热量计算的考点有物体吸收或放热燃料完全燃烧放出热量.docx
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热量计算的考点有物体吸收或放热燃料完全燃烧放出热量
热量计算的考点有物体吸收或放热、燃料完全燃烧放出热量、热平衡方程及其热效率。
中考物理试卷中题型涉及选择题、填空题和综合应用题。
特别是近几年中考涉及的热量计算试题难度不大，但今后解决创新试题就需要有扎实的基础知识，同时还需要掌握一些科学方法，复习过程中知道常考的知识点，常考的题型的解析是非常重要的。
一、热量计算常考点
考点1：
物体吸收或放出热量的公式
①计算物体吸收热量的公式为：
Q吸=cm（t-t0）=cm⊿t。
②计算物体放出热量的公式为：
Q放=cm（t0-t）=cm⊿t。
其中，Q吸表示吸收热量，单位是J；c表示物体比热容，单位是J/（kg·℃）；m表示质量，单位是kg；t0表示物体初始温度，单位是℃；t表示物体后来的温度，单位是℃。
⊿t=t-t0表示物体升高了的温度。
⊿t=t0-t，表示物理降低了的温度。
考点2：
燃料完全燃烧放出热量的公式
①燃料完全燃烧释放出的热量公式为：
Q放=mq。
②气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为：
Q放=qV。
推导过程如下：
说明：
①中的公式对固体、液体、气体、均适用。
②只对气体适用。
两个公式的得出都是根据热值的定义式得到的。
其中，Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；q表示燃料的热值，单位是J/kg；m表示质量，单位是kg。
V表示体积，单位是ｍ3。
考点3：
热平衡方程
热平衡方程为：
Q放=Q吸。
高温物体和低温物体混合达到热平衡时，高温物体温度降低放出的热量等于低温物体温度升高吸收的热量。
这时Q放=c1m1（t01-t），Q吸=c2m2（t-t02）。
燃料完全燃烧放出的热量等于另外物体吸收的热量。
这时Q放=qm1，或者Q放=qV，Q吸=cm2（t-t0）。
电热器通电流放出的热量等于另外物体吸收的热量，这时Q放=I2Rt（焦耳定律公式），Q吸=cm（t-t0）。
利用热平衡方程可以求解很多问题，有时结合比例式，解题更简单。
考点4：
热效率公式
（1）热机的效率：
用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。
热机的效率是热机性能的一个重要指标。
汽车发动机的效率、飞机发动机的效率、轮船发动机的效率均属于热机的效率，其公式为：
η=
。
（2）炉具的热效率：
天然气燃烧放出的热量是炉具提供的总热量，Q总=Q放，水吸收的热量是有用的热量Q有=Q吸，则η=
。
（3）电热水器的效率：
电热丝所产生热量为Q总，总=Q放，水需要吸收热量为Q有，有=Q吸，则η=
。
二、热量计算题的思维方法和解题技巧
首先阅题、思题，找出物体原来的温度t。
和升高到的温度（或降低到的温度）t，看看物体的质量m是多少，查查物质的比热容是多少，或者对常见的物质（如水）的比热容记住即可，有时题中或试卷前给出。
对这些物理量做到心中有数。
然后对物体温度升高的情况，可用公式Q吸=cm（t-to）列出方程，代入数值和单位求出物体应吸收的热量；对物体温度降低的情况，可用公式Q放=cm（to-t）列出方程，代入数值和单位求出物体应放出的热量。
对于燃料燃烧的问题，可用公式Q放=mq求解燃料燃烧放出的热量。
（1）如果题中物体吸热的多少是由电阻放热提供，那么放出的热量可用焦耳定律Q放=I2Rt求出，利用Q吸=Q放建立方程，将把电学量与热学量紧密联系起来。
（2）如果题中物体吸热只吸收了电阻放热的80%，则可列方程Q吸=80%Q放，所求量一定在此方程中，用电器的效率问题也可迎刃而解。
（3）如果物体吸收的热量完全由另外燃料燃烧获得，则可用Q吸
=cm（t-to）和Q放=mq结合
Q吸=Q放来求出所要的物理量。
（4）如果物体吸收的热量只吸收了燃料完全燃烧的80%，则可列方程Q吸=80%Q放，燃料的热效率问题也可迎刃而解。
（5）其它方面与热有关的问题按以上思路都会找到解题技巧。
注意：
在计算时，题中各个物理量要一一对应，并且都要化为国际单位。
三、考点典型实例及其解析
1.利用物体吸热公式Q吸=cm（t-to）解决的热学计算题
【例题1】当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍
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8℃、100L水加热到38℃。
请解答：
在此过程中，水吸收了多少热量？
[水的比热容为4.2×103
J/（kg℃），水的密度为1.0×103kg/m3]
【答案】1.26×107J
