1 冬季,某供热系统中有10 kg的水,当水温度降低$1°\mathrm{C}$时,可给房间供热(
A.$4.2× 10^2\ \mathrm{J}$
B.$4.2× 10^3\ \mathrm{J}$
C.$4.2× 10^4\ \mathrm{J}$
D.以上都不对
C
)A.$4.2× 10^2\ \mathrm{J}$
B.$4.2× 10^3\ \mathrm{J}$
C.$4.2× 10^4\ \mathrm{J}$
D.以上都不对
答案
1.C
解析
【分析】
要解决这道题,需计算水降温时放出的热量,利用热量计算公式$Q=cm\Delta t$,其中$c$为水的比热容,$m$为水的质量,$\Delta t$为温度变化量,代入对应数值计算后匹配选项即可。
【解析】
水降温放出热量的公式为:$Q_{放}=c_{水}m\Delta t$。
已知水的比热容$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$,水的质量$m=10\ \mathrm{kg}$,温度降低量$\Delta t=1℃$,代入公式得:
$Q_{放}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×10\ \mathrm{kg}×1℃=4.2×10^4\ \mathrm{J}$,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
热量计算、比热容
【点评】
本题考查比热容公式的基础应用,属于常规基础题,只需牢记热量计算公式并正确代入数值即可解答。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,需计算水降温时放出的热量,利用热量计算公式$Q=cm\Delta t$,其中$c$为水的比热容,$m$为水的质量,$\Delta t$为温度变化量,代入对应数值计算后匹配选项即可。
【解析】
水降温放出热量的公式为:$Q_{放}=c_{水}m\Delta t$。
已知水的比热容$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$,水的质量$m=10\ \mathrm{kg}$,温度降低量$\Delta t=1℃$,代入公式得:
$Q_{放}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×10\ \mathrm{kg}×1℃=4.2×10^4\ \mathrm{J}$,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
热量计算、比热容
【点评】
本题考查比热容公式的基础应用,属于常规基础题,只需牢记热量计算公式并正确代入数值即可解答。
【难度系数】
0.8
2 用两个相同的电热器分别给质量相同的水和某种液体加热,每隔1 min记录一次数据,如表所示,则该液体的比热容为 (
| 加热时间/min | 0 | 1 | 2 |
| --- | --- | --- | --- |
| 水的温度/℃ |
| 26 | 32 |
| 液体的温度/℃ | 20 | 34 | 48 |
A.$0.9×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$
B.$1.8×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$
C.$3.6×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$
D.$1.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$
B
)| 加热时间/min | 0 | 1 | 2 |
| --- | --- | --- | --- |
| 水的温度/℃ |
| 液体的温度/℃ | 20 | 34 | 48 |
A.$0.9×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$
B.$1.8×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$
C.$3.6×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$
D.$1.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$
答案
2.B
解析
【分析】
要解决这个问题,需利用“相同电热器在相同时间内,水和液体吸收的热量相等”这一条件,结合热量公式$Q=cm\Delta t$分析。由于水和液体质量相同,吸收热量相同时,比热容与温度变化量成反比,因此只需找到相同加热时间内两者的温度变化量,代入公式即可计算液体的比热容。
【解析】
已知两个相同的电热器,所以相同加热时间内,水和液体吸收的热量$Q$相等,且两者质量$m$相同。根据热量计算公式$Q=cm\Delta t$,可得:
$ c_{水}m\Delta t_{水} = c_{液}m\Delta t_{液} $
约去质量$m$,变形得:
$ c_{液} = c_{水} · \frac{\Delta t_{水}}{\Delta t_{液}} $
