1、专题 24 热量与热值一填空题（共 12 小题）1（2018泰安）标准大气压下，质量为 0.5kg、温度为 70的水放出 4.2104J 的热量，水的温度降低了 20 c 水 =4.2103J/（kg）。【分析】知道水的质量、放出的热量、比热容，利用 Q 放 =cmt 求水温度降低值。【解答】解：由 Q 放 =c 水 mt 可得，水降低的温度：t= = =20。故答案为：20。2（2018福建）合理分类和利用垃圾可以变凌为宝。在一定条件下，1 吨垃圾能”榨”出 170kg 燃料油，若燃料油的热值为 4.0107J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 6.810 9 J，燃烧时燃料油的化学
2、能转化为 内 能。【分析】（1）利用 Q 放 =mq 求燃料油完全燃烧释放出的热量；（2）燃料在燃烧时，发生化学变化，把燃料的化学能转化为内能。【解答】解：（1）燃料油完全燃烧释放出的热量：Q 放 =mq=170kg4.0107J/kg=6.8109J；（2）燃料油燃烧过程中，将燃料油的化学能转化为内能。故答案为：6.810 9；内。3（2018哈尔滨）如图是“研究水沸腾规律”的实验，试管中水的质量为 0.2kg，这些水由 20升高到 70吸收的热量是 4.210 4 J；水沸腾过程中，温度计示数将 不变 。【c 水 =4.2103J/（kg）】【分析】（1）知道水的质量、水的比热容、水的初温
3、和末温，利用吸热公式 Q 吸 =cmt 求水吸收的热量；（2）水沸腾时，吸收热量、温度不变。【解答】解：（1）水吸收的热量：Q 吸 =c 水 mt=4.210 3J/（kg）0.2kg（7020）=4.210 4J；（2）水沸腾过程中，吸收热量、温度不变，温度计示数将不变。故答案为：4.210 4；不变。4（2018怀化）汽车用水作为冷却剂，是因为水的 比热容 较大。汽车在行驶过程中消耗了 2kg 汽油，若汽油完全燃烧则放出的热量为 9.210 7 J（汽油的热值为4.6107J/kg）。【分析】（1）相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温
4、度，水吸收或放出的热量多。（2）知道汽油的质量和热值，利用 Q 放 =mq 求汽油完全燃烧产生的热量。【解答】解：（1）因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，水能带走较多的热量，冷却效果好，所以用水做汽车发动机的冷却剂。（2）2kg 汽油完全燃烧产生的热量：Q 放 =mq=2kg4.6l07J/kg=9.2l07J。故答案为：比热容；9.2l0 7。5（2018连云港）天然气热水器将 40kg 的水由 22加热到 42，水的内能增加了 3.36106 J，水的内能增加是通过 热传递 方式实现的，若天然气燃烧放出的热量有84%被水吸收，需要消耗 0.1
5、kg 的天然气。已知 c 水 =4.2103J/（kg），q 天然气=4107J/kg。【分析】（1 知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温（在一个标准大气压下，水的沸点为 100），利用吸热公式 Q 吸 =cmt 求水吸收的热量；（2）改变物体内能的方法：做功和热传递；（3）利用 = 求天然气完全燃烧放出的热量，再利用 Q 放 =mq 求需要天然气的质量。【解答】解：（1）水吸收的热量：Q 吸 =cmt=4.210 3J/（kg）40kg（4222）=3.3610 6J；（2）水从火吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递改变水的内能；（3）由 = 得，天然气完全燃烧放出的热量：Q 放
