粤沪版九年级物理难点分类练习：热量计算（有详解）

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粤沪版九年级物理难点分类练习：热量计算
类型一．热量的计算
1．标准大气压下，一壶质量为2千克，温度为20℃的水，加热到70℃[已知c水＝4.2×103焦/（千克 ℃）]。求：
（1）水升高的温度△t；
（2）水吸收的热量Q吸；
（3）接着再继续加热，若水又吸收了3.36×105焦的热量，求水的末温t末。
2．要使500g冰的温度从﹣20℃升高到0℃，但冰未开始熔化，则需要多少热量？如果这些热量是由10℃的水温度降低到0℃来提供的，则需要多少10℃的水？[[冰的比热容是2.1×103J/（kg ℃）．水的比热容是4.2×103J/（kg ℃]。
3．将体积为10L的水温度由20℃加热到30℃，水要吸收多少热量？水比热容为4.2×103J/（kg ℃）。
4．一个温度是40℃的铁球，吸收2.3×103 J的热量后，铁球温度上升到90℃．求：铁球的质量为多少？〔c铁＝0.88×103 J/（kg ℃）〕
5．一个标准大气压下，质量为0.5kg、70℃的水吸收8.4×104J的热量后，水的温度升高了多少？水的温度是多少摄氏度？
6．在标准大气压下，1.5kg初温为90℃的水吸收6.93×104J的热量，求它的末温。[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]。
7．对100g的水加热，水的沸腾图象如图，请你计算从开始计时到加热3min内吸收的热量（请写出计算过程）。
类型二．热平衡方程的应用
8．寒冷的冬天，煦煦同学吃早餐时，充满爱心的妈妈要用60℃热水，泡热总质量为400g的瓶装牛奶，如果要使牛奶的温度由5℃最终升高到45℃。已知：牛奶瓶子质量为150g，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），牛奶的比热容为2.1×103J/（kg ℃）。不计热量损失，求：
（1）牛奶需要吸收多少J热量？
（2）妈妈至少要用60℃的热水多少kg？
9．把质量为0.3kg的铅块加热到98℃，再投入到水中，已知水的质量是80g、温度是8℃，混合后铅块和水的温度均为18℃．若铅球放出的热量完全被水吸收。（没有能量损失）
求：（1）水吸收的热量；（2）铅的比热容。
10．温度不同的两个物体相互接触后会发生热传递现象，若不计热量的损失，则当两个物体的温度相同时，热传递停止，即达到热平衡状态，在此过程中高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量，即Q吸＝Q放。已知甲容器盛有初温为20℃的水100g，乙容器盛有初温为50℃的水50g。现把甲、乙两容器中的水相互混合，不考虑热量损失，则混合后达到热平衡时的温度是多少？
类型三．燃料的热值及其计算
11．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1.5L，温度为20℃的水加热至沸腾，大约需要5min，已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值为3.5×107J/m3，求：
（1）水吸收的热量；
（2）若天然气完全燃烧放出的热量50%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气。
12．天然气灶使用方便、经济环保，受人们青睐，小明用天然气灶将一壶质量为3kg温度为20℃的水加热至100℃，用时约10min，若这过程天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，已知：天然气的热值为3.5×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）这过程中水吸收多少热量？
（2）天然气放出多少热量？
（3）需要多少立方米的天然气？
13．已知煤气的热值为1.26×107J/m3，现有0.2m3的煤气，求：
（1）完全燃烧这些煤气放出的热量；
（2）若这些热量的50%被的水吸收，求水吸收的热量；
（3）水吸收的这些热量能使质量为10kg水升高的温度。
14．据新华社报道，2020年4月8日，中国新疆塔里木盆地传来振奋人心的消息：中国油气勘探队新发现了储量达到2.28亿吨的石油，如图所示。这一发现进一步证实了塔里木盆地下方富含石油！[c水＝4.2×103J/（kg ℃），q石油＝4.4×107J/kg]求：
（1）100g石油完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量的42%被水吸收，可以使20kg温度是20℃的水温度升高多少？（在一标准大气压下）
15．完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为3.0×107J/kg）能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使30kg、20℃的水温度升高到多少摄氏度？
粤沪版九年级物理难点分类练习：热量计算
参考答案
1．标准大气压下，一壶质量为2千克，温度为20℃的水，加热到70℃[已知c水＝4.2×103焦/（千克 ℃）]。求：
（1）水升高的温度△t；
（2）水吸收的热量Q吸；
（3）接着再继续加热，若水又吸收了3.36×105焦的热量，求水的末温t末。
【解答】解：
（1）水升高的温度：
△t＝70℃﹣20℃＝50℃；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝c水m△t＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×50℃＝4.2×105J；
（3）由Q吸＝cm△t可得，水升高的温度：
△t′＝＝＝40℃，
t′＝70℃+40℃＝110℃＞100℃，
