2025秋人教九全物理第十三章测试卷(湖北等地适用)(原卷版+解答版)

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名称 2025秋人教九全物理第十三章测试卷(湖北等地适用)(原卷版+解答版)
格式 zip
文件大小 2.3MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2025-07-06 06:12:24

文档简介

/ 让教学更有效 精品试卷 | 物理学科
2025秋人教九全物理第十三章测试卷(湖北等地适用)
(时间:70分钟  满分:70分)
一、选择题(共12题,每题2分,共24分,在每题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.(2024·襄阳期中)下列关于宜昌美景的描述,能说明分子在不停地做无规则运动的是(C)
A.冬季,五峰山上雪花飞舞 B.独岭山顶云卷云舒
C.五月的三峡漫山遍野开花,花香扑鼻 D.风景秀丽九畹溪,溪水清澈
2. (2024·湖北一模)下列现象不能用水的比热容较大的特性来解释的是(C)
A.冬天用热水袋取暖
B.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
C.冬天水管中的水结冰后容易把水管胀裂
D.生物体内水的比例很高有助于调节自身温度
3. 2024年11月4日,神舟十八号载人飞船返回舱成功着陆。当返回舱进入大气层后与空气剧烈摩擦,舱外温度升高,其内能增大。在下列实例中,(加“·”)物体内能改变的方式与它完全不同的是(C)
A.锯条锯木头时,锯条的温度升高
B.两手搓一搓,手的温度会升高
C.热水倒入杯子,杯子的温度升高
D.反复弯折铁丝,铁丝的温度升高
4. 生活中很多现象都蕴含着物理知识,下列说法中不正确的是(A)
A.塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明分子间存在引力
B.用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特性
C.冬天跑步,身体就感觉暖和,是通过做功的方式改变身体的内能
D.端午期间,粽香四溢,能闻到粽香是由于分子在不停地做无规则运动
5.(2024·随州期中)如图所示,在快递运输水果、海鲜等易变质产品时,经常使用保鲜冰袋。使用冰袋的过程中,下列分析正确的是(C)
A.冰袋温度很低,没有内能
B.冰袋里的冰熔化时,温度不变,内能不变
C.冰袋表面的小水珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的
D.此过程中发生热传递的原因是保鲜产品含有的热量比冰袋多
6.炎炎夏日,小丽来到美丽的海滨城市青岛。她发现,在这里白天的风常常从海面吹向陆地,并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图,如图所示。形成这一现象的主要原因是(C)
A.海水的温度比砂石的温度低
B.海水的内能比砂石的内能少
C.海水的比热容比砂石的比热容大
D.海水吸收的热量比砂石吸收的热量多
7. 小明将凝固点为47 ℃的某液态合金放在室温为25 ℃的实验室中。该合金从70 ℃降至47 ℃并保持47 ℃一段时间再降至35 ℃,合金在此过程(A)
A.对外放热,内能一直减少
B.存在液化现象,内能一直增加
C.温度保持47 ℃时,不吸热也不放热
D.存在凝固现象,内能先减少后不变再减少
8.(2024·黄冈期中)庐山云雾茶是汉族传统名茶,是我国名茶系列之一,属于绿茶中的一种。如图所示为一杯开水冲泡的庐山云雾茶,茶水翠绿,茶香袭人。下列说法正确的是(B)
A.茶水翠绿与分子运动无关
B.茶香袭人是因为分子在永不停息地做无规则运动
C.热茶暖手是通过做功改变物体的内能
D.开水泡茶后,茶水温度慢慢降低,内能慢慢增大
9.如图所示,用气缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体,气缸和活塞均不导热,隔板导热良好。迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定,静置一段时间。下列说法正确的是(D)
A.与推动活塞前相比,甲、乙内能均变小
B.与推动活塞前相比,甲内能不变,乙内能变大
C.乙内能改变的方式只有做功
D.乙内能改变的方式既有做功又有热传递
10. 如表所示是一些物质的比热容,根据表中数据,下列说法正确的是(D)