6、= = =4106J，由 Q 放 =mq 得，需要天然气的质量：m= = =0.1kg。故答案为：3.3610 6；热传递；0.1。6（2018重庆）小薇在“探究水的沸腾”实验中，所用水的质量为 0.5kg，初温为 58，测出水沸腾时的温度为 98，则当地大气压比一个标准大气压 低 （选填“高“或”低”），本实验中水加热至沸腾至少吸热 8.410 4 J已知 c 水 =4.2103J/（kg）【分析】（1）气压和沸点的关系是，气压越高，沸点越高；气压越低，沸点越低；（2）根据 Q 吸 =cmt 求出吸收的热量。【解答】解：（1）测出水沸腾时的温度小于 100，这是因为当时当地的大气压小于 1
7、个标准大气压造成的；（2）水吸收的热量：Q 吸 =cmt=4.210 3J/（kg）0.5kg（9858）=8.410 4J。故答案为：低；8.410 4。7（2018淮安）质量为 50kg 的水温度从 20升高到 50吸收的热量是 6.310 6 J，这些热量如果完全由煤气燃烧来提供，至少需 0.15 kg 的煤气。（水的比热容为4.2103J/（kg），煤气的热值 4.2107J/kg）。【分析】（1）知道水的质量、水的比热容、水温度初温和末温，利用吸热公式 Q 吸=cm（tt 0）求出水吸收的热量；（2）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量 Q 放 =Q 吸 ，再根据 Q 放 =mq 求出
8、燃烧煤气的质量。【解答】解：（1）水吸收的热量：Q 吸 =cm（tt 0）=4.2103J/（kg）50kg（5020）=6.3106J；（2）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量：Q 放 =Q 吸 =6.3106J，由 Q 放 =mq 可得完全燃烧煤气的质量：m= = =0.15kg。故答案为：6.310 6；0.15。8（2018邵阳）蓄水量为 1 吨的太阳能热水器现在装满了 30的水，经过光照后升高了20，则水吸收的热量是 8.210 7 Jc 水 =4.2103J/（kg）【分析】已知水的质量、水的比热容、水温度的变化，直接利用吸热公式 Q 吸 =cmt 求水吸收的热量。【解答】解：吸收
9、的热量：Q 吸 =cmt=4.210 3J/（kg）1000kg20=8.210 7J。故答案为：8.210 7。9（2018绵阳）2018 年 5 月 8 日，全球首条智能轨道快运系统在湖南株洲试开通。该智能轨道快运列车使用新能源的快充钛酸锂电池，电池容量为 170kWh，满载时电耗为4kWh/km，最高运行速度为 70km/h。该电池充满电储存的能量与质量是 13.3 kg 的汽油完全燃烧放出的热量相同；若列车满载匀速行驶电动机驱动列车的效率为 75%，则列车匀速行驶过程中受到的平均阻力大小是 1.0810 4 N（汽油的热值是 4.6107J/kg）【分析】（1）根据 W=Q=mq 求出
10、燃料的质量；（2）已知电动机的效率和总功，可计算出所做的有用功；知道满载时电耗和电池总容量，可计算出列车行驶的路程；列车做匀速行驶，平均阻力 f 与牵引力相等，根据公式 W=Fs 可求平均阻力大小。【解答】解：（1）电池储存的电能即汽油完全燃烧放出的热量为：Q=W=170kWh=1703.6106J=6.12108J，故汽油的质量为：m= = 13.3kg；（2）列车满载匀速行驶电动机所做的有用功：W 有用 =75%W=75%6.12108J=4.59108J，可行驶的路程：s= =42.5km，由 f=F 牵引力 ，W=Fs 可知，列车匀速行驶过程中受到的平均阻力大小为：f=F 牵引力 =
11、= =1.08104N。故答案为：13.3；1.0810 4。10（2018济宁）将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中（如图所示），通过 热传递 方式改变牛奶的内能，图中乙是 250g 牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为 2.110 4 Jc 牛奶 =4.2103J/（kg）【分析】（1）改变内能的方法：一是做功，二是热传递，物体放出热量、内能减少、温度降低；（2）知道牛奶的质量、比热容，求出温度升高值，利用吸热公式 Q 吸 =cmt 求牛奶吸收的热量。【解答】解：给牛奶加热的过程中，牛奶吸收热量、内能增加，是通过热传递方式改变了牛奶的内能；由图乙可知，牛奶升高的温度：t
