1、小专题( 一)热量综合计算01 专题概述热量计算的内容包括热传递过程中吸热与放热的计算，燃烧燃料释放热量的计算，热机、锅炉、太阳能集热器等设备利用热量的计算.所用到的公式有：Q=cmt、q=Q/m、=Q 用 /Q 总 .具体步骤是：一是找温度变化，利用Q 吸 =cmt 列出式子；二是利用公式 Q 放 =mq 或 Q 放 =qV 列出式子；三是如果涉及效率问题，则有公式 Q 吸 =Q放 .由三个所列的式子即可得出所求的问题.02 专题训练类型 1 一般吸放热问题1.完全燃烧 1 kg 柴油放出的热量能使多少质量的水温度升高 20 ?已知柴油的热值是 4.2107 J/kg，水的比热容是 4.21
2、03 J/(kg)，假定放出的热量被水完全吸收 ( )A.2 kg B.20 kgC.50 kg D.500 kg2.(滨州中考) 西气东输工程让滨州市民用上了物美价廉的天然气.在标准大气压下，将质量为 2 kg、温度为 20 的水加热至沸腾，水至少要吸收_J 热量，这需要完全燃烧 _m3 天然气.(c 水 =4.2103 J/(kg)，天然气的热值为 8107 J/m3)3.(常德中考) “可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力.同等条件下， “可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这说明“可燃冰”的_很大.若以 10 倍的关系粗略计算，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量可以使
3、_kg 的水升高 40 .(c 水 =4.2103 J/(kg)，q 煤气 =4.2107 J/kg).4.(临沂中考) 人类正积极开发和利用太阳能，如太阳能热水器、太阳能电池等.江涛想知道家中太阳能热水器吸收太阳能的本领，做了如下探究：天气晴朗时，江涛测得太阳能热水器 1 h 内使质量为 50 kg 的水从 20 升高到 30 ，问：(1)水吸收了多少热量?c 水 =4.2103 J/(kg)(2)若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，则至少需要燃烧多少 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 5.0107 J/m3)5.(常州中考) 阿根廷科学家设计了一
4、款“牛屁屁收集器” ，在牛背上装有一个塑料袋，通过导管收集牛体内排出的气体. 从一头成年牛平均每天排放出的气体中可提取 0.21 kg 甲烷.若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使多少质量的水从 20 升高到 70 ?q 甲烷 =5.6107 J/kg，c 水 =4.2103 J/(kg).类型 2 热量的利用效率问题6.木炭的热值是 3.4107 J/kg，完全然烧 500 g 木炭，能放出_J 的热量.柴油机是工农业生产中常用的热机.已知某型号柴油机的效率为 ，柴油的热值为 q，将质量为 m 的柴油完全燃烧，能放出的热量 Q=_，这些热量通过该柴油机的转化对外所做的有用功 W=_.
5、7.(南通中考) 建筑工地上有一台大型汽车吊，把 100 t 建筑材料从地面吊到 15 m 高处，汽车吊做的有用功为_J.在这过程中，汽车吊消耗柴油的质量为 2.0 kg，则完全燃烧 2.0 kg 柴油释放的内能为_J，该过程中汽车吊的效率为_%.( 柴油的热值为 q=4.3107 J/kg,g 取 10 N/kg)8.(苏州中考) 燃气灶烧水时，把质量为 2 kg、初温为 20 的水加热到 100 ，共燃烧了 0.02 m3 天然气(假设天然气完全燃烧).已知水的比热容为 4.2103 J/(kg)，天然气的热值为 8.4107 J/m3.求：(1)水吸收的热量；(2)天然气完全燃烧放出的热
6、量；(3)燃气灶烧水时的效率.9.(本溪中考) 如图所示为 FDP30C 型柴油水泵机组(水泵机组动力由柴油机提供)，它的优点是重量轻、体积小、功率大；省时、省油、省心.该水泵机组的效率为 40%，正常工作 1 小时可以将 54 m3 的水抽到 20 m 高处，请计算这个过程中：(g 取 10 N/kg，q 柴油 =4.3107 J/kg).(1)水泵机组对水做了多少功?(2)水泵机组的有用功功率是多少?(3)水泵机组消耗多少柴油?( 结果保留两位小数)10.（杭州中考）某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为 1 m2 表面上，每秒钟接收到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验.经多次试验得到自制太
