热学计算题复习

2016.3.23热学教师马强热学计算题归类总结1、纯热量的计算。（1）求物质升温、降温时的吸收、放出的热量；（2）求燃料完全燃烧时放出的热量；（3）电流通过导体时产生的热量。2、纯热效率的计算：（1）求炉子热效率；（2）求热机效率；（3）求电热器的热效率；（4）求太阳能热水器的吸热效率。3、利用效率解决实际问题：(1)根据炉子效率算燃料质量；(2)根据热机效率算燃油质量；(3)根据电热器效率算加热时间。5、综合题：电热综合题；力学热学综合题。4、太阳能热水器中的吸热功率、电热水器中的功率的相关计算。？SangaoEDU.com三高教育1、知道三类求热量的公式和四种求热效率的公式。2、会用热量公式、热效率公式及它们的变形公式规范、准确完成计算题。3、会用热量公式、热效率公式及它们的变形公式熟练、准确完成填空题。4、在练习实践中了解、解决自己在做计算题时存在的问题。学习目标SangaoEDU.com三高教育SangaoEDU.com三高教育§热学计算题复习一、纯热量计算热学计算题复习课堂训练1、物质吸、放热公式：Q放＝mq；Q放＝Vq(气体燃料)3、电流产生热量的计算：Q吸＝cm(t-t0)Q放＝cm(t0-t)2、燃料燃烧放热公式：Q=I2RtQ=cmΔtQ=W=PtQ=W=UIt（适用纯电阻）tRWQU2（适用任何用电器）MSangaoEDU.com三高教育SangaoEDU.com三高教育工作的电动机如白炽灯泡、电饭锅、电热毯、电暖器、电热水器等（一）知识储备SangaoEDU.com三高教育例题1、一块蜂窝煤的质量为0.6kg，煤的热值是3.0×107J/kg，如果蜂窝煤完全燃烧时放出的热量全部被水吸收，则完全燃烧一块蜂窝煤最多可以把多少千克10℃的水加热到100℃?如果用“220V，1000W”的电炉来完成，当该电炉正常工作时需要多少时间？该电炉的电阻是多少？（二）、经典例题（三）随堂练习：1.一只热气球充有500kg空气，若不供给热量，每小时空气温度降低20℃.求（1）为保持温度，每小时应向其供热多少焦?（2）若所使用的燃料热值为4.0×107J/kg，完全燃烧放出的热量全部给空气供热，每小时要消耗多少燃料?(3)这些热量能够使500kg的水升高多少摄氏度？（c空气=1.0×103J/（kg·℃）、c水=4.2×103J/（kg·℃）、此时气压为1标准大气压）SangaoEDU.com三高教育SangaoEDU.com三高教育(四)基础提速训练1.一铁块的质量为1kg，当它的温度从5℃升高到10℃所吸收的热量是_________。C铁=0.46×103J/（kg·℃）2、质量为2kg的沸水其温度降低到10℃时，可放出热量？（此时气压为1标准大气压）3、完全燃烧42g的焦炭可放出__________J的热量（焦炭的热值为3.0×107J/kg），这相当于完全燃烧热值为4.0×107J/m3的煤气立方米?SangaoEDU.com三高教育SangaoEDU.com三高教育二、纯效率的计算（一）知识储备（1）炉子效率的计算公式：炉子的效率=物质吸收的热量除以燃料完全燃烧放出的热量。(2)热机效率的计算公式：热机的效率=牵引力所做的功除以燃料完全燃烧放出的热量。(3)电热器效率的计算公式：电热效率=水吸收的热量除以电热器消耗的电能。(4)太阳能热水器吸热效率的计算公式：吸热效率=水吸收热量除以热水器吸收热量SangaoEDU.com三高教育例题2.某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6kg的水，水的表面积为0.1m2，经过太阳光垂直照射15min，水温升高了5℃.问：（1）实验时6kg的水15min内吸收了多少热能？（2）平均每分钟1m2水面吸收的热量是多少？（3）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，至少需要燃烧多少m3的液化气？（假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是5.0×107J/m3）（4）若用电功率为1000W的电磁炉来加热，达到相同的效果需要140s,则该电磁炉的效率是多少？