水的比热容$ c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃) $,取加热2min的数据:水的温度变化$ \Delta t_{水}=32℃-20℃=12℃ $,液体的温度变化$ \Delta t_{液}=48℃-20℃=28℃ $,代入得:
$ c_{液}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃) × \frac{12℃}{28℃}=1.8×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃) $
因此该液体的比热容为$1.8×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题考查比热容的计算,核心是利用相同电热器保证吸收热量相同,结合热量公式的变形进行求解,属于基础应用类题目,需准确提取表格中的温度变化数据。
【难度系数】
0.5
要解决这个问题,需利用“相同电热器在相同时间内,水和液体吸收的热量相等”这一条件,结合热量公式$Q=cm\Delta t$分析。由于水和液体质量相同,吸收热量相同时,比热容与温度变化量成反比,因此只需找到相同加热时间内两者的温度变化量,代入公式即可计算液体的比热容。
【解析】
已知两个相同的电热器,所以相同加热时间内,水和液体吸收的热量$Q$相等,且两者质量$m$相同。根据热量计算公式$Q=cm\Delta t$,可得:
$ c_{水}m\Delta t_{水} = c_{液}m\Delta t_{液} $
约去质量$m$,变形得:
$ c_{液} = c_{水} · \frac{\Delta t_{水}}{\Delta t_{液}} $
水的比热容$ c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃) $,取加热2min的数据:水的温度变化$ \Delta t_{水}=32℃-20℃=12℃ $,液体的温度变化$ \Delta t_{液}=48℃-20℃=28℃ $,代入得:
$ c_{液}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃) × \frac{12℃}{28℃}=1.8×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃) $
因此该液体的比热容为$1.8×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题考查比热容的计算,核心是利用相同电热器保证吸收热量相同,结合热量公式的变形进行求解,属于基础应用类题目,需准确提取表格中的温度变化数据。
【难度系数】
0.5
3 质量相等的甲、乙两个物体,若它们的比热容之比为2:1,吸收的热量之比为3:4,则甲、乙两个物体升高的温度之比为(
A.3:8
B.3:2
C.8:3
D.2:3
A
)A.3:8
B.3:2
C.8:3
D.2:3
答案
3.A
解析
【分析】
本题考查热量计算公式的应用,解题时需根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$变形得到温度变化的表达式,再代入已知的质量、比热容、吸收热量的比值,通过化简计算得出甲、乙升高温度的比值。
【解析】
已知甲、乙质量相等,即$\frac{m_{甲}}{m_{乙}} = \frac{1}{1}$;比热容之比$\frac{c_{甲}}{c_{乙}} = \frac{2}{1}$;吸收热量之比$\frac{Q_{甲}}{Q_{乙}} = \frac{3}{4}$。
根据吸热公式$Q = cm\Delta t$,变形可得升高温度$\Delta t = \frac{Q}{cm}$,则甲、乙升高温度之比为:
$\frac{\Delta t_{甲}}{\Delta t_{乙}} = \frac{\frac{Q_{甲}}{c_{甲}m_{甲}}}{\frac{Q_{乙}}{c_{乙}m_{乙}}} = \frac{Q_{甲}}{Q_{乙}} × \frac{c_{乙}}{c_{甲}} × \frac{m_{乙}}{m_{甲}}$
代入比值计算:
$\frac{\Delta t_{甲}}{\Delta t_{乙}} = \frac{3}{4} × \frac{1}{2} × \frac{1}{1} = \frac{3}{8}$
即甲、乙升高的温度之比为$3:8$,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
热量计算、比热容应用
【点评】
本题是比热容章节的基础计算题,核心是掌握吸热公式的变形应用,代入比值时注意各物理量的对应关系,计算过程需细心,属于易得分的基础题。
【难度系数】
0.7
本题考查热量计算公式的应用,解题时需根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$变形得到温度变化的表达式,再代入已知的质量、比热容、吸收热量的比值,通过化简计算得出甲、乙升高温度的比值。
【解析】
已知甲、乙质量相等,即$\frac{m_{甲}}{m_{乙}} = \frac{1}{1}$;比热容之比$\frac{c_{甲}}{c_{乙}} = \frac{2}{1}$;吸收热量之比$\frac{Q_{甲}}{Q_{乙}} = \frac{3}{4}$。
