1、九年级上科学期末复习考点训练九年级上科学期末复习考点训练（三）热量的计算（三）热量的计算 1某工厂采用卧式燃煤锅炉烧水，将 4000kg 水从 25加热到 75，该锅炉烧水的效率为 70%，所用烟煤的热值约为73 10 J / kg，水的比热容为3J4.2 10/ kg，求： （1）这些水吸收的热量是多少？ （2）烧这些水锅炉需要消耗烟煤的质量是多少？（假设烟煤完全燃烧） 2室温为 10时，小金利用如图所示装置验证“外界对物体做功，可以使物体的内能增加”。小金用平均为 50 牛的力将活塞压下 12 厘米，发现底部浸有 0.001 千克乙醚的棉花并没有出现燃烧现象。（乙醚的比热容约为 1.810
2、3J/kg，着火点为 160） （1）小金的实验没有成功，请帮助他分析原因。 （2）小金对活塞做功多少焦？ （3）0.001 千克乙醚温度从 10升高到着火点至少需要吸收多少热量？ 3当今太阳能热水器已经用得非常普遍了，如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将5、120L 水加热到 45。水的比热容为 4.2103J/（kg），水的密度为 1.0103kg/m3 （1）热水器中水的质量是多少？ （2）在此过程中，水吸收了多少热量？ 4.用燃气灶烧水，燃烧 0.5 千克的煤气，能使 50 千克的水从 20升高到 70(不计热散失)。已知水的比热容为 4.2103焦/(千克) ，煤气
3、的热值为 4.2107焦/千克。求： （1）0.5 千克煤气完全燃烧放出的热量。 （2）水吸收的热量。 （3）燃气灶烧水的效率。 5某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率。他们用酒精灯给初温为 20，质量为 100g 的水加热，经过一段时间测得水温升高了 60、消耗了 4.2g 酒精。已知：水的比热容为 4.2103J/（kg），酒精的热值为 3107J/kg。求： （1）此过程中水吸收的热量； （2）酒精灯烧水时的热效率。 6.森林是一所巨大的天然“氧吧”，因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气，小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一个脸盆装 6kg 的水，水面
4、的表面积为 0.1m2，经太阳垂直照射 15min，温度升高了 1。请计算：c水4.2103J/(kg) （1）实验时 6kg 的水吸收了多少热量？ （2）若地表植物接收太阳能的能力与水相等，每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳？ （3）100m2绿地每秒可以放出多少升的氧气？(设绿色植物在光合作用下每吸收 103J 的太阳能可以放出0.05L 的氧气) 7.有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如表所示。将它安装在阳光充足的水平台面上，并装满水。 型号 JL8801A 水容量/L 80 自身质量/kg 50 （1） 某地区 （晴天） 一天中接收的太阳能3.36107J， 接收的太阳能，
5、如果由燃烧煤气 （热值q=4.2107J/kg）来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？ （2）装满的水质量是多少千克？ （3）若这一天中接收的太阳能有 60%被热水器中的水吸收，则可使初温为 20的水温度升高到多少度?c=4.2103J/（kg) 8.“低碳排放，保护地球”是当今世界的主题，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题。 （1）在能源家族中，风能、太阳能、水能都同属于_(选填“可再生”或“不可再生”)能源，它们的开发和利用可以减少大量化石能源的生产和消耗所导致的生态破坏与严重环境污染问题。 （2）为实现减排目标，国家大力推广风力、水力发电，
