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1、专题九、初中物理热学计算题解题规律与思维方法 一、 利用热量公式解决计算题的策略 1. 灵活运用热量公式及其变形公式 （ 1）物体温度升高吸热公式为Q吸=cm(t-to) （ 2）物体温度降低的放热公式为Q放=cm(to-t) (3) 燃料完全燃烧放出的热量公式为 Q放=mq 2. 各个公式中字母的含义 （ 1）在公式 Q吸=cm(t-t o) 中， to指物体原来的温度，单位是，t 指物体升高后的温度，单位是，m是指 物体的质量， 单位是 kg，c 是指物体的物质比热容，单位是 J/（kg?），Q吸是物体温度升高所吸收的热量， 单位是 J。 （ 2）在公式 Q放=cm(to-t) 中， to
2、指物体原来的温度，单位是，t 指物体降低后的温度，单位是，m是指 物体的质量， 单位是 kg，c 是指物体的物质比热容，单位是 J/（kg?），Q放是物体温度降低所放出的热量， 单位是 J。 (3)在 Q放=mq中， m 、q、 Q放=分别表示燃料的质量、热值、燃料完全燃烧放出的热量。 3. c水=4.2 10 3J/ （kg?） 和 q 煤气=4.2 10 7J/kg 的物理含义 c水=4.2 10 3J/ （kg?）表示 1kg 的水，温度升高或者降低1，所吸收或者放出的热量为4.2 10 3J q煤气=4.2 10 7J/kg 表示 1kg 的煤气完全燃烧，放出的热量是 4.2 10 7
3、J。 4. 热量计算常考点透析 考点 1：物体吸收或放出热量的公式 计算物体吸收热量的公式为：Q吸=cm(t-t0)=cmt。 计算物体放出热量的公式为：Q放=cm(t0-t)=cmt 。 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 燃料完全燃烧释放出的热量公式为：Q放=mq。 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：中的公式对固体、
4、液体、气体、均适用。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 3。 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=I
5、 2Rt（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： = 放 吸 Q Q 。 （ 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= 总 有 Q Q 。 （ 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= 总 有
6、Q Q 。 5初中物理热学计算题的解题基本策略 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，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
7、热量可用焦耳定律Q放=I 2Rt 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-t o) 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
8、且都要化为国际单位。 5. 例题及其解析 【例题 1】质量为 0.5kg 的水， 吸收了 8.4 10 4J 的热量后， 温度升高到 60， 则水原来的温度是多少？ 【例题 2】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 10 7J/kg ） 【例题 3】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m 3 的天然 气 （取 c菜油=2.0 10 3J/ （kg?）
9、，天然气的热值为 410 7J/m3） 热学计算问题的达标训练题及其解析 1. 我国实现全球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 1m 3 可燃冰可以释放出175m 3 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 10 7J/m3，c 水=4.2 10 3J/ （kg?） ） 2. 小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均0.5kg的水和另一种液体进行对比实 验，并用图象对实验数据进行了处理，如图，实验过程中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等， 分析
10、图象可以得出：（选填“甲”或“乙”）物质为水， 另一种液体的比热容为，这种液体在0 15min 内放出的热量为 3. 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12m 3 天然气，已知水的比 热容 c水=4.2 10 3J/（kg?），天然气的热值 q=4.2 10 7J/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
11、烧水时的效率； （ 3）若换用可燃冰，应使用多少m 3 可燃冰 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0.02m 3 天然气（假设天然气完 全燃烧）。已知水的比热容为4.2 10 3J（ kg. ） ，天然气的热值为 8.4 10 7Jm3。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。 5. 某团队在海拔3000 多米高 山上野营时， 使用铁锅烧水， 他们发现把体积为2L 的水从 10加热到 85时， 共消耗了5kg 的干木柴，【已知水的比热容为4.2 10 3J/ （kg） ，干木柴的热值为 1.2 10 7
12、J/kg 】 。求： （ 1）干木柴完全燃烧放出的热量？ （ 2）水吸收的热量。 （ 3）铁锅烧水的的效率。 （ 4）他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时，尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间。马铃薯还是煮不软， 为什么？ 6. 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 10 3J/（kg）， 煤的热值约为 310 7J/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。 7. 夏天，小红将一瓶质量
13、为0.5 kg 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 10 3 J/(kg ) 8. 质量为 100 kg 的水温度从20升高到70时，吸收的热量是 J，这些水吸收的热量相当于完 全燃烧 kg焦炭放出的热量。 【c水=4.2 10 3J/(kg ) ， q焦炭=310 7J/kg 】 9. 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 10 7J/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