内能增加，可能是外界对物体做功，D错误。故选C。3、（2024无锡）煤炭是一种重要能源。为推断煤炭品质的优劣，最科学的方法是检验煤炭的（）A．比热容 B．密度 C．热值 D．温度【答案】C【解析】热值是燃料的一种特性，单位质量的煤完全燃烧时所释放出的热量越大，说明该煤的热值越大，即是优质煤炭，故选C。4、（2024呼和浩特）用同一酒精灯分别给质量相等的甲、，乙两种物质加热，依据测量数据绘制如图所示图象，由图可知（）A．甲物质的温度比乙物质温度上升的快，甲物质的比热容大于乙物质的比热容B．甲物质的温度比乙物质温度上升的快，甲物质的比热容小于乙物质的比热容C．甲物质的温度比乙物质温度上升的慢，甲物质的比热容大于乙物质的比热容D．甲物质的温度比乙物质温度上升的慢，甲物质的比热容小于乙物质的比热容【答案】B【解析】由图分析可知，相同的时间内，甲物质的温度比乙物质温度上升的高；用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，甲、乙两种物质在相同时间里汲取的热量是一样的，依据公式Q吸=cmΔt探讨可知，汲取相同的热量，甲物质升温高，因此甲物质比热容比乙物质比热容小，B正确。故选B。5、（2024甘孜）下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（）A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率C．柴油机的热机效率通常为100%D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大【答案】B【解析】热值是燃料的特性，与燃烧状况无关，A错误；使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，B正确；任何机器的做功时都不行避开的做额外功，效率不行能达到100%，C错误；热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，D错误。故选B。6、（2024绵阳）川人爱吃辣，色香味俱佳的红油辣子是川人家常必备。红油辣子制作关键是对油温的限制，用菜油制作红油辣子的最佳温度为150℃。用沼气将0.1kg菜油从室温17℃加热到制作红油辣子的最佳温度，则菜油汲取了_______J的热量，燃烧了________m3的沼气。已知沼气燃烧释放的热量有50%被菜油汲取，沼气热值取1.9×107Ｊ/m3，取ｃ菜油=2.0×103J·（kg·℃）-1。【答案】2.66×1042.8×10-3【解析】采油汲取的热量为Q=cm（t-t0）=2.0×103J/(kg•℃)×0.1kg×（150℃-17℃）=2.66×104J；燃烧沼气须要释放的热量为Q=2.66×104J/50%=5.32×104J，须要燃热的沼气体积为。7、．（2024黄石）可燃冰是一种新能源，它是水和自然气在高压低温下形成的类似冰状结晶物质，主要成分是甲烷，我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平，用燃气锅炉烧水时，将500kg初温20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.1m3的可燃冰，这个过程中水汲取的热量为______J。完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量为______J，燃气锅炉烧水时的效率为______。[c水=4.2×103J/（kg·℃），可燃冰热值q=6.0×109J/m3]【答案】1.68×1086.0×10828%【解析】水汲取的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(100℃-20℃)=1.68×108J；完全燃烧0.1m3可燃冰放出的热量Q放=Vq=0.1m3×6.0×109J/m3=6.0×108J；燃气锅炉烧水时的效率。8、（2024铜仁）质量为1.4kg的干木柴完全燃烧释放的热量为________J，假如这些热量的50%被质量为50kg的水汲取，则水的温度将上升_______℃。[已知：干木柴的热值为1.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]【答案】1.68×10740【解析】质量为1.4kg的干木柴完全燃烧释放的热量Q放=mq=1.4kg×1.2×107J/kg=1.68×107J；水汲取的热量Q吸=Q放×50%=1.68×107J×50%=8.4×106J，水上升的温度。9、（2024百色）如今太阳能热水器已走进了千家万户，某家庭太阳能热水器某天内接收太阳能的总热量为2.52×107J，使质量为80kg、初温为20℃的水温度上升到50℃，求：(1)已知干木柴的热值为q＝1.2×107J/kg，若由燃烧干木柴来供应2.52×107J的热量须要完全燃烧多少千克干木柴？(2)这天该太阳能热水器中的水汲取的热量是多少？[水的比热容为c＝4.2×103J/（kg·℃）](3)该太阳能热水器的效率是多少？【答案】(1)2.1kg；(2)1.008×