6、如图是我国西部某处风力发电场的壮观画面。假如装机总功率为 4.2106kW 的风电场项目全面建成后，所有机组发电 1h，可提供多少千瓦时电能？若这些电能全部转化为水的内能， 那么可以把多少千克的水从 28加热至沸腾(在 1 个标准大气压下)？水的比热容为 4.2103J/(kg) 9在标准大气压下，用炉子将 10kg 的水从 20加热至沸腾，燃烧了 0.5kg 的焦炭，已知水的比热容为 4.2103J/（kg），焦炭的热值为 3.0107J/kg。求： （1）水吸收的热量。 （2）0.5kg 焦炭完全燃烧释放的热量。 （3）炉子烧水的效率。 10小金同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用
7、了两只完全相同的酒精灯分别给质量均为 200g的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像分别如图 a、图 b 所示。已知酒精的热值73.0 1g0/kJq ，加热时酒精灯平均每分钟消耗 2.8g 酒精。已知水的比热容34.2 10 J/(kg)c水，求： （1）加热 2min 时间内水吸收的热量； （2）这 2min 时间内酒精灯的加热效率； （3）沙子的比热容。 11.用燃气灶烧水，燃烧 0.5 千克的煤气，能使 50 千克的水从 20升高到 70(不计热散失)。已知水的比热容为 4.2103焦/(千克) ，煤气的热值为 4.2107焦/千克。求： （1）0.5 千克煤气完全
8、燃烧放出的热量。 （2）水吸收的热量。 （3）燃气灶烧水的效率。 12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 内全燃烧了 2kg 的煤水的比热容为34.2 10 JC/ kg，煤的热值约为73 10 J / kg。 求：（1）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。 13一容器中装有 40kg 温度是 10的冷水，若用某一天然气灶把它加热到温度为 60时，共用了 0.6m3的天然气，已知天然气的热值为 2.8107J/m3， 水的比热容 4.2103J
9、/(kg)。 （1）这次加热过程中，水吸收的热量是多少？ （2）0.6m3的天然气完全燃烧释放的热量是多少？ （3）该热水器的实际效率是多少？ 14某中学锅炉房每天要将 3t 水从 20加热到 100。问： （1）这些水要吸收热量为多少？ （2）西气东输实现后，可用天然气作为燃料来烧水，设天然气完全燃烧释放热量的 75%被水吸收，学校每天因烧水要消耗天然气的体积是多少 m3？（天然气的热值q=8.4107J/m3 。气体完全燃烧放出热量的公式是Q=qV，式中V表示气体燃烧的体积） 15天然气是当今家庭中使用较普遍的一种能源，现用天然气来加热水 （1）使 50 千克水温度从 25加热至 75，水
10、吸收了多少热量？ （2）如果加热过程中，天然气放出的热量只有 20%被水吸收，则需完全燃烧多少立方米的天然气？天然气热值是738 10 J/m）（计算结果保留两位小数） 答案及解析答案及解析 1（1）水吸收的热量： Q吸=cm(tt0)=4.2103 J/(kg )4000kg(7525)=8.4108J。 （2）由QQ吸放=70%得烟煤完全燃烧放出的热量： 898.4 10 J1.2 10 J70%70%QQ吸放 烟煤的质量 971.2 10 J40kg3 10 J / kgQmq放煤。 答：（1）这些水吸收的热量是 8.4108J； （2）烧这些水锅炉需要消耗烟煤的质量是 40kg。 2（
11、1）推活塞的力太小，推动的距离太短，推动的速度太慢，乙醚汽化，氧气含量太低；空气和筒壁发生热传递；（2）6J；（3）270J 【解析】 解：（1）根据可燃物燃烧的条件：温度达到可燃物的着火点以及助燃剂。可知推活塞的力太小，推动的距离太短，推动的速度太慢；乙醚汽化，氧气含量太低；空气和筒壁发生热传递等原因会导致棉花没有燃烧。（其它合理均可） （2）小金对活塞做功 W=Fs=50N0.12m=6J （3）乙醚吸收热量 Qcm t=1.8103J/kg0.001kg（160-10）=270J 答：（1）推活塞的力太小，推动的距离太短，推动的速度太慢；乙醚汽化，氧气含量太低；空气和筒壁发生热传递； （