物质 水 煤油 铝 铜
比热容[J·(kg·℃)-1] 4.2×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103
A.水的比热容大,不适合作为冷却介质
B.2 kg的煤油温度升高10 ℃吸收的热量为2.1×103 J
C.质量和初温相同的水和煤油吸收相同的热量,水升温快
D.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量多
11. 甲、乙两种物质的初温分别是20 ℃和30 ℃,它们的比热容之比为2∶1,质量之比为3∶2,吸收了相同的热量,最终甲的温度是50 ℃,则乙的最终温度是(B)
A.90 ℃ B.120 ℃ C.10 ℃ D.40 ℃
12. 为了比较A、B两种液体的吸热能力,小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100 g和400 g的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息,下列说法中正确的是(D)
A.A、B两液体在0~8 min内吸收的热量之比为2∶1
B.A、B两液体的比热容之比为1∶2
C.B液体的吸热能力比A液体的强
D.A液体比B液体更适合作发动机的冷却剂
二、填空题(共4题,每空1分,共10分)
13. 打开中药包会闻到淡淡的药香味,这是__扩散__现象。慢火熬制,等药汤沸腾后,药香味更加浓郁,这说明温度越高,分子的运动越__剧烈__(选填“剧烈”或“缓慢”)。捆扎药包的细绳很难被拉断,是因为分子间存在__引力__(选填“引力”或“斥力”)。
14. 如图所示是苏轼诗句“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知”的情景。鸭子感知春江水暖是通过__热传递__的方式。初春的傍晚,由于水的比热容较大,江水比岸上沙石暖,温度变化__较小__ (选填“较大”或“较小”)。
15. “早穿皮袄午穿纱”表明沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区则昼夜温差小,这是因为水比沙石的__比热容__大,楼房中的“暖气”用水作为介质,正是利用了水的这一特性。某同学家“暖气”管道中500 kg的水从65 ℃降低到35 ℃,放出的热量为__6.3×107__J, 这一过程中水的内能减少。除热传递外,__做功__也可以改变物体的内能。[c水=4.2×103 J/(kg · ℃)]
16. (随州期末)小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均为0.5 kg的水和另一种液体(液体的比热容较小)进行对比实验,并用图像对实验数据进行了处理,如图所示。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,分析图像可以得出:__甲__(选填“甲”或“乙”)物质为水,另一种液体的比热容为__2.52×103__J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
三、探究实践题(共5题,共21分)
17. (2分)用两个相同的加热器同时给质量和初温均相同的物质A和水加热,A的温度随时间变化的关系图像如图所示。若A物质的比热容是水的一半,不计热量损失,请在图中画出给水加热20 min温度随时间变化的关系图像。
 解:
18. (2分)请在图中虚线框内用箭头表示出白天海陆风的吹拂方向。
 解:
19. (5分)如图所示是实验小组设计的探究“分子热运动”相关的实验装置。请你回答下列问题:
(1)如图甲所示,向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注入红色的酒精直至充满,封闭管口,并将玻璃管反复翻转,观察液面的位置,发现液体总体积变小,说明分子间存在__间隙__。将酒精染成红色,目的是__便于观察__。
(2)如图乙所示的装置,其中一个瓶子装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一个瓶子装有空气,在演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在__下__方,根据__上__方瓶内的气体颜色会变红的现象可知气体发生了扩散现象。(均选填“上”或“下”)