7、阳能热水器吸收太阳能的效率为 50%.控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是 2 m2，太阳能热水器内的水的质量为 100 kg，水的初温为 20 ，经 8 750 s 时间后上升到 45 ，c 水=4.2103 J/（kg）.请计算：（1 ）在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量是多少焦耳？（2 ）垂直于太阳光的 1 m2 表面上，每秒钟接收到的太阳能是多少焦耳？11.阅读下列材料，并解答问题：“可燃冰”被视为 21 世纪的新型绿色能源.科学家估计，全球海洋底部可燃冰分布的范围约 4 000 万平方公里，储量可供人类使用约 1 000 年.我国南海海底存储着丰富的可燃冰资源，已经查明
8、的储量相当于目前陆上石油、天然气资源量总数的三分之一.可燃冰的主要成分是甲烷，1 m3 可燃冰可转化生成 164 m3 的甲烷气体和 0.8 m3 的水，已知甲烷气体的热值为3.6107 Jm 3.桂林市新开通的 301 路公交车，使用 LNG 天然液化气为燃料，这种燃料的主要成分就是甲烷.如果 301 路公交车满载乘客时总质量是 6 000 kg，1 m3 可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧产生的能量，可供公交车满载时以 36 km/h 的速度匀速行驶 1 640 min，行驶中公交车受到的平均阻力为车重的 0.05 倍，则这段时间内发动机的实际功率和效率各为多大？参考答案1.D 2.6.72
9、105 8.410-3 3.热值 2 500 4.(1)水吸收的热量：Q=cm(t-t 0)=4.2103 J/(kg)50 kg(30 -20 )=2.110 6 J； (2)由 Q 放=qV 可知，需要燃烧的液化气的体积： V= = =4.210-2 m3 qQJ71562.5.甲烷完全燃烧放出的热量：Q 放 =m1q=0.21 kg5.6107 J/kg=1.176107 J，由题知，Q 吸 =Q 放 =1.176107 J，因为Q 吸 =cm(t-t0)，所以 m= = =56 kg 0)tc()20-()(kgJ4.2J1.36.1.7107 qm qm 7.1.5107 8.610
10、7 17.4 8.(1)在此过程中，水吸收的热量：Q 吸 =c 水 m(t-t0)=4.2103 J/(kg) 2 kg(100 -20 )=6.7210 5 J (2)天然气完全燃烧放热：Q 放 =Vq=8.4107 J/m30.02 m3=1.68106 J，(3)燃气灶烧水时的热效率 = 100%= 100%=40% 9.(1)1 h 所抽送的水的体积J10.68725为：V=54 m3，这些水的重力大小： G=mg= 水 Vg=1.0103 kg/m354 m310 N/kg=5.4105 N，这些水被提升的高度为 h=20 m，所做的有用功为： W 有用 =Gh=5.4105 N20
11、 m=1.08107 J； (2)水泵机组的有用功功率：P= =tW=3 000 W (3)因为水泵的机械效率是 =40%，则总功为：Q=W 总 = = =2.7107 J 360sJ1.87 W40%J1.87消耗的柴油为：m= = =0.63 kg 10.（1）Q=cm（t-t 0）=4.210 3 J/（kg） 100 kg（45-qQKgJ104.32720） =1.05107 J（2）因为 = ，所以 Q 总 = 1.05107 J/50%=2.1107 J 2.1107 J/（2 m28 750 s）=1 200 J/(m2s).所以 1 m2 表面上每秒接收到的太阳能是 1 20
12、0 J. 11.1 m3 可燃冰转化生成的甲烷气体完全燃烧放出热量 Qq 甲烷 V3.610 7 J/ m3164 m35.90410 9 J 发动机的实际功率 PQ/t5.904 109 J(1 64060 s)6.0 104 W 36 km/h=10 m/s 公交车行驶路程 svt10 m/s1 64060 s9.8410 5 m 车匀速行驶，牵引力 F 牵 f0.05 G 车 0.05 mg0.056 000 kg10 N/kg310 3 N 牵引力做的有用功 W 有 F 牵 s310 3 N9.84105 m2.952 109 J 发动机效率 W 有 /Q2.95210 9 J5.90410 9 J50%.