12、2）小金对活塞做功 6J； （3）0.001 千克乙醚温度从 10升高到着火点至少需要吸收 270J 的热量。 3（1）120kg；（2）2.016107J 【解析】 解：（1）太阳能热水器中水的体积 V=120L=120dm3=0.12m3 水的质量 m=V=1.0103kg/m30.12m3=120kg （2）水吸收热量 Q吸=cm（t-t0）=4.2103J/（kg）120kg（45-5）=2.016107J 答：（1）热水器中水的质量是 120kg； （2）在此过程中，水吸收了 2.016107J 热量。 4.（1）煤气燃烧放出的热量 Q=qm=4.2107焦/千克0.5 千克=2.1
13、107焦； （2）水吸收的热量 Q吸=c水m水t水=4.2103焦/(千克)50 千克（70-20）=1.05107J； （3）燃气灶的效率。 【解析】（1）根据 Q=qm 计算煤气放出的热量； （2）根据 Q吸=c水m水t水计算水吸收的热量； （3）根据计算燃气灶的效率。 5（1）2.52104J；（2）20% 【解析】 解：（1）此过程中水吸收的热量 Q吸c水m水t4.2103J/(kg)100103kg602.52104J （2）酒精完全燃烧产生的热量 Q放m酒精q4.210-3kg3107J/kg1.26105J 酒精灯烧水时的热效率 452.52 10 J100%100%20%1.2
14、6 10 JQQ吸放 答：（1）此过程中水吸收的热量为 2.52104J； （2）酒精灯烧水时的热效率为 20%。 6.（1）实验时 6kg 水吸收的热量为 Qcmt4.2103J/(kg)6kg12.52104J。 （2）每平方米水每秒吸收的太阳能为 280J， 由于地表植物接收太阳能的能力与水相等，所以每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为 280J。 （3）100m2绿地每秒可以放出氧气 0.05L1.4L。 【解析】（1）根据公式 Q=cmt 计算水吸收的热量； （2）每平方米水每秒吸收的太阳能=； （3）首先根据每平方米绿地每秒吸收的太阳能面积时间计算出绿地吸收的太阳能，再根据计算出放出
15、氧气的体积。 7.（1）需要完全燃烧煤气的煤气质量： ; （2）装满的水的质量：; （3）水一天中吸收的热量 QQ60%3.36107J 2.016107J， 由公式 Qcmtcm（t-t0）得： 水升高到的温度：。 【解析】（1）根据公式 Qqm 进行计算； （2）根据密度公式计算水的质量； （3）根据热水器的效率，利用公式 Qcmt 完成计算。 8.（1）可再生 （2）所有机组发电 1h 可提供电能 4.2106kW1h4.2106kWh。 这些电能全部转化为水的内能， 将 m 5.0107kg 水从 28加热至沸腾。 【解析】（1）可再生能源是指自然界中可以不断利用、循环再生的一种能源，
16、例如太阳能、风能、水能、生物质能、海洋能、潮汐能、地热能等。 （2）根据 W=Pt 计算出发电机组 1h 提供的电能。根据公式计算出可以加热至沸腾的水的质量。 【解答】（1）在能源家族中，风能、太阳能、水能都同属于可再生能源，它们的开发和利用可以减少大量化石能源的生产和消耗所导致的生态破坏与严重环境污染问题。 （2）所有机组发电 1h 可提供电能：W=Pt=4.2106kW1h4.2106kWh。 这些电能全部转化为水的内能， 可使从 28加热至沸腾的水的质量： 。 9(1)3.36106J；(2)1.5107J；(3)22.4% 【解析】 解：(1)1 个标准大气压下，水的沸点为 100，所
17、以将水加热至 100，水吸收的热量 3604.2 10 J/ kg10kg100203.36 10 JQcm tt吸 (2)0.5kg 焦炭完全燃烧释放的热量 770.5kg 3.0 10 J/kg1.5 10 JQmq吸 (3)炉子烧水的效率 673.36 10 J100%100%22.4%1.5 10 JQQ吸放 答：(1)水吸收的热量为63.36 10 J； (2)0.5kg 焦炭完全燃烧释放的热量为71.5 10 J； (3)炉子烧水的效率为 22.4%。 10（1）4.2104J；（2）25%；（3）0.91103J/(kg) 【解析】 解：（1）已知沙子和水的质量相等，吸收相同热量