(3)如图丙所示,将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,下面吊一个钩码也不会将铅块拉开,说明分子间存在__引力__。
20. (5分)如图所示,在探究“不同物质吸热能力”的实验中。
(1)小明在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油,如图甲所示。同组的同学指出这里存在问题,你认为存在的问题是__没有控制水和煤油的质量相等__。
(2)纠正错误以后,小明用完全相同的加热棒分别给水和煤油加热,得到了水和煤油的温度随时间的变化关系图像如图乙所示,可以判断出__a__(选填“a”或“b”)的吸热能力强。根据乙图,若不计实验中的热量损失,煤油的比热容是__2.1×103__J/(kg·℃)。[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)小明做冰的熔化实验,根据实验数据绘出的图像如图丙所示,B点的内能__小于__(选填“小于”“等于”或“大于”)C点的内能。若冰完全熔化后继续加热一段时间,则水温随时间变化的图线是__CF__(选填“CD”“CE”或“CF”)。
21. (7分)为了比较水和煤油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,实验数据记录如下表所示。
 
物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 吸收的热量
水 200 20 27 1 Q
煤油 200 20 35 1 Q
(1)取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器里,用同样的两个酒精灯对它们加热(如图所示)。加热时使用搅拌器,这是为了__使水和煤油受热均匀__。
(2)实验中加热时间相同,水和煤油吸收的热量__相同__(选填“相同”或“不相同”)。加热1 min后,煤油的温度比水的温度__高__(选填“高”或“低”)。
(3)在此实验中,如果要使初温相同的水和煤油的最后温度相同,要给__水__(选填“水”或“煤油”)加热更长时间,此时水吸收的热量__大于__(选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(4)实验表明,__水__(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
(5)春城昆明之所以冬无严寒,夏无酷暑,一个原因是高原明珠“滇池”对气温起到了调节作用,因为水的__比热容__较大,当水吸收或放出相同的热量时,温度变化较小。
四、综合应用题(共2题,共15分)
22. (7分)早上,小明妈妈用热水给小明热牛奶喝。袋装牛奶的标签上标明牛奶质量为420 g,温度从25 ℃加热至75 ℃,所用热水初温为95 ℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),牛奶的比热容为2.5×103 J/(kg·℃)]求:
(1)牛奶吸收的热量。
(2)所需热水的最小质量。
解:(1)牛奶的质量m1=420 g=0.42 kg,牛奶升温时吸收的热量:Q吸=c1m1(t-t01)=2.5×103 J/(kg·℃)×0.42 kg×(75 ℃-25 ℃)=5.25×104 J。
(2)水放出的热量全部被牛奶吸收时,需要热水的质量最少,热水放出的热量:Q放=Q吸=5.25×104 J,由Q放=c2m2(t02-t)得至少需要热水的质量:m2===0.625 kg。
23. (8分)(武汉月考)冬季供暖的家用暖气通常根据安装参数由多个相同规格的单片暖气构成一组。由于小区没有集中供暖,小丽家自行安装了天然气热水器为暖气片提供可供暖的热水。该热水器有两个出水管,一个出水管供给暖气片水循环,一个供给日常用水。热水器有两挡,冬天时,一般用高温挡,把出水温度设定为60 ℃。客厅的一组水流量为0.6 m 3/h的暖气片中,水经过循环后,回水温度是50 ℃。已知供暖时热量利用效率为60%,持续供暖可使室内温度维持在18 ℃左右,自来水温度为15 ℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]请解答下列问题:
(1)供暖1 h,小丽家一组暖气片内的热水在循环过程中释放的有效热量为多少?
(2)冬天洗澡时,由于热水器出水温度太高,需要将冷热水混合,当花洒处流出的温水为42 ℃,人体感觉最为舒适。现控制花洒出水量一定,若不计热量损失,则应调节冷水管出水质量和热水管出水质量之比为多少?
