13.2 热量计算提升练习-2021-2022学年人教版物理九年级全一册（有答案）

热量计算提升练习
1．天然气灶使用方便、经济环保。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，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？
2．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均气压为9.0×105Pa，飞轮转速为1800转/min，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求：
（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
（2）一个做功冲程中，燃气对活塞做的功;
（3）汽油机的功率．
3．某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8kg的煤气．已知c水=4.2×103J/（kg·℃）,q煤气=4.2×107J/kg．求：
（1）水吸收的热量Q吸；
（2）完全燃烧0.8kg煤气放出的热量Q放；
（3）煤气灶烧水的效率η．（保留一位小数）
4．为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活．如下表提供的是一装满初温为10℃水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息．
太阳照射时间/h
太阳能转换为水的内能效率
热水器最大水容量/L
10
60%
100
水升高的温度/℃
水的比热容/
水的密度/
60
根据上表信息，求：
（1）热水器中的水吸收的热量是多少
（2）此次热水器接收的太阳能为多少
5．小雨同学探究物质的比热容时，用酒精灯给的水加热，完全燃烧了的酒精使水的温度从20
℃升高到70
℃[酒精的热值；水的比热容]，求：
(1)完全燃烧酒精放出的热量；
(2)水吸收的热量；
(3)小雨用酒精灯给谁加热时酒精灯烧水的热效率．
6．小明是个很善于把物理知识应用于实际的同学，最近他家中新安装了天然气热水器，如图所示.小明仔细观察了包装箱、热水器铭牌，获得了以下信息：①包装箱及热水器的总质量为6
kg；②“堆码层数极限”标志数为11，即该包装箱在仓储时从地面开始，平放时最大堆放层数是11层，超过则可能把最底层的包装箱压坏；③根据包装箱尺寸计算出平放时的底面积为；④热效率为87%，表示该热水器工作时，天然气完全燃烧所消耗的化学能中有87%转化为水的内能；⑤加热模式为“即热式”，即用热水器给水加热时，只要接通开关让自来水流过热水器，流出的水即可达到设定的水温.
小明想估测该热水器的实际热效率，以核对铭牌上的数值是否准确.他接通热水器工作开关，当流出40
kg热水时，让热水器停止工作.已知当时自来水的温度是15
℃，热水器输出的热水温度为40
℃，观察天然气表得知共用了的天然气，天然气的热值为，水的比热容为，g取10
N/kg.
请帮小明解答下列问题：
（1）若在仓储时堆码层达到了极限11层，则最下层的包装箱承受的压强是多大？
（2）小明在估测过程中，①流过热水器的水吸收的热量是多少？②天然气完全燃烧释放的热量是多少？
（3）该热水器的实际热效率是多少？
7．学校组织学生到崂山山脚下一农庄进行社会实践活动，叶子姐姐携带一个质量为1kg的合金锅、一台如图所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气，部分参数如表所示），爱探究的叶子姐姐通过手机上网查到便携式燃气炉的热效率为30%，丁烷气体的燃烧效率为90%，野炊地水的沸点为96，测出当地水的温度为26．[水的比热容为，锅的比热容为]
品名
便携式丁烷气炉
质量
1.88kg（不含气瓶）
使用燃气
液化丁烷气
燃气消耗量
200g/h（最大火力时）
气瓶规格（尺寸/容量）
品名
总质量
净质量
主要成分
热值
神州
354g
250g
丁烷
(1)完全燃烧0.3kg的丁烷气体可以放出多少焦的热量？
(2)需多少焦的热量，才能使合金锅内2kg的水温度升高60？
(3)如果燃气炉以最大火力工作，一瓶燃气最多能持续燃烧1.2h，这样能够把质量为多少千克的水烧开？（最后结果保留1位小数）
8．油电混合动力汽车是新型节能汽车．这种汽车在内燃机启动时，可以给车提供动力，同时也给动力蓄电池组充电．已知某型号混合动力汽车所用的蓄电池能够储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h，此时所受阻力f大小为900N，蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%，内燃机共消耗燃油2.5kg．（q油=4.6×107J/kg）则：
（1）该汽车此次行驶中，若燃油完全燃烧可放出多少热量
（2）该汽车行驶中牵引力做了多少功？
（3）该汽车内燃机的效率是多大？
9．空心体积为10cm3的铁球吸收908.5J热量后温度升高了50℃．将空心部分装满水后，铁球的总质量是多少？
10．安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用。如图所示，一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80℃．（水的比热容为4.2×103
J/（kg ℃）、干木柴的热值为1.2×107J/kg）
（1）水吸收的热量是多少？
（2）这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量？
11．燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到70℃，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4.2×103J/（kg．℃），天然气的热值为8.4×l07J/m3
．
求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气灶烧水时的效率；
（3）如果一清洁能源汽车发动机天然气燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，汽车以72km/h匀速行驶，受到的阻力位2000N，这些天然气可以让这辆汽车行驶多少m？
12．铲车是现代工程建设中重要的机械装备，如图所示的铲车自重为8.5t，在正常工作中，其发动机的额定功率为150kW，四个车轮与地面的接触面积为0.2m2
，