在此过程中，水吸收的热量
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（38℃﹣8℃）
=1.26×107
J。
2.利用物体吸放热公式Q放=cm（to-t）解决的热学计算题
【例题2】夏天，小红将一瓶质量为0.5kg的矿泉水放入电冰箱
的冷藏室，矿泉水的温度由37℃降至7℃，此瓶矿泉水热量（选填“吸收”或“放出”），热量为J。
[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】放出6.3×104
【解析】物体的温度从高温到低温的过程，需要放出热量，所以第一个空填写“放出”。
具体放出多少热量，由放热公式Q放=cm（t0-t）得到
Q放=cm（t0-t）=4.2×103J/（kg·℃）×0.5kg×（37℃-7℃）=6.3×104J
所以第二个空填写6.3×104。
3.利用热值公式Q放=qm1，或者Q放=qV解决的热学综合计算题
【例题3】用煤气灶烧水时，燃烧1kg的煤气，使100kg的水从20℃升高到70℃，则水吸收的热量是 J，煤气完全燃烧放出的热量是 J（q煤气=4.2×107J/kg）
【答案】2.1×107；4.2×107．
【解析】利用吸热公式Q吸=cm（t-t0）可以求水吸收的热量。
利用燃料完全燃烧放出的热量的计算公式Q放=mq可以求煤气完全燃烧放出的热量。
（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃﹣20℃）
=2.1×107J；
（2）1kg煤气完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=1kg×4.2×107J/kg=4.2×107J．
4.利用热效率公式η=
解决的热学综合计算题
【例题4】燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3天然气（假设天然气完全燃烧）。
已知水的比热容为4.2×103
J／（kg.℃），天然气的热值为8.4×107J／m3。
求：
（1）水吸收的热量；（
2）天然气完全燃烧放出的热量；（3）燃气灶烧水时的效率。
【答案】
（1）6.72×105J
（2）1.68×106J（3）40％。
【解析】利用吸热公式求出水吸收的热量。
利用热值公式求出天然气完全燃烧放出的热量。
利用热效率公式求出燃气灶烧水时的效率。
（1）水吸收的热量：
Q吸=cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃－20℃）＝6.72×105J
5.利用图像结合热学公式解答的热学综合计算题
【例题5】某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg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内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/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。
【答案】
（1）6×107J
（2）2.52×106J（3）4.2％。
【解析】根据热值公式能直接求出煤完全燃烧产生的热
量；在图像获得信息是经过6min时间加热，水的温度从20℃升高到80℃，也就是温度升高了60℃.根据吸热公式很方便求得水所吸收的热量；根据热效率公式求得煤炉烧水时的热效率。
（1）煤完全燃烧产生的热量为
Q放=m煤q=2kg×3×107J/kg=6×107J
6.热学综合计算题
【例题6】某款新型电动轿车，每充电一次，锂离子电池储存的能量为50kW•h，可供该车连续行驶300km，其最高车速可达120km/h。
（1）电动轿车的顶部向上凸起，当它高速行驶时，车顶的气压比车底的气压 。
（2）若该车以108km/h的速度匀速行驶10min，通过的路程是多少？
（3）该车连续行驶100km消耗的电能相当于完全燃烧多少升柴油产生的热量。
（q柴油=4.3×107
J/kg，ρ柴油=0.85×103kg/m3，计算结果保留两位小数）
【答案】
（1）小；
（2）该车以108km/h的速度匀速行驶10min，通过的路程为18km；
（3）该车连续行驶100km消耗的电能相当于完全燃烧1.65L柴油产生的热量。
【解析】依据流体压强与流速的关系来分析解答：
流体流速越大的位置，其压强越小；知道汽车速度和行驶时间，利用s=vt求汽车行驶的距离；根据题意求出该车连续行驶100km消耗的电能，再根据Q放=W=mq求出相当于完全燃烧柴油的质量，最后根据ρ=
求出相当于完全燃烧柴油的体积。
