第十章 机械能、内能及其转化
小专题 热量的综合计算
01 专题概述
热量计算的内容包括热传递过程中吸热与放热的计算,燃料燃烧释放热量的计算,热机、锅炉、太阳能集热器等设备热效率的计算.
解答此类计算题时,首先要明确热量计算的有关公式:
(1)物体升温吸热公式:Q吸=cmΔt=cm(t-t0)
(2)物体降温放热公式:Q放=cmΔt=cm(t0-t)
(3)燃料燃烧释放热量公式:Q放=mq或Q放=Vq
(4)热机效率的计算公式:η=×100%
(5)锅炉效率:η=×100%=×100%
(6)太阳能集热器效率:
η=×100%=×100%(其中P0表示照射功率,S表示照射面积,t表示照射时间)
其次要明确解答的基本步骤:一是找温度变化,利用Q吸=cmΔt列出式子;二是利用公式Q放=qm或Q放=qV列出式子;三是如果涉及效率问题,则有公式Q吸=ηQ放.由三个所列的式子即可得出所求的问题.
02 专题训练
类型1 比热容、热值的相关计算
1.(阜阳颍泉区一模)天然气是一种热值高、污染小的清洁能源.完全燃烧0.12 m3的天然气放出的热量完全被水吸收,能使____kg的水温度升高50 ℃.[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值q=3.5×107 J/m3]
2.小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量同为2 kg的水和甲液体进行了实验,并对实验数据进行了处理,描述出温度-时间关系图像如图所示.由此判断甲物质10 min放出的热量为[甲和水在相同的时间内放出的热量相同,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]( )
A.4.2×105 J B.5.04×105 J
C.2.52×105 J D.条件不足,不能计算
3.将装有热牛奶的奶瓶放入室温下盛有温度约为20 ℃,质量约为1 kg水的容器中,热奶的温度约为90 ℃,质量约为0.5 kg,经过一段时间后,再测量容器中的水和奶瓶中的奶的温度均为40 ℃,若牛奶放出的热量全部被水吸收,则牛奶的比热容为多少?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
4.(济宁中考)在一标准大气压下,将50 L水从40 ℃加热到沸腾.求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q焦炭=3.0×107 J/kg]
(1)水需要吸收的热量.
(2)提供这些热量,需要完全燃烧焦炭的质量.