根据吸热公式$Q = cm\Delta t$,变形可得升高温度$\Delta t = \frac{Q}{cm}$,则甲、乙升高温度之比为:
$\frac{\Delta t_{甲}}{\Delta t_{乙}} = \frac{\frac{Q_{甲}}{c_{甲}m_{甲}}}{\frac{Q_{乙}}{c_{乙}m_{乙}}} = \frac{Q_{甲}}{Q_{乙}} × \frac{c_{乙}}{c_{甲}} × \frac{m_{乙}}{m_{甲}}$
代入比值计算:
$\frac{\Delta t_{甲}}{\Delta t_{乙}} = \frac{3}{4} × \frac{1}{2} × \frac{1}{1} = \frac{3}{8}$
即甲、乙升高的温度之比为$3:8$,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
热量计算、比热容应用
【点评】
本题是比热容章节的基础计算题,核心是掌握吸热公式的变形应用,代入比值时注意各物理量的对应关系,计算过程需细心,属于易得分的基础题。
【难度系数】
0.7
4 将质量相等、初温相同的水和煤油分别倒入两个完全一样的试管中,然后将这两个试管同时放入温度较高的热水中,如图所示,经过足够长的时间以后,试管中的水和煤油从热水中吸收的热量分别为$Q_1$、$Q_2$。升高的温度分别为$\Delta t_1$、$\Delta t_2$,则(已知$c_{水} > c_{煤油}$)(

A.$Q_1>Q_2,\Delta t_1=\Delta t_2$
B.$Q_1=Q_2,\Delta t_1=\Delta t_2$
C.$Q_1=Q_2,\Delta t_1<\Delta t_2$
D.$Q_1>Q_2,\Delta t_1<\Delta t_2$
A
)A.$Q_1>Q_2,\Delta t_1=\Delta t_2$
B.$Q_1=Q_2,\Delta t_1=\Delta t_2$
C.$Q_1=Q_2,\Delta t_1<\Delta t_2$
D.$Q_1>Q_2,\Delta t_1<\Delta t_2$
答案
4.A
解析
【分析】
要解决这道题,首先明确:经过足够长时间后,试管内的水和煤油会与热水达到热平衡,最终温度等于热水的温度,因此两者的末温相同。已知水和煤油的初温相等,所以它们升高的温度Δt = 末温 - 初温,由此可判断Δt的关系;再根据热量计算公式Q=cmΔt,结合水和煤油的比热容大小、质量相等的条件,就能判断吸收热量Q的关系。
【解析】
1. 确定末温:将试管放入热水中足够长时间后,水和煤油与热水达到热平衡,末温t末相同;已知两者初温t初相同,因此升高的温度Δt₁ = t末 - t初,Δt₂ = t末 - t初,故Δt₁=Δt₂。
2. 计算吸收的热量:根据热量公式Q=cmΔt,水和煤油的质量m相等,且c水>c煤油,Δt₁=Δt₂,所以Q₁ = c水mΔt₁,Q₂ = c煤油mΔt₂,因此Q₁>Q₂。
综上,Q₁>Q₂,Δt₁=Δt₂,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
热量计算(Q=cmΔt)、热平衡
【点评】
本题结合热平衡和热量公式进行分析,关键是明确热平衡后末温相同,再利用比热容的特性判断热量和温度变化的关系,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,首先明确:经过足够长时间后,试管内的水和煤油会与热水达到热平衡,最终温度等于热水的温度,因此两者的末温相同。已知水和煤油的初温相等,所以它们升高的温度Δt = 末温 - 初温,由此可判断Δt的关系;再根据热量计算公式Q=cmΔt,结合水和煤油的比热容大小、质量相等的条件,就能判断吸收热量Q的关系。
【解析】
1. 确定末温:将试管放入热水中足够长时间后,水和煤油与热水达到热平衡,末温t末相同;已知两者初温t初相同,因此升高的温度Δt₁ = t末 - t初,Δt₂ = t末 - t初,故Δt₁=Δt₂。
2. 计算吸收的热量:根据热量公式Q=cmΔt,水和煤油的质量m相等,且c水>c煤油,Δt₁=Δt₂,所以Q₁ = c水mΔt₁,Q₂ = c煤油mΔt₂,因此Q₁>Q₂。
综上,Q₁>Q₂,Δt₁=Δt₂,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
热量计算(Q=cmΔt)、热平衡
【点评】
本题结合热平衡和热量公式进行分析,关键是明确热平衡后末温相同,再利用比热容的特性判断热量和温度变化的关系,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
5 将初温和质量均相等的铜块和铁块分别冷却,
当它们放出相同的热量后,彼此接触,则
($c_{\mathrm{铜}}<c_{\mathrm{铁}}$)
(
A.它们之间不会发生热传递
B.热量会从铜块传到铁块
C.热量会从铁块传到铜块
D.无法确定热传递的情况
当它们放出相同的热量后,彼此接触,则
($c_{\mathrm{铜}}<c_{\mathrm{铁}}$)
(
C
)A.它们之间不会发生热传递
B.热量会从铜块传到铁块