用5s的时间推土前进了3m，然后又将1.5t的土举高了3m装车运走，整个过程是连续的，若铲车发动机的能源来于燃烧柴油且其效率为34.5%，（q柴=3.3×107J/kg，g=10N/kg）求：
（1）在推土过程中，铲车受到的阻力为多大？
（2）在把土举起时，铲车对地面的压强是多大？
（3）在这次推土、装土作业中，铲车发动机消耗的柴油为多少kg？（最后结果保留两位小数）
13．目前，“节能减排”已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视．某汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶30km消耗了2.5L汽油．
（1）请你将图中汽油机工作时的能流图补充完整．
①________ ②________；
（2）请计算这段路程消耗汽油的质量．（汽油密度ρ=0.8×103kg/m3）
（3）汽油完全燃烧，放出的热量．（q汽油=4.6×107J/kg）
（4）已知牵引力为600N，则牵引力做多少功？
（5）此汽油机的效率为多少？
（6）汽油机的效率较低，请你就如何提高它的效率提一条合理化建议．
14．对城市生活垃圾的有效处理，是一项重要举措．收集的生活垃圾经过处理分成三类物质：一类是固体垃圾，经填埋、碾压、消毒、覆盖后恢复植被可供郊游、观光；一类是生活垃圾渗沥液．将渗沥液收集起来，用高压泵和压力管道输送到污水处理厂；一类是垃圾气体，其主要成份为甲烷（CH4），可将它收集起来加以利用，每千克生活垃圾经特殊处理后平均能产生0.07m3的垃圾气体，已知该气体的热值为6.0×107J/m3．
（1）这0.07m3的垃圾气体完全燃烧后产生的热量是多少？
（2）若将这些热量全部用来烧水，可使多少kg的水从5℃升高到100℃？
（3）若将这0.07m3垃圾气体完全燃烧后所产生热量的50%用来提起一质量为10吨的物体，能把该物体提高多少米？（g取10N/kg）
15．小明家买了一辆以汽油为燃料的小汽车，如图所示．经查阅资料，小明了解到以下信息;“该车如以80km／h的速度匀速行驶时，发动机的牵引力为780N，百公里油耗：8L／100km”．（温馨提示：“百公里油耗：8L／100
km”是指汽车行驶100km，需要
消耗8L汽油．）
已知：1L=10—3
m3，汽油密度ρ=0.7×103kg／m3，汽油热值g=4.6×107J／kg．请你运用所学过的知识解答下列问题：
（1）8L汽油质量是多少kg
（2）完全燃烧8L汽油所放出的热量是多少J
（计算结果保留l位有效数）
（3）该车以80km／h的速度匀速行驶时，它的发动机效率是多少
16．人类正积极开发和利用太阳能，如太阳能热水器、太阳能电池等．江涛想知道家中太阳能热水器吸收太阳能的本领，做了如下探究：天气晴朗时，江涛测得太阳能热水器1
h内使质量为50
kg的水从20℃升高到30℃，问：
（1）水吸收了多少热量？[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（2）若用加热的方式使同质量的水升高相同的温度，则至少需要燃烧多少m3的液化气？（假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收，液化气的热值是5.0×107J/
m3）
17．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4.2×106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．求：
(1)热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容c=4.2×103J/(kg．℃)]
(2)热水器5小时内接收到的太阳能E；
(3)热水器的效率η；
(4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q=4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）
18．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．
19．天然气是柳州市民常用的一种能源．某用户用天然气将50kg的水从20℃加热到60℃．已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值q＝4.2×107J/m3．求：
（1）这些水升高的温度；
（2）这些水吸收的热量；
（3）加热这些水所需要天热气的体积（设天然气完全燃烧、不计热量损失）．
20．小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率为75%，小华尝试估测他家天然气表的读数是否准确．他把家里自动洗衣机的“水量”设置为50L，用热水器输出的热水注入洗衣机，当注入水的体积达到50L时洗衣机便会自动停止注水．已知当时自来水的温度是16℃，热水器输出热水的温度为40℃，则
（1）加热注入到洗衣机里的这些水，需要吸收多少热量？；
（2）向洗衣机注入热水前天然气表的示数是2365.89m3，洗衣机自动停止注水时天然气表示数应该是多少m3？（天然气的热值为3.2×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg ℃）。
答案
1．（1）1.008×106
J（2）0.048m3
2．(1)
2700N；(2)135J；(3)
2025W
3．(1)
8.4×106J；(2)
3.36×107J；(3)25%．
4．（1）；（2）．
5．(1)1.68×105J(2)8.4×104J(3)50%
6．（1）
（2）①
②
（3）
7．（1）；（2）；（3）．
8．(1)
1.15×108J；(2)
3.6×107J；(3)40%
9．44.5g
10．(1)
6.3×107J
(2)5.25kg
11．（1）4.2×105J；（2）25%；（3）336m．
12．
(1)
2.5×105N(2)
5×105Pa
(3)
0.08kg
13．废气带走热量
克服摩擦耗能
2kg
19.6%；使燃料尽可能完全燃烧（合理即可）
14．（1）4.2×106J；（2）10.5kg；（3）21m．
15．（1）5.6kg；（2）7.8×107J；（3）30.28%
16．（1）2.
1×106J（2）
17．（1）8.4×106J（2）2.1×107J（3）40%（4）0.2kg
18．(1)
6×l07J(2)
2.52×106J(3)
4.2%
19．（1）40℃（2）8.4×106J（3）0.2m3
20．（1）5.04×106J；（2）2366.1m3
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