当前位置:文档之家› 中考物理专题七中考热量计算常考点及其试题解析

中考物理专题七中考热量计算常考点及其试题解析

专题七中考热量计算常考点及其试题解析初中阶段,涉及热学中热量计算的考点有物体吸收或放热、燃料完全燃烧放出热量、热平衡方程及其热效率。

也就说在中考试卷里,如果出现涉及热学中热量方面的计算问题时,都是要考查以上知识点中的一个知识点或者几个知识点。

其中热平衡方程及其热效率是属于拓展性知识点,对于能力强的学生应该加深学习。

近年来,中考物理试卷中题型涉及选择题、填空题和综合应用题。

特别是近几年中考涉及的热量计算试题难度不大,但今后解决创新试题就需要有扎实的基础知识,同时还需要掌握一些科学方法,所以在平时学习或者中考复习过程中,知道常考的知识点,常考的题型的解析是非常重要的。

一、热量计算常考点透析考点1:物体吸收或放出热量的公式①计算物体吸收热量的公式为:Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t。

②计算物体放出热量的公式为:Q放=cm(t0-t)=cm⊿t。

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①燃料完全燃烧释放出的热量公式为:Q放=mq。

②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:①中的公式对固体、液体、气体、均适用。

②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m3。

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=I2Rt(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:η=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η=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η=总有Q Q 。

二、考点典型实例及其解析【例题1】当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了,如图所示。

已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里,能将8 ℃、100 L 水加热到38 ℃。

请解答:在此过程中,水吸收了多少热量?[水的比热容为4.2×103J/(kg℃),水的密度为1.0×103kg/m 3]答案:1.26×107 J解析:太阳能热水器中水的体积 V =100 L=100 dm 3=0.1 m 3, 由ρ=m/v 可得,水的质量m =ρV =1.0×103 kg/m 3×0.1 m 3=100 kg 。

在此过程中,水吸收的热量Q 吸=cm (t ﹣t 0)=4.2×103 J/(kg•℃)×100 kg×(38 ℃﹣8 ℃) =1.26×107J 。

解题思路:本题考查密度公式和吸热公式的应用。

由ρ=m/v 公式求出水的质量m,根据物体吸收热量公式Q吸=cm (t ﹣t 0)求出结论。

【例题2】夏天,小红将一瓶质量为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 =4.2×103J/(kg·℃)]答案:放出 6.3×104解析:物体的温度从高温到低温的过程,需要放出热量,所以第一个空填写“放出”。

具体放出多少热量,由放热公式Q放=cm(t0-t)得到Q放=cm(t0-t)= 4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(37 ℃-7 ℃)=6.3×104 J所以第二个空填写6.3×104。

点拨:本题考查物体放热公式的应用。

只要理解放出热量的公式Q放=cm(t0-t)=cm⊿t中各个字母代表的物理含义,知道单位使用方法,看清题中已知条件,就可根据公式求解该题。

【例题3】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=4.2×103J/(kg·℃),q焦炭=3×107J/kg】答案:2.1×107 0.7解析:先求出质量为100 kg的水温度从20℃升高到70℃时,吸收的热量Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103 J/(kg•℃)×100 kg×(70℃﹣20℃)=2.1×107 JQ放=Q吸=2.1×107 J根据Q放=mq可以得出m=Q放/q,带入数值和单位m=Q放/q=2.1×107 J/3×107J/kg=0.7kg点拨:本题考查物体吸热公式的应用,考查燃料完全燃烧放热公式Q放=mq的灵活应用。

【例题4】(2014•江西南昌)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4.6×107J/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.答案:用较少的燃油做到充分燃烧,能够获得最大有用功的能量是该汽车发动机达到最高效率的办法。

当然还需要(1)保持良好的润滑效果,可以减少及其部件摩擦。

(2)定期清洗发动机的燃油系统,可以使燃油充分燃烧。

(3)降低发动机的附件消耗功率;(4)适当控制发动机的转速。

解析:本题重点要知道汽车的最低油耗可达0.2kg/(kW•h)的物理意义。

围绕温馨提示找出有用的信息。

根据Q=mq计算出汽油完全燃烧放出的热量,即为总功,W=1kWh=3.6×106J得出有用功,再可根据机械效率的概念计算出机械效率.Q总=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106JW有用=1kW•h=3.6×106J,η=×100%=×100%≈39%根据计算和分析我们知道,用较少的燃油做到充分燃烧,能够获得最大有用功的能量是该汽车发动机达到最高效率的办法。

当然还需要(1)保持良好的润滑效果,可以减少及其部件摩擦。

(2)定期清洗发动机的燃油系统,可以使燃油充分燃烧。

(3)降低发动机的附件消耗功率;(4)适当控制发动机的转速。

点拨:本题考查了功的计算、热量的计算、热机效率的计算,本题贴近生活,能让学生了解能量的转化和汽车的效率.难易程度适中.对于热学而言,考查的知识点比较全面,是值得重视的一类问题。

【例题5】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。

答案:(1)6×107J ;(2)2.52×106J ;(3)4.2%。

解析:(1)燃料完全燃烧产生的热量,可直接利用Q 总=mq 求出。

Q 放=m 煤q =2kg×3×107J/kg=6×107J 。

(2)从图像分析知道经过6min 加热,水的温度从20℃升高到80℃。

水的质量是10kg ,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),根据吸收热量公式得到Q 吸=cm 水(t -t 0)=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×60℃=2.52×106J 。

(3)炉具的效率公式为η=总吸Q Q ,所以η=放吸Q Q =J 106J 102.5276⨯⨯×100%=4.2%。

点拨:要会分析图像横轴纵轴代表的物理含义,对物理公式要灵活运用。

【例题6】(2016黑龙江龙东)如图甲所示,是一则公益广告,浓浓的孝心透着社会主义核心价值观.小明的爷爷网购了一台电热足浴器,其铭牌的部分参数如图乙(甲部分)所示,电热足浴器某次正常工作时控制面板显示如图乙(乙部分)所示,求:(1)此时足浴器的工作电流.(计算结果保留一位小数)(2)足浴器装入最大容量初温为22°的水,当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量. (3)上述加热过程耗时16min ,该足浴器的热电效率.温度/℃ 时间/min0 2 4 6 205070 80答案:(1)此时足浴器的工作电流为2.3A;(2)当水温达到控制面板上显示的温度时水所吸收的热量为4.2×105J;(3)上述加热过程耗时16min,该足浴器的热电效率为87.5%.解析:知道电热足浴器的加热功率和额定电压,根据P=UI的变形公式I=求出此时足浴器的工作电流;根据ρ=的变形公式m=ρV求出水的质量,再利用Q吸=cm(t﹣t0)求出水所吸收的热量;根据W=Pt求出电热足浴器消耗的电能,然后根据η=×100%求出该足浴器的热电效率.(1)由图2可知,此时电热足浴器的电功率P=500W,由P=UI得,此时足浴器的工作电流:I==≈2.3A;(2)足浴器装入最大容量时水的体积V=5L=5dm3=5×10﹣3m3,由ρ=得,水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10﹣3m3=5kg,则水所吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(42℃﹣22℃)=4.2×105J;(3)加热时间t=16min=960s,由P=得,电热足浴器消耗的电能:W=Pt=500W×960s=4.8×105J,则该足浴器的热电效率:η=×100%=×100%=87.5%.点拨:电功与热量的综合计算;电功率与电压、电流的关系.是电热综合题,这类问题是黑龙江省每年中考最后压轴题的具体体现。

相关主题