C.热量会从铁块传到铜块
D.无法确定热传递的情况
答案
5.C
解析
【分析】要解决这道题,需明确热传递的条件是存在温度差,热量从高温物体传向低温物体。因此关键是比较铜块和铁块放出相同热量后的末温:根据热量公式,结合已知的质量、热量、比热容关系,判断温度变化量,再由初温相同得出末温高低,进而确定热传递方向。
【解析】根据热量计算公式$Q_{\mathrm{放}}=cm\Delta t$,变形得温度变化量$\Delta t=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{cm}$。已知铜块和铁块的质量$m$相等,放出的热量$Q_{\mathrm{放}}$相同,且$c_{\mathrm{铜}}<c_{\mathrm{铁}}$,所以$\Delta t_{\mathrm{铜}}=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{c_{\mathrm{铜}}m}$,$\Delta t_{\mathrm{铁}}=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{c_{\mathrm{铁}}m}$,可得$\Delta t_{\mathrm{铜}}>\Delta t_{\mathrm{铁}}$。又因为两者初温$t_0$相同,所以末温$t_{\mathrm{铜}}=t_0 - \Delta t_{\mathrm{铜}}$,$t_{\mathrm{铁}}=t_0 - \Delta t_{\mathrm{铁}}$,因此$t_{\mathrm{铜}}<t_{\mathrm{铁}}$。热传递的方向是从高温物体到低温物体,所以热量会从铁块传到铜块。
【答案】C
【知识点】比热容、热量计算、热传递条件
【点评】本题结合比热容公式与热传递条件考查,核心是利用比热容判断温度变化,进而确定热传递方向,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】根据热量计算公式$Q_{\mathrm{放}}=cm\Delta t$,变形得温度变化量$\Delta t=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{cm}$。已知铜块和铁块的质量$m$相等,放出的热量$Q_{\mathrm{放}}$相同,且$c_{\mathrm{铜}}<c_{\mathrm{铁}}$,所以$\Delta t_{\mathrm{铜}}=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{c_{\mathrm{铜}}m}$,$\Delta t_{\mathrm{铁}}=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{c_{\mathrm{铁}}m}$,可得$\Delta t_{\mathrm{铜}}>\Delta t_{\mathrm{铁}}$。又因为两者初温$t_0$相同,所以末温$t_{\mathrm{铜}}=t_0 - \Delta t_{\mathrm{铜}}$,$t_{\mathrm{铁}}=t_0 - \Delta t_{\mathrm{铁}}$,因此$t_{\mathrm{铜}}<t_{\mathrm{铁}}$。热传递的方向是从高温物体到低温物体,所以热量会从铁块传到铜块。
【答案】C
【知识点】比热容、热量计算、热传递条件
【点评】本题结合比热容公式与热传递条件考查,核心是利用比热容判断温度变化,进而确定热传递方向,属于基础应用类题目,难度适中。
【难度系数】0.6
6 酸汤鱼是深受百姓喜欢的菜肴,其略带酸味、鲜嫩爽口开胃。质量为2.5 kg的鱼汤从20 ℃升温到100 ℃吸收的热量为
$[c_{\mathrm{汤}}=4.0× 10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}· \mathrm{℃}),c_{\mathrm{汤}}>c_{\mathrm{铁}}]$
$8×10^5$
J;若这些热量被质量相等的铁锅吸收,则铁锅升高的温度大于
(选填“大于”“小于”或“等于”)80 ℃。$[c_{\mathrm{汤}}=4.0× 10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}· \mathrm{℃}),c_{\mathrm{汤}}>c_{\mathrm{铁}}]$
答案
6.$8×10^5$ 大于
解析
【分析】
本题分为两部分,第一部分需利用热量计算公式计算鱼汤吸收的热量,第二部分根据热量公式变形结合比热容关系判断温度变化。首先回忆热量公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,第一问代入已知的比热容、质量、温度变化即可计算;第二问利用变形公式$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,结合已知的比热容大小关系分析温度变化。
【解析】
解:(1)鱼汤吸收的热量:
$Q_{吸}=c_{汤}m\Delta t=4.0×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃})×2.5\ \mathrm{kg}×(100℃-20℃)=8×10^5\ \mathrm{J}$;
