初中学业水平考试物理小专题（一）热量的计算

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小专题(一)　热量的计算

类型 1　燃料烧水效率

1．(2019·巴中)为了减少大气污染，可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤，完全燃烧 2 kg 秸秆煤可放出__4.2×10 7

__J

热量；若这些热量完全被水吸收，可使__250__kg 水温度由 20 ℃升高到 60 ℃.[已知 q秸秆煤＝2.1×107 J/kg，c水＝4.2×103

J/(kg· ℃)]．

2．(2019·曲靖宣威市校级模拟)净含量为 500 mL 的瓶装饮用纯净水的质量为 500 g．若将其放入冰箱冷藏，温度

降低了 20 ℃，则水放出的热量为__4.2×10 4

__J．现广州市民都用上了物美价廉的天然气，若天然气的利用率为 80%，

在标准大气压下，将这瓶温度为 20 ℃的水加热至沸腾，水至少要吸收__1.68×10 5

__J 热量，这需要完全燃烧_

_2.625×10 －

__ m3天然气．[已知水的比热容 c＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值 q＝8×107 J/m3]

3．小明同学在参加今年中考体育考试的过程中，其身体消耗的总能量为 4.2×105 J，这些能量相当于完全燃烧_

_35__g 干木柴所释放的热量(已知 q干木柴＝1.2×107 J/kg)；若这些能量的 50%被质量为 5 kg，初温为 20 ℃的水吸收，则

能使水温升高到__30__℃.

4．(2019·曲靖)太阳是离地球最近的一颗恒星，由于其内部深处的极高温度(约2×107　℃)和极高压强(约2×1016

Pa)，使原子的热核反应得以不断进行，从而通过太阳表面以光的形式向宇宙空间辐射出巨大的能量，这就是太阳能．

(1)我国幅员辽阔，日照充足，一年可获得的太阳能约为 3.6×1022 J，这些太阳能相当于多少吨标准煤完全燃烧释放

的能量？(q煤＝3×107 J/kg)

(2)利用太阳能的一种方式是用集热器把水加热．某太阳能集热器把质量为 100 kg、初温为 20 ℃的水加热到 80

℃，水吸收的热量是多少？

(3)如果这些水吸收的热量改用额定功率为 3 000 W 的电热水器来提供，电热水器需正常工作多长时间？[假设加热

过程中消耗的电能全部被水吸收，c水＝4.2×103 J/(kg· ℃)]

解：(1)由Q＝mg 得释放这些能量需要的煤的质量：m煤＝＝＝＝1.2×1015 kg＝1.2×1012 t

(2)水吸收的热量：Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(80 ℃－20 ℃)＝2.52×107 J

(3)因为加热过程中消耗的电能全部被水吸收

所以 W＝Q吸，由 P＝得电热水器在正常工作时间：

t＝＝＝8.4×103 s

5．(2018·云南)小明家新买来一台容积为 80 L 的天然气热水器．小明学习了热效率的知识后，尝试估测该热水器

的热效率，他把“进水量”设置为 40 L，“出水温度”设置为 40 ℃后，开始加热．当水温达到 40 ℃时，自动停止加热．

已知当时自来水的温度是 20 ℃，加热前天然气表的示数为 129.96 m3，停止加热后变为130.06 m3.天然气的热值 q天然气

＝4.2×107 J/m3，水的比热容 c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，1 L＝1.0－3 m3，ρ水＝1×103 kg/m3.求：

(1)水箱中水的质量；

(2)水箱中水吸收的热量；

(3)该热水器的热效率．

解：(1)把“进水量”设置为 40 L，则水箱中水的体积：

V＝40 L＝40 dm3＝40×10－3 m3

由ρ＝得水箱中水的质量：

m＝ρ木V＝1×103 kg/m3×40×10－3 m3＝40 kg

(2)由题意可得，水吸收的热量：

Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(40 ℃－20 ℃)＝3.36×106 J

(3)使用天然气的体积：

V＝130.06 m3－129.96 m3＝0.1 m3

天然气完全燃烧释放的热量：

Q放＝q天然气 V＝4.2×107 J/m3×0.1 m3＝4.2×106 J

该热水器的热效率：

η＝×100%＝×100%＝80%

类型 2　太阳能、电能烧水效率

6．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信

息：

太阳照射时间/h 10

装水量/kg 100

吸热板面积/m22.5

水的初温/℃ 20

水的末温/℃ 70

水的比热容/[J·(kg·℃)－1]4.2×103

太阳辐射功率/[J·(m2·h)－1]1.68×106

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