在一个标准大气压下水的沸点为100℃，所以水的末温为100℃。
答：（1）水升高的温度为50℃；
（2）水吸收的热量是4.2×105J；
（3）水的末温为100℃。
2．要使500g冰的温度从﹣20℃升高到0℃，但冰未开始熔化，则需要多少热量？如果这些热量是由10℃的水温度降低到0℃来提供的，则需要多少10℃的水？[[冰的比热容是2.1×103J/（kg ℃）．水的比热容是4.2×103J/（kg ℃]。
【解答】解：（1）m冰＝20g＝500×10﹣3kg，△t冰＝0℃﹣（﹣20℃）＝20℃，
冰吸收的热量：
Q吸＝c冰m冰△t冰
＝2.1×103J/（kg ℃）×500×10﹣3kg×20℃
＝21000J；
（2）由题知，冰升高温度吸收的热量由水降温放热提供，即Q吸＝Q放＝c水m水△t水，
△t水＝10℃﹣0℃＝10℃，
需要水的质量：
m水＝＝＝0.5kg＝500g。
答：使500g冰的温度从﹣20℃升高到0℃，需要吸收21000J的热量；如果这些热量是由温度从10℃降低到0℃的水来供给的，需要500g10℃的水。
3．将体积为10L的水温度由20℃加热到30℃，水要吸收多少热量？水比热容为4.2×103J/（kg ℃）。
【解答】解：水的体积V＝10L＝10dm3＝0.01m3，
由ρ＝得，水的质量：
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.01m3＝10kg，
水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×10kg×（30℃﹣20℃）＝4.2×105J；
答：水吸收的热量为4.2×105J。
4．一个温度是40℃的铁球，吸收2.3×103 J的热量后，铁球温度上升到90℃．求：铁球的质量为多少？〔c铁＝0.88×103 J/（kg ℃）〕
【解答】解：
由Q吸＝cm△t可得铁球的质量：
m＝＝＝0.052kg。
答：铁球的质量为0.052kg。
5．一个标准大气压下，质量为0.5kg、70℃的水吸收8.4×104J的热量后，水的温度升高了多少？水的温度是多少摄氏度？
【解答】解：
由Q吸＝cm△t可得，水升高温度：
△t＝＝＝40℃，
理论上水的末温：t＝△t+t0＝40℃+70℃＝110℃，
因为在一个标准大气压下，水的沸点为100℃，水的温度升高到100℃将不再上升，
所以，实际上水的末温为100℃，水实际升高的温度△t′＝100℃﹣70℃＝30℃。
答：
在一标准大气压下水的温度升高了30℃；水的温度是100℃。
6．在标准大气压下，1.5kg初温为90℃的水吸收6.93×104J的热量，求它的末温。[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]。
【解答】解：由Q吸＝cm（t﹣t0）得：
△t＝＝＝11℃，
90℃+11℃＝101℃，
因为在1标准大气压下，水的沸点为100℃，并且沸腾时水的温度不变，
所以水吸热后，末温为100℃；
答：它的末温为100℃。
7．对100g的水加热，水的沸腾图象如图，请你计算从开始计时到加热3min内吸收的热量（请写出计算过程）。
【解答】解：由图可知，经过4min加热，水温由70℃升高到100℃，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.1kg×（100℃﹣70℃）＝1.26×104J；
由于同一热源，水在相同时间内吸收的热量相等，
则从开始计时到加热3min内吸收的热量：
Q吸′＝Q吸＝×1.26×104J＝9.45×103J。
答：从开始计时到加热3min内水吸收了9.45×103J热量。
8．寒冷的冬天，煦煦同学吃早餐时，充满爱心的妈妈要用60℃热水，泡热总质量为400g的瓶装牛奶，如果要使牛奶的温度由5℃最终升高到45℃。已知：牛奶瓶子质量为150g，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），牛奶的比热容为2.1×103J/（kg ℃）。不计热量损失，求：
（1）牛奶需要吸收多少J热量？
（2）妈妈至少要用60℃的热水多少kg？
【解答】解：（1）牛奶的质量为：m牛奶＝400g﹣150g＝250g＝0.25kg，
牛奶吸收的热量：
Q吸＝c牛奶m牛奶（t﹣t01）
＝2.1×103J/（kg ℃）×0.25kg×（45℃﹣5℃）
＝2.1×104J，
（2）因为不计热量损失，所以Q吸＝Q放＝2.1×104J，
即c水m水（t02﹣t）＝Q放，
则m水＝＝≈0.33kg。
答：（1）牛奶需要吸收2.1×104J的热量；
（2）妈妈至少要用60℃的热水0.33kg。
9．把质量为0.3kg的铅块加热到98℃，再投入到水中，已知水的质量是80g、温度是8℃，混合后铅块和水的温度均为18℃．若铅球放出的热量完全被水吸收。（没有能量损失）
求：（1）水吸收的热量；（2）铅的比热容。
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝c水m水（t混﹣t水）＝4.2×103J/（kg ℃）×80×10﹣3kg×（18℃﹣8℃）＝3360J。
（2）由于没有能量损失，Q吸＝Q放，
根据Q放＝c铅m铅（t铅﹣t混）得铅的比热容：
c铅＝＝＝0.14×103J/（kg ℃）。
答：（1）水吸收的热量为3360J。
（2）铅的比热容为0.14×103J/（kg ℃）。
10．温度不同的两个物体相互接触后会发生热传递现象，若不计热量的损失，则当两个物体的温度相同时，热传递停止，即达到热平衡状态，在此过程中高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量，即Q吸＝Q放。已知甲容器盛有初温为20℃的水100g，乙容器盛有初温为50℃的水50g。现把甲、乙两容器中的水相互混合，不考虑热量损失，则混合后达到热平衡时的温度是多少？
【解答】解：
设热平衡时的温度为t，
不考虑热量损失，Q吸＝Q放，