（1）轿车的形状上面凸起、下面平直，车高速行驶时带动空气流动，车的上方空气流速快、压强小，车的下方空气流速慢、压强大；
（2）根据v=
可知，
该车以108km/h的速度匀速行驶10min，通过的路程为：
s=vt=108km/h×
h=18km；
（3）由题意有，行驶100km消耗的电能：
W=
×50kW•h=
kW•h=
×3.6×106J=6×107J，
依题意有，Q放=W，
由Q放=mq可得，完全燃烧柴油的质量：
m=
=
≈1.4kg，
由ρ=
可得，完全燃烧柴油的体积：
V=
=
≈1.65×10﹣3m3=1.65L。
热量计算专题同步训练题及其解析
1.水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），1kg水温度从50℃降低到20℃，放出的热量是（）
A．4.2×103JB．8.4×104JC．1.26×105JD．2.1×105J
【答案】C
【解析】题中已给出比热容c、质量m、初温t0、降低后的温度t，求解放出热量Q放可以直接根据公式Q放=cm（t0-t）。
2.截止到2018年，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。
每辆汽车每年耗油1.8t，这些汽油完全燃烧放出的热量为J（q汽油=4.6×107J／kg）。
当汽车从身边经过时，我们会闻到汽油味，说明汽油分子在不停地做。
【答案】8.28×1010；无规则运动。
【解析】第一个空是利用燃料完全燃烧放出热量的公式Q放=qm命制的试题。
汽油的热值q汽油=4.6×107J／kg，汽油的质量m=1.8t=1.8×103kg，应用公式直接代入数值计算即可。
3.在一标准大气压下，把体积为2L，温度为20℃的水烧至沸腾，水至少需要吸收
J的热量。
若不计热量损失，需要燃烧kg干木柴（q干木柴=1.2×107J/kg）。
【答案】6.72×105；5.6×10－2。
【解析】第一个空根据密度公式求出水的质量，然后直接应用吸热公式计算即可。
第二个空属于利用燃料完全燃烧放出热量的公式Q放=qm命制的试题，需要对公式进行灵活变形。
4.若某家庭使用功率为2000W，容积为100L的电热水器，加满水后，把初温是10℃的水加热到70℃，这些水需要吸收的热量是J，若该电热水器的效率为70%，则需要加热的时间为s[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。
【答案】2.52×107；1.8×104。
5．我国实现了全球首次海域可燃冰试采成功．可燃冰与石油一样都是 （填“可再生”或“不可再生”）能源．1m3可燃冰可以释放出175m3的天然气，这些天然气完全燃烧释放出的热量是 J；若这些热量有50%被10吨的水吸收，水的温度能够上升 ℃．（q天然气=3.6×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃））
【答案】不可再生；6.3×109；75．
【解析】不可再生能源是在短时间内无法再生的能源，常见的化石资源、矿产资源都是不可再生能源，石油是化石能源，是不可再生的；已知天然气的热值，由1m3可燃冰可以释放出175m3的天然气，可求可燃冰的热值；再利用Q放=mq可求热量；利用公式Q吸=ηQ放求水吸收的热量，知道水的比热容、质量和吸收的热量，可利用公式Q吸=cm△t计算水吸收的热量后的温度．
（1）可燃冰的总量是有限的，属于不可再生能源；
（2）1m3的“可燃冰”相当于的天然气的体积为：
V=1×175m3=175m3，
这些天然气完全燃烧产生热量：
Q放=Vq=175m3×3.6×107J/m3=6.3×109J；
（3）水吸收的热量：
Q吸=ηQ放=50%×6.3×109J=3.15×109J，
由Q吸=cm△t得加热后水的温度：
△t=
=
=75℃．
6．我国在南海进行的可燃冰试采获得成功．可燃冰是一种固态晶体，在常温压下会迅速 （填物态变化）为气态．它的热值约为1.4×1010J/m3，2m3的可燃冰完全燃烧后可放出 J的热量，若这些热量60%被水吸收，可以将 kg的水从0℃加热到100℃．（C水=4.2×103J/（kg•℃））
【答案】升华；2.8×1010；4×104．
【解析】物质由固态直接变成气态的过程叫做升华，升华吸热；知道可燃冰的质量和热值，根据Q放=mq求出完全燃烧释放热量的计算，根据η=
×100%求出水吸收的热量，再根据Q吸=cm（t﹣t0）求出加热水的质量．
（1）可燃冰在常温压下会迅速变为气态，此过程为升华过程；
（2）2m3的可燃冰完全燃烧释放的热量：
Q放=Vq=2m3×1.4×1010J/m3=2.8×1010J，
由η=
×100%可得，水吸收的热量：
Q吸=ηQ放=60%×2.8×1010J=1.68×1010J，
由Q吸=cm（t﹣t0）可得，加热水的质量：
m=
=
=4×104kg．