12、=4020=20，则牛奶吸收的热量：Q 吸 =cmt=4.210 3J/（kg）0.25kg20=2.110 4J。故答案为：热传递；2.110 4。11（2018宿迁）在烧杯中装入 500g、温度为 10的水，用酒精灯给水加热、直至水温上升到 60，水的内能增加了 1.0510 5 J；水吸收的热量 小于 （选填“小于”、“等于”或“大于”）酒精燃烧放出的热量（c 水 =4.2103J/（kg）【分析】（1）水吸收多少热量，也就增加多少内能。根据题目提供的相关数据，可以利用热烈的计算公式 Q 吸 =c 水 m 水 （tt 0）直接求解。（2）在热传递过程中，要考虑各种方面的散热因素，周围的物
13、体可能就会吸收一部分热量，这要根据实际情况具体判断分析。【解答】解：已知 m 水 =500g=0.5kgQ 吸 =c 水 m 水 （tt 0）=4.210 3J/（kg）0.5kg（6010）=1.0510 5J，由于支架、烧杯等均吸收热量，还有部分热量要散失到空气里，所以真正被水吸收的热量小于酒精燃烧放出的热量。故答案为：1.0510 5；小于。12（2018遂宁）我国于 2017 年 5 月 18 日在南海海域成功试采“可燃冰”，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，在相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍。如果“可燃冰”热值是天然气的 10 倍，设天燃气热
14、值为4.2107J/kg，完全燃烧 0.5kg“可燃冰”放出的热量为 2.110 8 J；若在不考虑热量损失的情况下，这些热量能使 800kg、45的水刚好达到沸点，则此时水的沸点是 107.5 ，水面上方的气压 大于 1 标准大气压。（选填“大于”、“小于”或“等于“）（c水 =4.2103J/（kg）【分析】（1）利用 Q 放 =mq 求出 1kg 天然气完全燃烧放出的热量，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的 10 倍，据此求 0.5kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量；（2）由题知，Q 吸 =Q 放 ，根据 Q 吸 =cm 水 （tt 0）可求出水的末温；液体的沸点与大气压有关，气压越小
15、沸点越低；气压越大，沸点越高。【解答】解：（1）1kg 天然气完全燃烧放出的热量：Q 放 =mq 天然气 =1kg4.2l07J/kg=4.2l07J，0.5kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q 放 =Q 放 5=4.2l07J5=2.1l08J；（2）由题知，Q 吸 =Q 放 =2.1l0 8J，根据 Q 吸 =cm 水 （tt 0）可知水达到沸点时的温度为：t=t0+ =45+ =107.5因为 1 标准大气压下水的沸点为 100，液体的沸点随着表面气压的增大而升高，随气压减小而降低，所以此时水面上方的气压大于 1 标准大气压。故答案为：2.110 8；107.5；大于。二计算题（共 6
16、小题）13（2018衡阳）2017 年 6 月 10 日，作为中国大陆核电的发源地秦山核电基地安全运行 100 堆年（一座核反应堆运行一年为一堆年）。从被誉为“国之光荣”的秦山核电站1991 年 12 月 15 日投入运行开始，秦山核电基地一直保持安全稳定运行，目前每分钟的安全发电量相当于少消耗烟煤 13.0t，减排二氧化碳约 40.6t，二氧化硫约 0.2t，氮氧化物约 0.8t。秦山核电基地目前共有 9 台运行机组，年发电量约 500 亿千瓦时，是目前我国核电机组数量最多、堆型品种最丰富、装机容量最大的核电基地。下列（1）（2）题答案用科学计数法表示（1）13.0t 烟煤如果完全燃烧，放出