(2)由$Q=cm\Delta t$变形得$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,已知鱼汤和铁锅质量相等、吸收热量相等,且$c_{汤}>c_{铁}$,则铁锅升高的温度$\Delta t_{铁}=\frac{Q}{c_{铁}m}$,鱼汤升高的温度$\Delta t_{汤}=\frac{Q}{c_{汤}m}=80℃$,因为$c_{铁}<c_{汤}$,所以$\Delta t_{铁}>\Delta t_{汤}=80℃$,即铁锅升高的温度大于80℃。
【答案】
$8×10^5$;大于
【知识点】
热量计算、比热容的应用
【点评】
本题考查热量公式的应用,核心是掌握$Q=cm\Delta t$及其变形,理解比热容对温度变化的影响,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
本题分为两部分,第一部分需利用热量计算公式计算鱼汤吸收的热量,第二部分根据热量公式变形结合比热容关系判断温度变化。首先回忆热量公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,第一问代入已知的比热容、质量、温度变化即可计算;第二问利用变形公式$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,结合已知的比热容大小关系分析温度变化。
【解析】
解:(1)鱼汤吸收的热量:
$Q_{吸}=c_{汤}m\Delta t=4.0×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃})×2.5\ \mathrm{kg}×(100℃-20℃)=8×10^5\ \mathrm{J}$;
(2)由$Q=cm\Delta t$变形得$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,已知鱼汤和铁锅质量相等、吸收热量相等,且$c_{汤}>c_{铁}$,则铁锅升高的温度$\Delta t_{铁}=\frac{Q}{c_{铁}m}$,鱼汤升高的温度$\Delta t_{汤}=\frac{Q}{c_{汤}m}=80℃$,因为$c_{铁}<c_{汤}$,所以$\Delta t_{铁}>\Delta t_{汤}=80℃$,即铁锅升高的温度大于80℃。
【答案】
$8×10^5$;大于
【知识点】
热量计算、比热容的应用
【点评】
本题考查热量公式的应用,核心是掌握$Q=cm\Delta t$及其变形,理解比热容对温度变化的影响,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
7[2025深圳开学]吃早饭的时候,妈妈想用热水给小明加热质量为200 g的盒装牛奶,使牛奶的温度由20 ℃升高到50 ℃,牛奶吸收的热量为
$1.5×10^4$
J。若不考虑热量损失,热水放出的热量全部被牛奶吸收,妈妈至少要用70 ℃的热水约为0.179
kg(保留三位小数)。[已知$c_{牛奶}=2.5×10^3 J/(kg·℃)$]答案
7.$1.5×10^4$ 0.179
解析
【分析】本题考查热量的计算及热平衡方程的应用,解题思路为:①计算牛奶吸收的热量时,需先统一质量单位,再代入吸热公式$Q_{吸}=c_{奶}m_{奶}\Delta t_{奶}$;②利用热平衡条件$Q_{放}=Q_{吸}$,结合放热公式$Q_{放}=c_{水}m_{水}\Delta t_{水}$计算热水质量,注意水的比热容为常量$4.2×10^3 J/(kg·℃)$。
【解析】解:(1)牛奶的质量$m_{奶}=200g=0.2kg$,牛奶升高的温度$\Delta t_{奶}=50℃-20℃=30℃$,根据吸热公式:
$Q_{吸}=c_{奶}m_{奶}\Delta t_{奶}=2.5×10^3 J/(kg·℃)×0.2kg×30℃=1.5×10^4 J$;
(2)不考虑热量损失,热水放出的热量$Q_{放}=Q_{吸}=1.5×10^4 J$,热水降低的温度$\Delta t_{水}=70℃-50℃=20℃$,根据放热公式$Q_{放}=c_{水}m_{水}\Delta t_{水}$,得热水质量:
$m_{水}=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t_{水}}=\frac{1.5×10^4 J}{4.2×10^3 J/(kg·℃)×20℃}\approx0.179kg$。
【答案】$1.5×10^4$;0.179
【知识点】热量的计算、热平衡方程
【点评】本题为初中物理热学基础题,核心考查热量公式的应用,需注意质量单位换算和温度变化量的计算,难度不大,属于常规得分题。
【难度系数】0.6
【解析】解:(1)牛奶的质量$m_{奶}=200g=0.2kg$,牛奶升高的温度$\Delta t_{奶}=50℃-20℃=30℃$,根据吸热公式:
$Q_{吸}=c_{奶}m_{奶}\Delta t_{奶}=2.5×10^3 J/(kg·℃)×0.2kg×30℃=1.5×10^4 J$;
(2)不考虑热量损失,热水放出的热量$Q_{放}=Q_{吸}=1.5×10^4 J$,热水降低的温度$\Delta t_{水}=70℃-50℃=20℃$,根据放热公式$Q_{放}=c_{水}m_{水}\Delta t_{水}$,得热水质量:
$m_{水}=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t_{水}}=\frac{1.5×10^4 J}{4.2×10^3 J/(kg·℃)×20℃}\approx0.179kg$。
【答案】$1.5×10^4$;0.179
【知识点】热量的计算、热平衡方程
【点评】本题为初中物理热学基础题,核心考查热量公式的应用,需注意质量单位换算和温度变化量的计算,难度不大,属于常规得分题。
【难度系数】0.6
8 攀枝花日照丰富,为了节约能源,攀枝花很多屋顶都安装了太阳能热水器。太阳能热水器的储水箱内盛有 100 kg 的水,在阳光照射下,水的温度升高了 26 ℃。
(1)求水吸收的热量。
(2)这些热量相当于完全燃烧多少天然气放出的热量?($q_{天然气}$取$3.9×10^7\ \mathrm{J/m}^3$)
(1)求水吸收的热量。
(2)这些热量相当于完全燃烧多少天然气放出的热量?($q_{天然气}$取$3.9×10^7\ \mathrm{J/m}^3$)
答案
8.(1)$1.092×10^7\ \mathrm{J}$ (2)$0.28\ \mathrm{m}^3$
解析
【分析】
解决本题需运用热量计算和燃料热值计算的相关公式:第一问求水吸收的热量,利用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,代入已知的水的比热容、质量和温度变化量即可计算;第二问利用燃料放热公式$Q_{放}=Vq$,结合天然气放热等于水吸收的热量,变形求出天然气的体积。
【解析】
(1)水吸收的热量计算公式为$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$,其中$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$,$m=100\ \mathrm{kg}$,$\Delta t=26\ \mathrm{℃}$,代入数值:
$Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×100\ \mathrm{kg}×26\ \mathrm{℃}=1.092×10^7\ \mathrm{J}$。
(2)天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}=Q_{吸}=1.092×10^7\ \mathrm{J}$,根据$Q_{放}=Vq_{天然气}$,变形得天然气体积:
$V=\frac{Q_{放}}{q_{天然气}}=\frac{1.092×10^7\ \mathrm{J}}{3.9×10^7\ \mathrm{J/m^3}}=0.28\ \mathrm{m^3}$。
【答案】
(1)$1.092×10^7\ \mathrm{J}$;(2)$0.28\ \mathrm{m^3}$
【知识点】
热量计算、燃料热值计算
【点评】
本题为基础物理计算题,考查热量与热值的基本公式应用,步骤清晰,计算简单,主要检验学生对基础公式的掌握和代入计算的能力。
【难度系数】
0.8
解决本题需运用热量计算和燃料热值计算的相关公式:第一问求水吸收的热量,利用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,代入已知的水的比热容、质量和温度变化量即可计算;第二问利用燃料放热公式$Q_{放}=Vq$,结合天然气放热等于水吸收的热量,变形求出天然气的体积。
【解析】
(1)水吸收的热量计算公式为$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$,其中$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$,$m=100\ \mathrm{kg}$,$\Delta t=26\ \mathrm{℃}$,代入数值:
$Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×100\ \mathrm{kg}×26\ \mathrm{℃}=1.092×10^7\ \mathrm{J}$。
(2)天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}=Q_{吸}=1.092×10^7\ \mathrm{J}$,根据$Q_{放}=Vq_{天然气}$,变形得天然气体积:
$V=\frac{Q_{放}}{q_{天然气}}=\frac{1.092×10^7\ \mathrm{J}}{3.9×10^7\ \mathrm{J/m^3}}=0.28\ \mathrm{m^3}$。
【答案】
(1)$1.092×10^7\ \mathrm{J}$;(2)$0.28\ \mathrm{m^3}$
【知识点】
热量计算、燃料热值计算
【点评】
本题为基础物理计算题,考查热量与热值的基本公式应用,步骤清晰,计算简单,主要检验学生对基础公式的掌握和代入计算的能力。
【难度系数】
0.8
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