7．菜油最适宜的烹饪温度在150℃至180℃之间．用天然气将质量为0.02kg的菜油从室温20℃加热到170℃，天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收．则菜油吸收了 J热量，燃烧了 m3的天然气．（取c菜油=2.0×103J/（kg•℃），天然气的热值为4×107J/m3）
【答案】6×103；2.5×10﹣4．
【解析】本题考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大．
知道菜油的质量、比热容和菜油的初温和末温，利用吸热公式求菜油吸收的热量；知道效率，利用效率公式可以求出天然气放出的热量，根据公式Q=Vq求出体积．菜油吸收的热量：
Q吸=c菜油m（t﹣t0）=2×103J/（kg•℃）×0.02kg×（170℃﹣20℃）=6000J；
天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收，则天然气放出的热量为：
Q放=
=
=10000J；
由Q=Vq得天然气的体积为：
V=
=
=2.5×10﹣4m3．
8．质量为50kg的水温度从20℃升高到50℃吸收的热量是 J，这些热量如果完全由煤气燃烧来提供，至少需 kg的煤气。
（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值4.2×107J/kg）。
【答案】6.3×106；0.15。
【解析】本题考查了吸热公式Q吸=cm△t和Q放=mq的应用，注意利用好条件：
煤气完全燃烧放出的热量Q放=Q吸。
（1）水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃﹣20℃）
=6.3×106J；
（2）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量：
Q放=Q吸=6.3×106J，
由Q放=mq可得完全燃烧煤气的质量：
m′=
=
=0.15kg。
9．汽车用水作为冷却剂，是因为水的 较大。
汽车在行驶过程中消耗了2kg汽油，若汽油完全燃烧则放出的热量为 J（汽油的热值为4.6×107J/kg）。
【答案】比热容；9.2×l07。
（2）2kg汽油完全燃烧产生的热量：
Q放=mq=2kg×4.6×l07J/kg=9.2×l07J。
10.某太阳能热水器装有质量为200kg的水，在阳光的照射下，该热水器中的水的温度从15℃升高到65℃，求这些水吸收的热量是多少？
[水的比热容为4.2×103J/（Kg•℃）。
]
【答案】这些水共吸收了4.2×1O7J的热量。
【解析】已知水的比热容、初温和末温、水的质量，根据Q吸=cm⊿t很容易求出这些水吸收的热量。
Q吸=cm⊿t=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（65-15）℃=4.2×1O7J。
11.可燃冰是一种新型能源
，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷，其开采是世界难题，据中央电视台2017年5月18日报道，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先，用燃气锅炉烧水时，把质量为500kg，初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了12m3天然气，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q=4.2×107J/m3，可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气锅炉烧水时的效率；
（3）若换用可燃冰，应使用多少m3可燃冰．
【答案】
（1）1.68×108J
（2）33.3%（3）0.07
5m3．
【解析】
（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×500kg×=1.68×108J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=V
q天然气=12m3×4.2×107J/m3=5.04×108J；
燃气锅炉烧水时的效率：
η=
×100%=
×100%≈33.3%；
（3）可燃冰的热值为同体积天然气的160倍，
则可燃冰的热值：
q可燃冰=160q天然气=160×4.2×107J/m3=6.72×109J/m3，
若换用可燃冰燃烧放出相同的热量，应使用可燃冰的体积：
V可燃冰=
=
=0.075m3．
12.某汽车的最低油耗可达0.2kg/（kW•h）．最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量．（温馨提示：