17、的热量为多少 J（烟煤的热值为 2.9107J/kg）。（2）假设 13.0t 烟煤在煤炉中完全燃烧，放出的热量部分被水吸收，可以使 4105kg 的水从 20升高到 100，求水吸收的热量为多少 Jc 水 =4.2103J/（kg）（3）求煤炉加热水的热效率。第（3）题结果保留两位有效数字【分析】（1）应用热值公式 Q=mq 可以求出煤气完全燃烧释放的热量；（2）根据吸热公式 Q=cmt 就可算出水吸收的热量；（3）由效率公式可以求出煤气灶烧水的效率。【解答】解：（1）13.0t 烟煤如果完全燃烧，放出的热量：Q 放 =mq=13.0103kg2.9107J/kg=3.771011J；（2）
18、水吸收的热量：Q 吸 =cm 水 t=4.210 3J/（kg）410 5kg（10020）=1.34410 11J；（3）煤炉烧水的效率：= 100%= 100%36%。答：（1）13.0t 烟煤如果完全燃烧 3.771011J；（2）水吸收的热量为 1.3441011J；（3）煤炉加热水的热效率为 36%。14（2018苏州）为了减少环境污染，部分农村地区改用液化气烧菜做饭。某钢瓶装有液化气 10kg，已知液化气的热值为 4.2107J/kg，水的比热容为 4.2103J/（kg）求：（1）这瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是多少？（2）若（1）中放出的热量有 40%被初温为 20的水吸收，
19、在标准大气压下可将多少质量的水烧开？【分析】（1）利用 Q 放 =mq 求整瓶液化气完全燃烧放出的热量；（2）由题知，Q 吸 =40%Q 放 ，知道水的温度变化、水的比热容，再利用 Q 吸 =cmt 求水的质量。【解答】解：（1）10kg 液化气完全燃烧释放热量：Q 放 =m 气 q=10kg4.2107J/kg=4.2108J；（2）由题知，Q 吸 =40%Q 放 =40%4.2108J=1.68108J，1 标准大气压小水的沸点为 100，即水的末温为 100，由 Q 吸 =cmt 得水的质量：m 水 = = =500kg。答：（1）这瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是 4.2108J；（2
20、）若（1）中放出的热量有 40%被初温为 20的水吸收，在标准大气压下可将 500kg 质量的水烧开。15（2018聊城）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有 20、质量为 100g 的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精 3g。水的比热容为 4.2103J/（kg），酒精的热值为 3.0107J/kg求：（1）水吸收的热量是多少？（2）此过程中酒精灯烧水的热效率。（3）科学研究表明：1g 100的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收 2.26103J 的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了 5g，求此过程水汽化成水蒸气所吸
21、收的热量。【分析】（1）知道水的质量、水的比热容和水的温度变化，根据 Q 吸 =cm（tt 0）求出水吸收的热量；（2）知道酒精的热值和质量，根据 Q 放 =mq 求出酒精完全燃烧释放的热量；水吸收的热量和酒精完全燃烧放出热量的比值即为烧水的效率；（3）根据 1g100的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量求出 5g 的水完全汽化成同温度水蒸气所需要吸收的热量。【解答】解：（1）一个标准大气压下水的沸点为 100，即需将水加热至 100，水吸收的热量：Q 吸 =cm（tt 0）=4.210 3J/（kg）0.1kg（10020）=3.3610 4J；（2）3g 酒精完全燃烧释放的热量：Q 放
