九年级物理热机效率练习题

比热容、热值练习题【重点难点解析】1．Q=cm△t，它只适用于物体温度改变时（升温或降温）物体吸收或放出热量的计算，对有物态变化的过程不能适用，如若不考虑，就会出错误。例质量为1kg的水，初温为20℃，当它完全吸收3．696×105J的热量，水的温度升高到多少摄氏度（1标准大气压）？根据Q吸=cm（t－to）水的末温t=)·/(102.410696.3350℃kgJJtcmQ×1kg+20℃=108℃，这个答案肯定是错误，因为水在标准大气压下的最高温度为100℃,如果不继续加热，就不会沸腾，若继续加热，水就会沸腾，但不升温，吸收的热量用来进行物态变化，所以水的末温只能升高到100℃。2．应用热量公式中的有关温度的文字叙述应特别谨慎，不可乱套。“升高”、“升高了”、“降低”、“降低了”对应的都是温度的改变量△t，而不是t；而升高到、降低到对应的是物体的末温t。3．应用热量公式代人数量时各物理量的单位必须统一为国际单位。4．热平衡：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，称为达到了热平衡。因此热平衡的唯一标志是温度相同。在热传递过程中，低温物体吸收的热量Q吸，高温物体放出热量Q放，如果没有热量损失，则Q吸=Q放，利用这个关系可以求出物质的比热或物体的质量或物体的温度。例1已知几种金属的比热C铝＞C铁＞C铜，现把质量相同、温度相同（都为室温）的铝球、铁球和钢球投入质量相同，温度都是100℃的三杯热水中，热平衡后，杯中水温度最低的是（杯不导热）（）A．投入铝球的那个杯子B．投入铁球的那个杯C．投入铜球的那个杯D．条件不足，不能确定解法1常规解法（不等式法）对铝块和水、铁球和水，分别列出热平衡方程c铝m（t铝一to）=c水m水（t水一t铝）c铁m（t铁一t0）=c水m水（t水一t铁）○1÷○2得铁00t-tt-t·ttttcc水铁铝铝水铁铝∵C铝＞C铁∴(t水一t铝)（t铁一t0）＞（t铝一t0）（t水一t铁）化简后为t水t铁十t铝t0＞t水t铝十t铁t0即t铁（t水－t0）＞t铝（t水－t0）故t铁＞t铝同理可得t铜＞t铁即t铝＜t铁＜t银解法2利用函数的增减性用cx表示某一金属的比热，热平衡方程为cxm（t－to）=c水m水（t水一t）解得t=水水水水水m0cmctmcmtcxx从③式很难看出平衡温度t是cx的增函数还是减函数，因为分子分母均含有未知量xC,为此，可将③式变形，把分子上的xC消掉。t=水水水水水水水水水mcmctmctmctmcmtcxx000=t0+水水水水水mcmc)tt(mCx0从上式看出，t是cx的减函数，由于c铝＞c铁＞c铜，所以t铝＜t铁＜t铜，选A解法3极限法对于上述③式，令cx→0,有t→t水；令cx→∞，有t→t0。由此可知cx越大，t越小，选A。解法4假设法假设水的末温相同，即三个球升高的温度相同。∵Q吸＝cm△t，m、△t相等，c铝＞C铁＞C铜，∴Q铝＞Q铁＞Q铜，即比热大的铝球吸收热最多，由热平衡方程可知，投入铝球的那杯水放出的热量最多，所以，三杯中的水末温不可能一样，应该是投入铝球的那杯水温度降低最多，末温最低。解法5图像法如下图所示，建立Q－t坐标系，Q表示吸收（或放出）的热量，t表示温度，设室温to，三球比热C铝＞C铁＞C铜，质量相同，可知吸热线斜率k铝＞k铁＞k铜，它们的吸热线与热水的放热线相交于A、B、C，曲线相交时，水与金属温度相同，吸收或放出的热量相等，代表平衡点，则对应的末温t铝＜t铁＜t铜。比较上述解法，常规解法显得繁冗逊色，理解了上述解法，类似问题便可迎刃而解。练习题1、用煤气灶既方便又环保，一般的煤气灶正常工作时。15min可使质量为4Kg、温度为23℃的水沸腾，该城市水的沸点为93℃，求：⑴水吸收的热量；⑵若煤气灶放出的热量70%被水吸收，煤气灶实际放出的热量为多少2、小红家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃的热水100kg。她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。（1）若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？（2）若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg？（液化石油气的热值是8.0×107J/kg）（3）请你说出太阳能热水器的优点。（至少说出一条）3、随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求：(1)这些汽油完全燃烧放出的热量；(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。4、某辆小轿车油箱内装有32kg汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km．假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N．已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6×107J/kg．求：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油5、太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量是多少？，这些热量相当于完全燃烧多少的天然气放出的热量．[天然气的热值取7×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J／(kg·℃)]6、泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的平均阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功。（2）燃油放出的热量（3）该专用车的热机效率是多少？（4）汽车的轮胎上有凹凸不平的花纹，这样做的好处是什么？