2019年中考物理总复习专题--热量的综合计算(含答案)
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资料简介
滚动小专题(一) 热量的综合计算 类型1 燃料烧水 ‎1.(2018·衡阳)‎2017年6月10日,作为中国大陆核电的发源地——秦山核电基地安全运行100堆年(一座核反应堆运行一年为一堆年).被誉为“国之光荣”的秦山核电站从‎1991年12月15日投入运行开始,秦山核电基地一直保持安全稳定运行,目前每分钟的安全发电量相当于少消耗烟煤13.0 t,减排二氧化碳约40.6 t、二氧化硫约0.2 t,氮氧化物约0.8 t.秦山核电基地目前共有9台运行机组,年发电量约500亿千瓦时,是目前我国核电机组数量最多、堆型品种最丰富、装机容量最大的核电基地.‎ ‎(1)13.0 t烟煤如果完全燃烧,放出的热量为多少?(烟煤的热值为2.9×107 J/kg)‎ ‎(2)假设13.0 t烟煤在煤炉中完全燃烧,放出的热量部分被水吸收,可以使4×‎105 kg的水从‎20 ℃‎升高到‎100 ℃‎,求水吸收的热量为多少?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]‎ ‎(3)求煤炉加热水的热效率.(用百分数表示,结果保留两位有效数字)‎ ‎2.(2018·桂林)若家用天然气的热值为4.2×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃).‎ ‎(1)完全燃烧‎0.04 m3‎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‎0.04 m3‎天然气可使室温下‎5 kg的水温度升高多少?‎ ‎3.天然气灶使用方便、经济环保.如图所示,在一个标准大气压下,天然气灶将一壶质量为‎3 kg、温度为‎20 ℃‎的水加热至沸腾,大约需要10 min,已知:水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为3.5×107 J/m3.求:‎ ‎(1)水吸收的热量;‎ ‎(2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收,烧开这壶水需要多少天然气.‎ 3‎ 类型2 太阳能、电能(其他能)烧水 ‎4.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一.某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×106 J的太阳能,在5小时的有效照射时间内,将热水器中质量为‎100 kg、初温为‎26 ℃‎的水,加热到‎46 ℃‎.求:‎ ‎(1)热水器中的水吸收的热量Q吸;[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]‎ ‎(2)热水器在5小时有效照射时间内接收到的太阳能E;‎ ‎(3)热水器在5小时有效照射时间内接收到的太阳能,相当于完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量.(天然气的热值为7×107 J/m3)‎ 类型2 热机效率 ‎5.某型号汽车在车型测试中,在一段平直公路上匀速行驶了‎36 km,用时0.5小时,车的总质量为3×‎103 kg,受到的阻力为车重的0.1倍,其中g取10 N/kg.求:‎ ‎(1)该汽车牵引力所做的功;‎ ‎(2)已知这一过程消耗燃油1.5×10-‎2 m3‎,则热机在这一过程中消耗的总能量(假设燃油完全燃烧,燃油密度为0.8×‎103 kg/m3,燃油热值为4.5×107 J/kg);‎ ‎(3)该汽车发动机的效率;‎ ‎(4)若该汽车在平直的公路上匀速行驶的路程为s,发动机牵引力为F,其发动机效率为η,汽油的热值为q,请推导该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式m=Fs/ηq.‎ 3‎ 滚动小专题(一) 热量的综合计算 ‎1.(1)13.0 t烟煤如果完全燃烧,放出的热量:Q放=mq=13.0×‎103 kg×2.9×107 J/kg=3.77×1011 J (2)水吸收的热量:Q吸=cm水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×4×‎105 kg×(‎100 ℃‎-‎20 ℃‎)=1.344×1011 J (3)煤炉烧水的效率:η==≈36% 2.(1)完全燃烧‎0.04 m3‎天然气放出的热量:Q放=Vq=‎0.04 m3‎×4.2×107 J/m3=1.68×106 J (2)由题知,水吸收的热量:Q吸=Q放×40%=1.68×106 J×40%=6.72×105 J 由Q吸=cmΔt可得水升高的温度:Δt===‎32 ℃‎ 3.(1)在一个标准大气压下,水沸腾时的温度t=‎100 ℃‎水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×‎3 kg×(‎100 ℃‎-‎20 ℃‎)=1.008×106 J (2)由η=得,天然气完全燃烧放出的热量:Q放===1.68×106 J 由Q放=Vq得,烧开这壶水需要天然气的体积:V===4.8×10-‎2 m3‎ 4.(1)水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×‎100 kg×(‎46 ℃‎-‎26 ℃‎)=8.4×106 J (2)热水器在5小时的有效照射时间内接收到的太阳能:E=5×4.2×106 J=2.1×107 J (3)根据题意知Q放=E=2.1×107 J 由Q=Vq得,需要完全燃烧的天然气的体积:V===‎0.3 m3‎ 5.(1)车重:G=mg=3×‎103 kg×10 N/kg=3×104 N 车受到的阻力:f=‎0.1G=0.1×3×104 N=3×103 N 因为车匀速行驶,所以牵引力:F=f=3×103 N 则牵引力做功:W有用=Fs=3×103 N×3.6×‎104 m=1.08×108 J (2)由ρ=得消耗燃油的质量:m=ρV=0.8×‎103 kg/m3×1.5×10-‎2 m3‎=‎12 kg 燃油完全燃烧放出的热量(消耗的总能量):Q放=mq=‎12 kg×4.5×107 J/kg=5.4×108 J (3)汽车的牵引力所做的功就是有用功,燃油完全燃烧放出的热量就是总功,则发动机的效率:η===20% (4)因为Q=mq,W=Fs,又因为η==所以η=,由此可得:该汽车在这段路程内消耗汽油质量的表达式:m= 3‎

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