c水m水1（t﹣t1）＝c水m水2（t2﹣t）
即：4.2×103J/（kg ℃）×100×10﹣3kg×（t﹣20℃）＝4.2×103J/（kg ℃）×50×10﹣3kg×（50℃﹣t）
解得：t＝30℃。
答：不考虑热量损失，混合后达到热平衡时的温度是30℃。
11．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1.5L，温度为20℃的水加热至沸腾，大约需要5min，已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值为3.5×107J/m3，求：
（1）水吸收的热量；
（2）若天然气完全燃烧放出的热量50%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气。
【解答】解：（1）由ρ＝可知，水的质量：m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.5×10﹣3m3＝1.5kg；
在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，
水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）＝5.04×105J；
（2）根据题意可知，天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝＝＝1.008×106J；
由Q放＝Vq可知，消耗天然气的体积：V＝＝＝0.0288m3。
答：（1）水吸收的热量为5.04×105J；
（2）若天然气完全燃烧放出的热量50%被水吸收，烧开这壶水需要的天然气体积为0.0288m3。
12．天然气灶使用方便、经济环保，受人们青睐，小明用天然气灶将一壶质量为3kg温度为20℃的水加热至100℃，用时约10min，若这过程天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，已知：天然气的热值为3.5×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）这过程中水吸收多少热量？
（2）天然气放出多少热量？
（3）需要多少立方米的天然气？
【解答】解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×3kg×（100℃﹣20℃）＝1.008×106J。
（2）天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，
根据η＝可知天然气完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝1.68×106J。
（3）由Q＝Vq可得，需要完全燃烧天然气的体积：
V＝＝＝0.048m3。
答：（1）这过程中水吸收1.008×106J的热量；
（2）天然气放出1.68×106J的热量；
（3）需要0.048立方米的天然气。
13．已知煤气的热值为1.26×107J/m3，现有0.2m3的煤气，求：
（1）完全燃烧这些煤气放出的热量；
（2）若这些热量的50%被的水吸收，求水吸收的热量；
（3）水吸收的这些热量能使质量为10kg水升高的温度。
【解答】解：（1）完全燃烧这些煤气放出的热量Q放＝qV＝1.26×107J/m3×0.2m3＝2.52×106J；
（2）若这些热量的50%被的水吸收，水吸收的热量Q吸＝ηQ放＝50%×2.52×106J＝1.26×106J；
（3）根据Q吸＝cmΔt可知水吸收的这些热量能使质量为10kg水升高的温度Δt＝＝＝30℃。
答：（1）完全燃烧这些煤气放出的热量为2.52×106J；
（2）若这些热量的50%被的水吸收，水吸收的热量为1.26×106J；
（3）水吸收的这些热量能使质量为10kg水升高的温度为30℃。
14．据新华社报道，2020年4月8日，中国新疆塔里木盆地传来振奋人心的消息：中国油气勘探队新发现了储量达到2.28亿吨的石油，如图所示。这一发现进一步证实了塔里木盆地下方富含石油！[c水＝4.2×103J/（kg ℃），q石油＝4.4×107J/kg]求：
（1）100g石油完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量的42%被水吸收，可以使20kg温度是20℃的水温度升高多少？（在一标准大气压下）
【解答】解：（1）石油的质量：m＝100g＝0.1kg，
石油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq石油＝0.1kg×4.4×107J/kg＝4.4×106J；
（2）若这些热量的42%被水吸收，则有：
Q吸＝42%Q放＝42%×4.4×106J＝1.848×106J；
由Q吸＝cm△t可得：
△t＝＝＝22℃。
答：（1）100g石油完全燃烧放出的热量4.4×106J
（2）若这些热量的42%被水吸收，可以使20kg的水的温度升高22℃。
15．完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为3.0×107J/kg）能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使30kg、20℃的水温度升高到多少摄氏度？
【解答】解：
（1）完全燃烧焦炭放出的热量：
Q放＝m′q＝0.14kg×3.0×107J/kg＝4.2×106J；
（2）水吸收的热量：Q吸＝30%Q放＝30%×4.2×106J＝1.26×106J，
因为Q吸＝cm（t﹣t0），
所以水升高到的温度：
t＝+t0＝+20℃＝30℃。
答：完全燃烧140克焦炭能放出的热量为4.2×106J；能使30kg、20℃的水温度升高到30℃。
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