中考物理复习第22课时热学计算教学课件

这是一份中考物理复习第22课时热学计算教学课件，共32页。PPT课件主要包含了72×105，2×105，21m3，8×109等内容，欢迎下载使用。

· 类型1 利用物体吸收或放出热量的公式进行计算
· 类型2 利用燃料完全燃烧放出热量的公式进行计算
· 类型3 利用热效率公式进行计算
【解题技巧】(1)计算物体在温度升高时吸收热量的公式为： Q吸＝cm(t2－t1)＝cmΔt。(2)计算物体在温度降低时放出热量的公式为： Q放＝cm(t1－t2)＝cmΔt。
类型1 利用物体吸收或放出热量的公式进行计算
【例1】淬火是金属热处理工艺之一，把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却，以提高金属的硬度和强度。现将一质量为1.5 kg的金属块加热到420 ℃，然后放在室温为20 ℃的空气中自然冷却，求：(1)金属块在冷却过程中放出多少热量？
解：(1)金属块放出的热量：Q放＝c金m金(t0金－t金)＝0.49×103 J/(kg·℃)×1.5 kg×(420 ℃－20 ℃)＝2.94×105 J；
(2)若把这些热量全部用于给35 ℃、1 kg的水加热，在一个标准大气压下水温升高多少摄氏度？[已知该金属的比热容为0.49×103 J/(kg·℃)，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
类型2 利用燃料完全燃烧放出热量的公式进行计算
【解题技巧】(1)燃料完全燃烧释放出的热量公式为： Q放＝mq。(固体、液体、气体均适用)(2)气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为： Q放＝qV。(只对气体适用)
【例2】用天然气灶将一壶质量为2 kg、初温为30 ℃的水加热到80 ℃，消耗了16 dm3天然气。已知水的比热容为4.2× 103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2× 107 J/m3，则天然气完全燃烧放出的热量为__________J，水吸收的热量为________J。
【例3】小明参加了一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×106 J，这些能量相当于完全燃烧________的天然气，若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则在1个标准大气压下这些热量可将________kg、20 ℃的水烧开。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)；q天然气＝4×107 J/m3]
类型3 利用热效率公式进行计算
【解题技巧】(1)热机的效率： 用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的能量的比值。η＝ ×100%，热机的效率是热机性能的一个重要指标。
(2)炉具的热效率： 以天然气为例，天然气完全燃烧放出的热量是给炉具提供的总热量，水吸收的热量是有用的热量，则 η＝ × 100%。(3)电热水器的效率： 电热水器消耗的电能为W电，水吸收的热量为Q吸，则η＝ ×100%。
【例4】某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10 L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6 min内完全燃烧了1 kg的煤，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤的热值约为3×107 J/kg。求：(1)煤完全燃烧产生的热量为多少？
解：(1)1 kg煤完全燃烧产生的热量：Q放＝mq＝1 kg×3×107 J/kg＝3× 107 J。
(2)经过6 min的加热，水吸收的热量为多少？
水的体积V＝10 L＝10 dm3＝0.01 m3，由ρ＝mV可得，水的质量：m′＝ρV＝1× 103 kg/m3× 0.01 m3＝10 kg，由图知，经过6 min时间加热，水温从20 ℃升高到80 ℃，水吸收的热量：Q吸＝cm′(t－t0)＝4.2× 103 J/(kg·℃)× 10 kg× (80 ℃－20 ℃)＝2.52× 106 J。
(3)煤炉烧水时的热效率为多少？
【例5】【2022江西】如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5 kg，水的初温为22 ℃，当水刚好烧开时，共消耗了0.06 m3的天然气，该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4.0×107 J/m3]求：(1)0.06 m3的天然气完全燃烧所放出的热量；
解：(1)天然气的热值为4.0×107 J/m3，根据Q＝Vq可得，0.06 m3的天然气完全燃烧所放出的热量为Q放＝Vq＝0.06 m3×4.0×107 J/m3＝2.4×106 J。
燃气灶烧水的热效率为70%，水吸收的热量为 Q吸＝ηQ放＝70%×2.4×106 J＝1.68×106 J。
(2)以上过程中，水吸收的热量；
(3)密闭的锅内水烧开时的温度。
【例6】运­20飞机是我国研究制造的新一代大型运输机，具有航程远、载重大、飞行速度快、巡航高度高、低速性能佳等特点。它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，使发动机获得向前的动力。若运­20飞机在恒定的水平推力F作用下，以720 km/h的速度沿水平方向在高空中匀速飞行1 h，需要燃烧的航空煤油4 800 kg。已知飞机发动机提供的机械功率是3.2×107 W，航空煤油的热值为4×107 J/kg。试求：在这1 h内：
解：(1)航空煤油完全燃烧放出的热量Q＝qm＝4×107 J/kg×4 800 kg＝1.92×1011 J。
(1)航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？
(2)该飞机获得水平推力F是多大？
(3)该飞机发动机的热机效率是多大？
1．【2018 福建 2分】合理分类和利用垃圾可以变废为宝。在一定条件下，1 t垃圾能“榨”出170 kg燃料油，若燃料油的热值为4.0× 107 J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为________J，燃烧时燃料油的化学能转化为________能。
2．【2017 福建 6分】一辆汽车在50 km长的新建大桥进行通车测试，如图所示。汽车总质量为1.5 t，以100 km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的 ，全程消耗了4 kg 的汽油。g取 10 N/kg，求汽车通过大桥：(1)所需的时间；
(2)牵引力所做的功；
(3)汽油机的效率。(q汽油＝4.6× 107 J/kg)
3．【2022厦门校级模拟4分】小明家新买来一台容积为80 L的天然气热水器。小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器的热效率，他把“进水量”设置为40 L，“出水温度”设置为40 ℃后，开始加热，当水温达到40 ℃时，自动停止加热。已知当时自来水的温度是20 ℃，加热前天然气表的示数为129.96 m3，停止加热后变为130.06 m3，天然气的热值q天然气＝4.2×107 J/m3，水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，1 L＝1.0×10－3 m3。求：
(1)水箱中水的质量；
(2)水箱中水吸收的热量；
由题意可得，水吸收的热量：Q吸＝c水m Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃－20 ℃)＝3.36×106 J；