22、=mq=3103 kg3.0107J/kg=9104J；酒精灯烧水的热效率：= 100%= 100%37.3%；（3）1g 100 的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收 2.26103J 的热量，则 5g 100的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量：Q=5g2.26103J/g=1.13104J。答：（1）水吸收的热量是 3.36104J；（2）酒精灯烧水的热效率是 37.3%；（3）5g，100的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收的热量是 1.13104J。16（2018上海）质量为 1 千克的牛奶，加热后温度升高了 20，求牛奶吸收的热量。c 牛奶 =2.5103焦/（千克）【分析】知道牛奶的质
23、量、牛奶的比热容、牛奶升高的温度值，利用吸热公式 Q 吸 =cmt求牛奶吸收的热量。【解答】解：牛奶吸收的热量：Q 吸 =cmt=2.510 3J/（kg）1kg20=510 4J。答：牛奶吸收的热量为 5104J。17（2018桂林）若家用天然气的热值为 4.2107J/kg 水的比热容为4.2103J/（kg）。（1）完全燃烧 0.04m3天然气放出的热量是多少？（2）若某新型天然气灶烧水的效率为 40%，完全燃烧 0.04m3天然气可使室温下 5kg 的水温度升高多少？【分析】（1）知道天然气的热值和体积，利用 Q 放 =Vq 求天然气完全燃烧放出的热量；（2）知道天然气完全燃烧放出的热
24、量只有 40%被水吸收，即 Q 吸 =Q 放 40%，求出水吸收的热量，再根据吸热公式求水升高的温度值。【解答】解：（1）完全燃烧 0.04m3天然气放出的热量：Q 放 =Vq=0.04m34.2107J/m3=1.68106J；（2）由题知，水吸收的热量：Q 吸 =Q 放 40%=1.68106J50%=6.72105J，由 Q 吸 =cmt 可得水升高的温度：t= = =32。故答案为：（1）完全燃烧 0.04m3天然气放出 1.68106J 的热量；（2）完全燃烧 0.04m3天然气可使常温下 5kg 的水温度升高 32。18（2018广安）用天然气灶给水加热，在 1 标准大气压下，把体
25、积为 10L，温度为 15的水加热到沸腾，求：（1）水吸收了多少热量？ 水 =1.0103kg/m3，c 水 =4.2103J/（kg）（2）若不计热量损失，需要燃烧多少 m3的天然气？（q 天燃气 =4.2107J/m3）【分析】（1）已知水的体积求出水的质量，知道一标准大气压下水沸腾时的温度为 100，利用公式 Q=cm（tt 0）可以得到水吸收的热量；（2）已知热量和天然气的热值，利用公式 Q 放 =Vq 得出需要燃烧天然气的体积。【解答】解：（1）由 = 得，10L 水的质量：m= 水 V=1.0103kg/m310103 m3=10kg，水吸收的热量：Q 吸 =c 水 m 水 （tt
26、 0）=4.210 3J/（kg）10kg（10015）=3.5710 6J；（2）不计热量损失，则 Q 放 =Q 吸 ，由 Q 放 =Vq 可得，需要燃烧天然气的体积：V 天然气 = = = =0.085m3。答：（1）水至少需要吸收的热量为 3.57106J；（2）若不计热量损失，需要燃烧 0.085m3的天然气。三解答题（共 2 小题）19（2018广东）阅读下列短文，回答问题，“天舟一号”与“天宫二号”成功对接我国自主研制的“天宫二号”空间实验室已于 2016 年 9 月 15 日发射成功“天宫二号”在距地面高度 380km 圆形轨道上绕地球匀速运行，绕地球一圈的运行时间是 90 分钟
27、，“天舟一号”货运飞船于 2017 年 4 月 20 日由长征七号火箭成功发射升空，并于 2017 年 4 月 22日与“天宫二号”首次自动交会对接成功，如图 1 所示，为我国建立自己的空间站迈出了坚实的一步。发射“天舟一号”货运飞船的长征七号火箭的燃料由液态煤油和液氢混合构成，火箭点火起飞时，火箭内的燃料燃烧从火箭体尾部喷射出火焰几乎直击发射平台。使得发射平台核心区的温度接近 3000，足以融化绝大多数金属和非金属材料，长征七号火箭发射时与其它火箭不同的是发射平台旁的“喷水降温降噪系统”，其采取的是国际上先进的喷水降温方法，如图 2 所示，在发射中火箭飞到 5m 高以后，“喷水降温降噪系统”