解:(1)供暖1 h,小丽家一组暖气片进入热水的体积:V=0.6 m3/h×1 h=0.6 m3,由ρ=得,水的质量:m=ρV=1×103 kg/m3×0.6 m3=0.6×103 kg,热水放出的热量:Q放=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.6×103 kg×(60 ℃-50 ℃)=2.52×107 J,供暖时有效利用的热量:Q有效=ηQ放=60%×2.52×107 J=1.512×107 J。
(2)不计热量损失时,热水放出的热量和冷水吸收的热量相等,所以,Q放′=Q吸′,即cm热(t热-t)=cm冷(t-t冷),则====,即应调节冷水管出水质量和热水管出水质量之比为2∶3。
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2025秋人教九全物理第十三章测试卷(湖北等地适用)
(时间:70分钟  满分:70分)
一、选择题(共12题,每题2分,共24分,在每题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.(2024·襄阳期中)下列关于宜昌美景的描述,能说明分子在不停地做无规则运动的是(C)
A.冬季,五峰山上雪花飞舞 B.独岭山顶云卷云舒
C.五月的三峡漫山遍野开花,花香扑鼻 D.风景秀丽九畹溪,溪水清澈
2. (2024·湖北一模)下列现象不能用水的比热容较大的特性来解释的是(C)
A.冬天用热水袋取暖
B.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
C.冬天水管中的水结冰后容易把水管胀裂
D.生物体内水的比例很高有助于调节自身温度
3. 2024年11月4日,神舟十八号载人飞船返回舱成功着陆。当返回舱进入大气层后与空气剧烈摩擦,舱外温度升高,其内能增大。在下列实例中,(加“·”)物体内能改变的方式与它完全不同的是(C)
A.锯条锯木头时,锯条的温度升高
B.两手搓一搓,手的温度会升高
C.热水倒入杯子,杯子的温度升高
D.反复弯折铁丝,铁丝的温度升高
4. 生活中很多现象都蕴含着物理知识,下列说法中不正确的是(A)
A.塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明分子间存在引力
B.用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特性
C.冬天跑步,身体就感觉暖和,是通过做功的方式改变身体的内能
D.端午期间,粽香四溢,能闻到粽香是由于分子在不停地做无规则运动
5.(2024·随州期中)如图所示,在快递运输水果、海鲜等易变质产品时,经常使用保鲜冰袋。使用冰袋的过程中,下列分析正确的是(C)
A.冰袋温度很低,没有内能
B.冰袋里的冰熔化时,温度不变,内能不变
C.冰袋表面的小水珠是空气中的水蒸气遇冷液化形成的
D.此过程中发生热传递的原因是保鲜产品含有的热量比冰袋多
6.炎炎夏日,小丽来到美丽的海滨城市青岛。她发现,在这里白天的风常常从海面吹向陆地,并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图,如图所示。形成这一现象的主要原因是(C)
A.海水的温度比砂石的温度低
B.海水的内能比砂石的内能少
C.海水的比热容比砂石的比热容大
D.海水吸收的热量比砂石吸收的热量多
7. 小明将凝固点为47 ℃的某液态合金放在室温为25 ℃的实验室中。该合金从70 ℃降至47 ℃并保持47 ℃一段时间再降至35 ℃,合金在此过程(A)
A.对外放热,内能一直减少
B.存在液化现象,内能一直增加
C.温度保持47 ℃时,不吸热也不放热
D.存在凝固现象,内能先减少后不变再减少
8.(2024·黄冈期中)庐山云雾茶是汉族传统名茶,是我国名茶系列之一,属于绿茶中的一种。如图所示为一杯开水冲泡的庐山云雾茶,茶水翠绿,茶香袭人。下列说法正确的是(B)
A.茶水翠绿与分子运动无关
B.茶香袭人是因为分子在永不停息地做无规则运动
C.热茶暖手是通过做功改变物体的内能
D.开水泡茶后,茶水温度慢慢降低,内能慢慢增大
9.如图所示,用气缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体,气缸和活塞均不导热,隔板导热良好。迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定,静置一段时间。下列说法正确的是(D)
A.与推动活塞前相比,甲、乙内能均变小
B.与推动活塞前相比,甲内能不变,乙内能变大
C.乙内能改变的方式只有做功
D.乙内能改变的方式既有做功又有热传递
10. 如表所示是一些物质的比热容,根据表中数据,下列说法正确的是(D)
物质 水 煤油 铝 铜
