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热量计算题详解

发布时间:2014-04-21 09:58:59  

热量计算题详解

一、纯热量计算类型

分析步骤:

1、确定研究对象

2、判断吸放热;确定对应公式Q=cm△t,其中(吸热升温)△t=t-t0,(放热降温)△t=t0-t

3、公式变形进行计算

附加:如果涉及热传递过程,定要写热平衡方程Q吸=Q放

例1、质量为2kg、温度为l5℃的水,吸收l.68×l05J的热量后,温度升高到多少摄氏度?[C水=4.2×103J/(kg·℃)]

分析:1、水为研究对象;

2、吸热:Q=cm(t-t0);

3、公式变形t=Q/cm+t0

解:t=Q/cm+t0

=[1.68×105/4.2×103J/(kg·℃)×2kg ]+15℃=35(℃)答略

注意:1、物理计算题步骤细节也很重要,以此题6分为例,公式要占去3分,而带入数据1分,计算结果和单位2分,一步都不能少,望各位考生引起重视。2、此类题如是水在标准大气压下升温,最高温度只能是100℃。3、“升高”和“升高到”的不同含义,前者指的是温度变化量,而后者是指末温。

例2、质量为500g的铁锅中放有3kg的水,把它们从15℃热到85℃,吸收了多少热量?[C铁=0.46×103J/(kg·℃),C水=4.2×103J/(kg·℃)]

分析:给水加热时,铁锅也要同时吸热。

1、水和铁锅为研究对象;

2、均吸热:Q=cm△t,△t=t-t0;

3、求热量之和Q

解:△t=t-t0=85℃-15℃=70(℃)

Q=Q1+Q2

=c1m1△t+c2m2△t

=(c1m1+c2m2)△t

=(4.2×103×3+0.46×103×0.5)×70

=8.981×105(J)答略

例3、为了测量某种液体的比热容,把质量为l00g的铜块从沸腾的水中取出(标准大气压下),迅速投入质量为l00g、温度为l0℃的待测液体中,混合后的共同温度是25℃,若不计热量损失,求这种液体的比热容为多少?[铜的比热容c铜=0.4×103J/(kg·℃)] 分析:铜块和水之间发生热传递,铜块放热降温,水吸热升温,Q吸=Q放。

如果题目中已知条件较多,一定要提前设好物理量,所以建议大家写已知、求。 已知:c铜=0.4×103J/(kg·℃),t01=100℃,t02=10℃,t=25℃,m=100g=0.1kg

解:∵Q吸=Q放

∴c液m(t-t02)=c铜m(t01-t)

∴c液=c铜 (t01-t)/ (t-t02)

=0.4×103(100-25)/( 25-10)

=2×103[J/(kg·℃)] 答略

二、与热效率相关

公式:Q=Q有+Q无,Q总=Q有/η

例4、在一把质量为500g的铝质电热水壶中,装有2kg水。用这把电水壶把20℃的水加热到100℃。若该电水壶的热效率为80%,问烧开这壶水需要消耗多少电能?[c=0.88×103J/(kg·℃),C水=4.2×103J/(kg·℃)]

分析:本题与例2的区别在于消耗电能并没有全部被水吸收,壶身、外界空气等均要吸热。只有水吸收热量为有效部分,空气吸热未知,所以不能用Q=Q有+Q无计算。因

为知道电水壶的热效率η,所以可使用Q总=Q有/η计算,而不需要计算铝壶吸收的热量。

解:Q水=c水m(t-t0)

=4.2×103×2×(100-20)

=6.72×105(J)

Q= Q水/η=6.72×105/80%=8.4×105(J)

答略

三、与热机及燃料有关

例5、人造湖有“吸热”功能,在炎热的夏季能大大减弱周围地区的“热岛效应”。若人造湖湖水的质量为8.1×107kg,水温升高2℃,湖水吸收的热量是多少?这些热量相当于多少吨无烟煤完全燃烧放出的热量?(无烟煤的热值为3.4×107J/kg)

分析:水吸热升温Q=cm△t,△t=t-t0,无烟煤燃烧防热Q=qm,且Q吸=Q放

解:Q吸=c水m△t=4.2×103×8.1×107×2=6.804×1011(J)

∵Q吸=Q放

∴m=Q吸/q=6.804×1011/3.4×107

=2.0×104(kg)=20t 答略

热身训练:

1.质量为20g的水,温度从10℃降低到0℃,但未凝固成冰,它放出的热量是多少?如果这些热量恰好使80g的某种固体温度从-5℃刚好升高到0℃,这种固体的比热容多大?

2.一间容积为200m3的房间,若不供给热量,每5min室温将降低1℃,为保持室温恒定,每小时应向房间供热多少焦耳?[空气密度为1.3kg/m3,空气比热容为

1.0×l03J/(kg·℃)]

3.在一个标准大气压下,把质量为200g的铝块放在沸水中充分加热后,迅速投入温度为16℃,质量为210g的水中,不计热损失。求:当它们达到共同温度时铝块大约放出了多少热量?(保留整数)[C铝=0.88×103J/(kg·℃)]

4.某同学在实验室用酒精灯把0.1kg的水从20℃加热到l00℃。求:(1)水吸收的热量;

(2)如果这些热量由酒精燃烧提供,至少要完全燃烧多少千克酒精?

C=4.2×103J/(kg·℃);酒精的热值q=3.0×l07J/kg]

参考答案:

1.840J;2.1×103J/(kg·℃)

2. 3.12×106J

3. 1.232×104J

4. 3.36×104J;1.12×10-3kg

水的比热容[

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