18、时，因沙子的比热容比水小，沙子的温度升高得多，所以图 a 表示的是沙子吸热升温的过程，图 b 表示的是水吸热升温的过程；由图 b 可知，加热 2min 水温度升高 t水=70-20=50 则加热 2min 时间内水吸收的热量为 Q水吸=c水m水t水=4.2103J/(kg)0.2kg(70-20)=4.2104J （2）因为酒精灯平均每分钟消耗 2.8g 酒精，加热 2min 时间内消耗酒精的质量为 m=2.8g/min2min=5.6g=5.610-3kg 则酒精完全燃烧放出的热量为 Q放=mq=5.610-3kg3.0107J/kg=1.68105J 酒精灯的加热水的效率为 454.2 1
19、0 J100%100%25%1.68 10 JQQ吸放水 （3）因为两酒精灯完全相同、加热方式也相同，所以相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，则在 2min的时间内，沙子吸收的热量 Q沙吸=Q水吸=4.2104J 由图 a 可知加热 2min，沙子的温度从 20上升到 250 t沙=250-20=230 m沙=200g=0.2kg 沙子的比热容 434.2 10 J0.91 10 J/(kg)0.2kg230Qcmt沙吸沙沙沙 答：（1）加热 2min 时间内水吸收的热量为 4.2104J； （2）这 2min 时间内酒精灯的加热效率为 25%； （3）沙子的比热容为 0.91103J/(kg
20、)。 11.（1）煤气燃烧放出的热量 Q=qm=4.2107焦/千克0.5 千克=2.1107焦； （2）水吸收的热量 Q吸=c水m水t水=4.2103焦/(千克)50 千克（70-20）=1.05107J； （3）燃气灶的效率。 【解析】（1）根据 Q=qm 计算煤气放出的热量； （2）根据 Q吸=c水m水t水计算水吸收的热量； （3）根据计算燃气灶的效率。 12(1)6107J；(2)2.52107J；(3)42%。 【解析】 (1) 煤完全燃烧产生的热量： 77=2kg 3 10 J kg=6 10 JQmq ； (2)由图知，水初始温度为 20，6min 时水温为 80，所以水吸收的热
21、量： 370=-=4.2 10 Jkg100kg80-20=2.52 10 JQcm t t吸； (3) 煤炉烧水时的热效率： 772.52 10 J100%=100%=42%6 10 JQQ吸。 答：(1) 煤完全燃烧产生的热量76 10 J； (2) 水吸收的热量72.52 10 J； (3) 煤炉烧水时的热效率42%。 13（1）8.4106J；（2）1.68107J；（3）50% 【解析】 解：（1）根据吸热公式Qc m t吸水可知 36104.2 10 J/(kgC)kg60 C 10 C()40()8.4 10 JQc m tt水吸 （2）根据热值公式QqV可知 3770.6m2.
22、8 10 J/kg1.68 10 JQVq放 （3）则该热水器的实际效率是 678.4 10 J100%50%1.68 10 J100%QW放吸 答：（1）这次加热过程中，水吸收的热量是68.4 10 J； （2）0.6m3的天然气完全燃烧释放的热量是71.68 10 J； （3）该热水器的实际效率是 50%。 14(1)1.008109J；(2)16m3 【解析】 (1)3t 水从 20加热到 100吸收的热量为 Q吸=cmt=4.2103J/(kg )3000kg(10020)=1.008109J (2)天然气完全燃烧释放热量 Q放=Q放=91.008 10 J75%=1.344109J
23、消耗天然气的体积 V=Qq放=9731.334 10 J8.4 10 J/m=16m3 即烧水要消耗 16m3的天然气。 答：(1)这些水要吸收热量为 1.008109J； (2)学校每天因烧水要消耗天然气的体积是 16m3。 15 1.05107J； 0.66m3 【解析】 (1)根据题意知道，m=50kg，t=t-t0 =75-25=50，水吸收的热量是： Q=cmt =4.2103 kg/m3 50kg50=1.05107 J； (2)由=100%QQ吸放知道，天然气需要放出的热量是： 771.05 10 J=5.2521J0%0QQ吸放， 由QVq放知道，消耗天然气的体积是： 7373m8 105.25 10 J0.6m6J/QVq放。 答：(1)水吸收的热量是 5.25107 J； (2)需完全燃烧的天然气体积是 0.66m3。