（二）经典例题SangaoEDU.com三高教育SangaoEDU.com三高教育（三）随堂练习：2.（2013安徽）（8分）某家庭用一个标有“220V，1000W”的电热水器来烧水．该电热水器正常工作20min，可将质量为5kg温度为20℃的水加热到60℃．小的比热容为4.2×103J/（kg·℃）．求这段时间内：（1）水吸收的热量．（2）电热水器消耗的电能．（3）电热水器的热效率.（水吸收的热量与消耗的电能之比叫热效率）SangaoEDU.com三高教育（四）、基础提速训练1.某家庭每天需要生活用热8.4×106J，他们利用煤气灶需燃烧0.8kg煤气来获取这些能量．已知煤气的热值q＝4.2×10７J/kg，水的比热容c＝4.2×10３J/（kg·℃）．求：煤气灶烧水的效率.2、汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进了社会经济的发展。某型号四轮汽车，当它以15m/s的速度在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为600N，每行驶100km消耗汽油量为8L。完全燃烧1L汽油释放的能量为3.6×107J。求：汽车以15m/s的速度匀速行驶时汽车的效率。SangaoEDU.com三高教育3、小明家有一台太阳能热水器，向其中注入50kg的水。阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是。水的比热容是4.2×103J／(kg·℃)。SangaoEDU.com三高教育讨论：我们在计算题中会遇到哪些困难？1、公式方面：公式记不住；不会正确进行公式变形；各个公式所代表的物理量不明确，计算时乱用、乱代。2、计算方面：计算能力差，单位换算存在问题；小数的计算、科学计数法、分式的性质不能灵活运用使计算复杂化、计算结果不能正确表达。3、格式方面：没有要带单位进行计算的意识；缺少公式、数学式计算比较普遍；计算格式不规范（如没有必要文字说明、答题空间安排不合理等）；计算过程不完整等。4.能力方面：题意理解错误或不理解题意。SangaoEDU.com三高教育1：物理兴趣小组的同学们做了这样的实验：取500g水放在烧杯中，测得水的温度为20℃，然后点燃酒精灯给烧杯加热，并将温度计插在水中，观察水温的变化，当温度计的示数恰为70℃时，消耗了10g酒精.水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)（1）请计算出实验中水吸收了多少热量？（2）有的同学试图用水吸收的热量来计算酒精的热值.请你回答这种做法是否可以？并说明理由.（3）若酒精的热值为3.0×107J/kg，该实验酒精灯燃烧效率是多少？SangaoEDU.com三高教育今日写在作业本上的作业今日写在作业本上的作业如图24－5所示电路，电动机M的线圈电阻为0.5Ω。当S断开时，电流表的示数为1A；当S闭合时，电流表的示数为3A。问：图24－5(1)当S闭合时，电阻R在2min内产生的热量是多少J。(2)当S闭合时，电动机工作2min，电动机线圈产生的热量是多少J。SangaoEDU.com三高教育SangaoEDU.com三高教育今日写在作业本上的作业2.明天见SangaoEDU.com三高教育2016.3.23教师马强三、利用效率解决实际问题：（一）知识储备（1）炉子效率算燃料：Q放×η=Q吸=cm△t升=mqm=Q放×η/qQ放=Q吸/η（2）热机效率算燃油：W=F牵.S=Q放η=mqη求：m.(3)电热效率算时间:Q吸=W电η=ptη求：t。SangaoEDU.com三高教育（二）基础知识的训练2.已知煤气的热值为3.6×107J/m3，0.28m3的煤气完全燃烧放出的热量是多少？若这些热量的50%被温度为20℃，质量为30kg的水吸收，则水温升高多少？(c水＝4.2×103J/(kg·℃)SangaoEDU.com三高教育1.一只热气球充有500kg空气，若不供给热量，每小时空气温度降低20℃，为保持温度，每小时应向其供热多少焦?所使用的燃料热值为4.4×107J/kg，完全燃烧放出的热量有75%给空气供热，每小时要消耗多少燃料?