比热容[J·(kg·℃)-1] 4.2×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103
A.水的比热容大,不适合作为冷却介质
B.2 kg的煤油温度升高10 ℃吸收的热量为2.1×103 J
C.质量和初温相同的水和煤油吸收相同的热量,水升温快
D.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量多
11. 甲、乙两种物质的初温分别是20 ℃和30 ℃,它们的比热容之比为2∶1,质量之比为3∶2,吸收了相同的热量,最终甲的温度是50 ℃,则乙的最终温度是(B)
A.90 ℃ B.120 ℃ C.10 ℃ D.40 ℃
12. 为了比较A、B两种液体的吸热能力,小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100 g和400 g的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息,下列说法中正确的是(D)
A.A、B两液体在0~8 min内吸收的热量之比为2∶1
B.A、B两液体的比热容之比为1∶2
C.B液体的吸热能力比A液体的强
D.A液体比B液体更适合作发动机的冷却剂
二、填空题(共4题,每空1分,共10分)
13. 打开中药包会闻到淡淡的药香味,这是__扩散__现象。慢火熬制,等药汤沸腾后,药香味更加浓郁,这说明温度越高,分子的运动越__剧烈__(选填“剧烈”或“缓慢”)。捆扎药包的细绳很难被拉断,是因为分子间存在__引力__(选填“引力”或“斥力”)。
14. 如图所示是苏轼诗句“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知”的情景。鸭子感知春江水暖是通过__热传递__的方式。初春的傍晚,由于水的比热容较大,江水比岸上沙石暖,温度变化__较小__ (选填“较大”或“较小”)。
15. “早穿皮袄午穿纱”表明沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区则昼夜温差小,这是因为水比沙石的__比热容__大,楼房中的“暖气”用水作为介质,正是利用了水的这一特性。某同学家“暖气”管道中500 kg的水从65 ℃降低到35 ℃,放出的热量为__6.3×107__J, 这一过程中水的内能减少。除热传递外,__做功__也可以改变物体的内能。[c水=4.2×103 J/(kg · ℃)]
16. (随州期末)小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均为0.5 kg的水和另一种液体(液体的比热容较小)进行对比实验,并用图像对实验数据进行了处理,如图所示。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,分析图像可以得出:__甲__(选填“甲”或“乙”)物质为水,另一种液体的比热容为__2.52×103__J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
三、探究实践题(共5题,共21分)
17. (2分)用两个相同的加热器同时给质量和初温均相同的物质A和水加热,A的温度随时间变化的关系图像如图所示。若A物质的比热容是水的一半,不计热量损失,请在图中画出给水加热20 min温度随时间变化的关系图像。
 解:
18. (2分)请在图中虚线框内用箭头表示出白天海陆风的吹拂方向。
 解:
19. (5分)如图所示是实验小组设计的探究“分子热运动”相关的实验装置。请你回答下列问题:
(1)如图甲所示,向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注入红色的酒精直至充满,封闭管口,并将玻璃管反复翻转,观察液面的位置,发现液体总体积变小,说明分子间存在__间隙__。将酒精染成红色,目的是__便于观察__。
(2)如图乙所示的装置,其中一个瓶子装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一个瓶子装有空气,在演示扩散现象时应该把装有二氧化氮气体的瓶子放在__下__方,根据__上__方瓶内的气体颜色会变红的现象可知气体发生了扩散现象。(均选填“上”或“下”)
(3)如图丙所示,将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,下面吊一个钩码也不会将铅块拉开,说明分子间存在__引力__。
20. (5分)如图所示,在探究“不同物质吸热能力”的实验中。
(1)小明在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油,如图甲所示。同组的同学指出这里存在问题,你认为存在的问题是__没有控制水和煤油的质量相等__。