28、向箭体尾部火焰中心喷水 20 余秒，喷水量约为 400t，一部分的水会汽化到大气中，大部分的水则通过导流槽流走，于是大流量喷水能够带走大量的热起到降温作用，防止了火箭发射台内部的仪器设备可能因高温受到影响。圆周率 =3，c 水 =4.2103J/（kg）（1）设“喷水降温降噪系统”喷出 400t 水的初温为 20，在喷水 20 秒内全部变成 100的水，则水带走的热量为 1.34410 11 J。（2）如图 3 所示，设地球半径为 6370km，“天宫二号”空间实验室在圆形轨道上正常运行，圆形轨道的半径为 6750 km，圆形轨道的周长为 40500 km“天舟一号”货运飞船成功发射及正常入轨
29、后，与“天宫二号”空间实验室对接。对接时“天舟一号”的运行速度为 7.5 km/s。（3）长征七号火箭所搭载的“天舟一号”货运飞船在上升过程中的机械能不断 变大 （选填“变大”、“变小”或“不变”），长征七号红箭燃料的 化学 能燃烧时转化为内能。【分析】（1）根据 Q=cmt 可求得水带走的热量；（2）由图 3 可计算出圆形轨道的半径，由 c=2r 计算其周长；由 v= 计算对接时“天舟一号”的运行速度；（3）分析货运飞船在上升过程中动能和重力势能的变化从而判断机械能的变化；燃料燃烧是化学变化，并释放大量的内能，由此知能量的转化情况。【解答】解：（1）400t 水的初温为 20，在喷水 20
30、秒内全部变成 100的水，所以水带走的热量：Q=cmt=4.210 3J/（kg）410 5kg（10020）=1.34410 11J；（2）“天宫二号”在距地面高度 380km 圆形轨道上绕地球匀速运行，由图 3 知，地球半径为 6370km，所以圆形轨道的半径 r=380km+6370km=6750km，圆形轨道的周长：c=2r=236750km=40500km，“天宫二号”绕地球一圈的运行时间是 90 分钟，对接时“天舟一号”与“天宫二号”速度相等，所以“天舟一号”的运行速度：v= = = =7.5km/s；（3）长征七号火箭所搭载的“天舟一号”货运飞船在上升过程中速度不断变大，所以动能
31、变大，高度变大，所以重力势能变大，所以机械能不断变大；长征七号红箭燃料燃烧时发生化学变化，释放出内能，所以是燃料的化学能燃烧时转化为内能。故答案为：（1）1.34410 11；（2）6750；40500；7.5；（3）变大；化学。20（2018咸宁）用天然气烧水，水烧开后，壶盖不断向上跳动，此过程中能量转化与四冲程汽油机的 做功 冲程的能量转化相同；若天然气完全燃烧放出的热量有 50%被水吸收，在标准大气压下把 5kg 的水从 20加热至沸腾，需完全燃烧 0.084 m 3天然气。（c水 =4.2103J/（kg），q 天然气 =4107J/m3）【分析】（1）在汽油机的四冲程中，做功冲程是内
32、能转化为机械能的冲程，水烧开时壶盖会向上跳动，也是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。（2）在标准大气压下水的沸点为 100，即水的末温为 100，利用 Q 吸 =cmt 求水吸收的热量；知道效率，利用 = =50%求天然气完全燃烧放出的热量，再利用 Q 放 =Vq 求天然气的体积。【解答】解：（1）水烧开以后，水蒸气膨胀对壶盖做功，把壶盖顶起来，将水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。这与汽油机的做功冲程的能量转化相同，在汽油机的做功冲程中，是将燃气的内能转化为活塞的机械能；（2）在标准大气压下水的沸点为 100，即水的末温为 100，水吸收的热量为：Q 吸 =c 水 m 水 t=4.210 3J/（kg）5kg（10020）=1.6810 6J。由 = =50%得天然气完全燃烧放出的热量：Q 放 = = =3.36106J，由 Q 放 =Vq 得天然气的体积：V 气 = = =0.084m3。故答案为：做功；0.084。
浙公网安备33030202001339号