［c空气=1.0×103J/kg℃］3.汽车总质量为1150kg，以72km/h的速度匀速行驶10km。若汽车所受阻力为汽车重力的0.1倍，每个轮胎与路面的接触面积为0.05m2。(g取10N/kg)求：(1)汽车对路面的压强为多少？(2)汽车行驶过程中克服阻力做了多少功？其功率为多少？(3)若该汽车热机的效率为25%，如果不考虑热机及其他的能量损失，汽油热值为4.6×107J/kg，则该汽车行驶10km的过程中需要的汽油质量为多少千克？SangaoEDU.com三高教育3．如图T8－10所示是某种电热饮水机的简化电路示意图，它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制)，阅读该饮水机说明书可知：热水箱容积2L，额定电压220V，加热时的功率400W，保温时的功率40W。试问：(1)饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态？(2)R1和R2的电阻值各是多大？(3)在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，加热效率为80%。若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时间？[c水＝4.2×103J/(kg•℃)，ρ水＝1.0×103kg/m3，忽略温度对电阻的影响]SangaoEDU.com三高教育例题3、家庭使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为21kg。液化气的热值取5×107J／kg．（1）1kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？（2）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的60％被利用，那么散失的热量是多少？（3）小彤想节约能源、降低能耗，若将上述散失的热量全部利用起来，可以把多少温度为20℃的水加热到100℃？（三）经典例题解析SangaoEDU.com三高教育（四）随堂训练3：家庭浴室中常用的暖灯型浴霸是通过灯泡的热辐射来升高光照区域内空气温度的。某型号浴霸由四只标有“220V750W”的同规格发热灯组成，如图T8－7所示。若当地空气的密度为1.2kg/m3，测得浴室的面积为6m2，高为2.5m，浴室内空气的质量m＝______kg；当四只灯泡同时正常工作250s时，发热灯加热产生的热量是________J，此过程浴室内的空气温度从10℃上升到25℃，空气的比热容为1.0×103J/(kg•℃)，浴室内空气吸收的热量是__________J；浴霸加热浴室内空气的能量转化效率是__________%。SangaoEDU.com三高教育四、力热综合（一）知识储备W=F.SQ放=mqw=Q放ηQ放=w/η（二）基础练习：1、如图T8－3所示的汽车总质量为1150kg，以72km/h的速度匀速行驶10km。若汽车所受阻力为汽车重力的0.1倍，每个轮胎与路面的接触面积为0.05m2。(g取10N/kg)SangaoEDU.com三高教育求：(1)汽车对路面的压强为多少？(2)汽车行驶过程中克服阻力做了多少功？其功率为多少？(3)若该汽车热机的效率为25%，如果不考虑热机及其他的能量损失，汽油热值为4.6×107J/kg，则该汽车行驶10km的过程中需要的汽油质量为多少千克？SangaoEDU.com三高教育例题4重410N的汽车在水平路面上匀速运动，所受阻力为920N，汽车牵引力的功率为9.2kW，其汽油发动机的效率为20%.(汽油的热值是4.6×107J/kg)(1)在图5－3－4表示汽车的方框上画出汽车匀速运动过程中，水平方向的受力示意图．(2)求汽车运动100s内：①发动机对汽车的牵引力多大？②牵引力做了多少功？③汽车通过的距离有多长？④发动机消耗汽油的质量是多少？图5－3－4（三）经典例题解析SangaoEDU.com三高教育总质量：1600kg额定功率：100kW车轮与地面的总接触面积：8.0×10－2m2水箱容量：5L（四）随堂训练4：随着经济水平的不断提高，小汽车越