(2)纠正错误以后,小明用完全相同的加热棒分别给水和煤油加热,得到了水和煤油的温度随时间的变化关系图像如图乙所示,可以判断出__a__(选填“a”或“b”)的吸热能力强。根据乙图,若不计实验中的热量损失,煤油的比热容是__2.1×103__J/(kg·℃)。[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)小明做冰的熔化实验,根据实验数据绘出的图像如图丙所示,B点的内能__小于__(选填“小于”“等于”或“大于”)C点的内能。若冰完全熔化后继续加热一段时间,则水温随时间变化的图线是__CF__(选填“CD”“CE”或“CF”)。
21. (7分)为了比较水和煤油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,实验数据记录如下表所示。
 
物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 吸收的热量
水 200 20 27 1 Q
煤油 200 20 35 1 Q
(1)取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器里,用同样的两个酒精灯对它们加热(如图所示)。加热时使用搅拌器,这是为了__使水和煤油受热均匀__。
(2)实验中加热时间相同,水和煤油吸收的热量__相同__(选填“相同”或“不相同”)。加热1 min后,煤油的温度比水的温度__高__(选填“高”或“低”)。
(3)在此实验中,如果要使初温相同的水和煤油的最后温度相同,要给__水__(选填“水”或“煤油”)加热更长时间,此时水吸收的热量__大于__(选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(4)实验表明,__水__(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
(5)春城昆明之所以冬无严寒,夏无酷暑,一个原因是高原明珠“滇池”对气温起到了调节作用,因为水的__比热容__较大,当水吸收或放出相同的热量时,温度变化较小。
四、综合应用题(共2题,共15分)
22. (7分)早上,小明妈妈用热水给小明热牛奶喝。袋装牛奶的标签上标明牛奶质量为420 g,温度从25 ℃加热至75 ℃,所用热水初温为95 ℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),牛奶的比热容为2.5×103 J/(kg·℃)]求:
(1)牛奶吸收的热量。
(2)所需热水的最小质量。
解:(1)牛奶的质量m1=420 g=0.42 kg,牛奶升温时吸收的热量:Q吸=c1m1(t-t01)=2.5×103 J/(kg·℃)×0.42 kg×(75 ℃-25 ℃)=5.25×104 J。
(2)水放出的热量全部被牛奶吸收时,需要热水的质量最少,热水放出的热量:Q放=Q吸=5.25×104 J,由Q放=c2m2(t02-t)得至少需要热水的质量:m2===0.625 kg。
23. (8分)(武汉月考)冬季供暖的家用暖气通常根据安装参数由多个相同规格的单片暖气构成一组。由于小区没有集中供暖,小丽家自行安装了天然气热水器为暖气片提供可供暖的热水。该热水器有两个出水管,一个出水管供给暖气片水循环,一个供给日常用水。热水器有两挡,冬天时,一般用高温挡,把出水温度设定为60 ℃。客厅的一组水流量为0.6 m 3/h的暖气片中,水经过循环后,回水温度是50 ℃。已知供暖时热量利用效率为60%,持续供暖可使室内温度维持在18 ℃左右,自来水温度为15 ℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]请解答下列问题:
(1)供暖1 h,小丽家一组暖气片内的热水在循环过程中释放的有效热量为多少?
(2)冬天洗澡时,由于热水器出水温度太高,需要将冷热水混合,当花洒处流出的温水为42 ℃,人体感觉最为舒适。现控制花洒出水量一定,若不计热量损失,则应调节冷水管出水质量和热水管出水质量之比为多少?
解:(1)供暖1 h,小丽家一组暖气片进入热水的体积:V=0.6 m3/h×1 h=0.6 m3,由ρ=得,水的质量:m=ρV=1×103 kg/m3×0.6 m3=0.6×103 kg,热水放出的热量:Q放=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.6×103 kg×(60 ℃-50 ℃)=2.52×107 J,供暖时有效利用的热量:Q有效=ηQ放=60%×2.52×107 J=1.512×107 J。
(2)不计热量损失时,热水放出的热量和冷水吸收的热量相等,所以,Q放′=Q吸′,即cm热(t热-t)=cm冷(t-t冷),则====,即应调节冷水管出水质量和热水管出水质量之比为2∶3。
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