0.2kg/（kW•h）表示获得1kW•h的能量需要消耗0.2kg汽油）．已知汽油的热值为4.6×107J/kg，请你通过这些数据写出判断该汽车发动机最高效率的办法．
【答案】用较少的燃油做到充分燃烧，能够获得最大有用功的能量是该汽车发动机达到最高效率的办法。
当然还需要
（1）保持良好的润滑效果，可以减少及其部件摩擦。
（2）定期清洗发动机的燃油系统，可以使燃油充分燃烧。
（3）降低发动机的附件消耗功率；（4）适当控制发动机的转速。
【解析】本题重点要知道汽车的最低油耗可达0.2kg/（kW•h）的物理意义。
围绕温馨提示找出有用的信息。
根据Q=mq计算出汽油完全燃烧放出的热量，即为总功，W=1kWh=3.6×106J得出有用功，再可根据机械效率的概念计算出机械效率．
Q总=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J
W有用=1kW•h=3.6×106J，
η=
×100%=
×100%≈39%
根据计算和分析我们知道，用较少的燃油做到充分燃烧，能够获得最大有用功的能量是该汽车发动机达到最高效率的办法。
当然还需要
（1）保持良好的润滑效果，可以减少及其部件摩擦。
（2）定期清洗发动机的燃油系统，可以使燃油充分燃烧。
（3）降低发动机的附件消耗功率；（4）适当控制发动机的转速。
13．（2018•聊城）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20℃、质量为100g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3g。
[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×107J/kg]求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）此过程中酒精灯烧水的热效率。
（3）科学研究表明：
1g100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的热量。
水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了5g，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。
【答案】
（1）水吸收的热量是3.36×104J；
（2）酒精灯烧水的热效率是37.3%；
（3）5g，100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量是1.13×104J。
【解析】知道水的质量、水的比热容和水的温度变化，根据Q吸=cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；知道酒精的热值和质量，根据Q放=mq求出酒精完全燃烧释放的热量；水吸收的热量和酒精完全燃烧放出热量的比值即为烧水的效率；根据1g100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量求出5g的水完全汽化成同温度水蒸气所需要吸收的热量。
（1）一个标准大气压下水的沸点为100℃，即需将水加热至100℃，
水吸收的热量：
Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（100℃﹣20℃）=3.36×104J；
（2）3g酒精完全燃烧释放的热量：
Q放=mq=3×10﹣3kg×3.0×107J/kg=9×104J；
酒精灯烧水的热效率：
η=
×100%=
×100%≈37.3%；
（3）1g100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26×103J的热量，则5g100℃的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量：
Q=5g×2.26×103J/g=1.13×104J。
14．若家用天然气的热值为4.2×107J/kg水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。
（1）完全燃烧0.04m3天然气放出的热量是多少？
（2）若某新型天然气灶烧水的效率为40%，完全燃烧0.04m3天然气可使室温下5kg的水温度升高多少？
【答案】
（1）完全燃烧0.04m3天然气放出1.68×106J的热量；
（2）完全燃烧0.04m3天然气可使常温下5kg的水温度升高32℃。
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