第一篇:初三物理熱學典型計算題
初三物理熱學典型計算題
1.某中學為學生供應開水,用鍋爐將200kg的水從25℃加熱到100℃,共燃燒了6kg的無煙煤。[水的比熱容是(4.2×103J/kg · ℃),無煙煤的熱值是(3.4×107J/kg · ℃)求:(1)鍋爐內200kg的水吸收的熱量是多少J?
(2)6kg無煙煤完全燃燒放出的熱量是多少J?
(3)此鍋爐的效率是多少?
2.質量為800g,溫度為-2℃的冰塊放出8.4×103J的熱量后溫度變為多少?
3.質量為500g的某種金屬,溫度從100℃降低到20℃,內能減少了3.5×103J.求這種金屬的比熱容.4.現有滲水后濃度為50%的酒精20kg,如果其溫度降低1℃,則將放出多少熱量?
5.質量為4kg的水,溫度升高50℃,則其吸收的熱量是多少J?
6.室溫下,在0.5kg的鋁壺內裝有5kg的水,燒開這一壺水大約需要吸收多少熱量[c鋁=0.88×103J/(kg · ℃)
7.一太陽能熱水器裝水80kg,集熱管每分鐘吸收太陽能7×104J,不計熱量損失,則該熱水器每小時能使水溫升高到多少℃
8.一根燒紅的鐵釘,溫度是500℃,質量是1.5g它的溫度降低到20℃,要放出多少熱量?[c鐵0.46×103J/(kg·℃)]
9.將質量為30kg,溫度為10℃的水與質量為40kg,溫度為80℃的水混合,待熱平衡后,混合的水溫度為多少?
第二篇:初三物理熱學典型例題解析
初三物理熱學典型例題解析
例1把正在熔化的冰,放到0℃的房間內(它們與外界不發生熱傳遞),冰能不能繼續熔化?
解答冰完成熔化過程需要滿足兩個條件:一是達到它的熔點0℃,二是必須繼續吸熱.題中正在熔化的冰,溫度是0℃的冰和0℃的房間沒有溫度差,它們之間不發生熱傳遞,因此冰不能繼續吸熱,它不會繼續熔化.
本題常見錯誤是片面認為晶體只要達到了它的熔點,就會熔化,得出冰能繼續熔化的結論.
例2“水的溫度升高到100℃,水就一定會沸騰起來.”這種說法對嗎?
解答這是常見的一種錯誤看法.在學習了沸騰知識后,要會用它的規律來分析.這種說法有兩點錯誤.
第一,100℃不一定是水的沸點,只有在標準大氣壓下,水的沸點才是100℃.液體的沸點與氣壓有關,氣壓增大,沸點升高;氣壓減小,沸點降低.
第二,即使在標準大氣壓下,水溫達到100℃,水也不一定能沸騰.這是因為完成液體沸騰,條件有兩個:一是液體的溫度達到沸點,二是液體要繼續吸熱,這兩個條件缺一不可,因此不能說,水到了100℃,就一定會沸騰.
例3在很冷的地區,為什么常使用酒精溫度計而不使用水銀溫度計測氣溫?而在實驗室中,為什么用煤油溫度計而不使用酒精溫度計測沸水的溫度?
解答酒精、水銀及煤油溫度計都是利用液體的熱脹冷縮的性質來測量溫度的.如果酒精、水銀、煤油凝固成了固態或變成氣體就無法用它來測溫了.查熔點表可知:酒精的熔點是—117℃,水銀的熔點是—39℃.又因為同一物質的凝固點跟它的熔點相同,也就是說酒精降至—117℃才凝固,而水銀降至—39℃就會凝固,很冷的地區氣溫可低至—40~—60℃,這種情況下水銀凝固,而酒精還是液態的,可以用來測氣溫.又查沸點表可知:酒精的沸點是78.5℃,而煤油的沸點約為150℃,凝固點約為-30℃,而水的沸點是100℃,實驗時若用酒精制成的溫度計測沸水的溫度,酒精有可能變成氣體而無法進行測量,而煤油仍是液體,還可以測高溫.
例4(天津中考試題)質量和溫度均相同的鐵塊和鋁塊,吸收相同的熱量后相互接觸(鐵的比熱<鋁的比熱=,則()
A.熱從鋁塊傳到鐵塊B.熱從鐵塊傳到鋁塊
C.鐵塊和鋁塊之間沒有熱傳遞D.條件不足,無法判斷
精析考查對物體吸、放熱公式的理解,并知道熱是從高溫物體傳向低溫物體.
∵Q吸=cm△t
m相同,∵c鐵<c鋁
∴△t鐵<△t鋁初溫相同,鐵末溫高.
∴熱從鐵傳向鋁.
答案B 例5 夏天,剝開冰棒紙后,可以看到冰棒周圍會冒“白氣”,這是屬于下面的哪種狀態變化()
A.熔化
B.汽化
C.液化
D.升華
解答 如果認為“白氣”是水蒸氣,就會誤選B或D.水蒸氣是空氣的組成部分,人們用肉眼是看不見的,那么“白氣”是什么?
“白氣”是許許多多的水滴懸浮在空氣中形成的小霧滴,光射到它們上面發生了散射,使我們看到了它.
在一定的條件下,水蒸氣遇冷變成水,就形成了“白氣”.例如,水燒開時,從壺嘴里冒出的“白氣”.冬天,人們呼出的“白氣”都是水蒸氣遇冷放熱,形成了許許多多懸浮在空中的小水滴,這就是“白氣”,因此,形成“白氣”是水蒸氣液化的結果.
夏天,為什么在冰棒周圍會出現“白氣”呢?是因為空氣中有大量的水蒸氣,它們在冰棍附近遇冷放熱,形成了許許多多的小冰滴.可見,冰棒周圍出現“白氣”,也是水蒸氣液化的現象.
答案 C 例6(陜西省中考試題)關于熱量、溫度、內能之間的關系,下列說法正確的是()
A.物體溫度升高,內能一定增加
D.物體吸收熱量,溫度一定升高
C.物體溫度不變,一定沒有吸熱
D.物體溫度升高,一定吸收熱量
方法點撥 了解內能變化與什么有關,了解物態變化的條件.
分析 A選項正確.
B選項:晶體熔化過程吸收熱量,但溫度不變.
C選項:與B相似,不正確.
D選項:物體溫度升高,可能吸收了熱量,也可能是外界對物體做了功.
答案 A
例7(南京市中考試題)下列說法正確的是()
A.沒有吸熱過程和放熱過程,說熱量是毫無意義的
B.物質的比熱容與物體吸收的熱量、物體的質量及物體溫度的變化有關
C.兩個物體升高相同的溫度,吸收的熱量也一定相同
D.熱總是從含有熱量多的物體傳遞給熱量少的物體
精析 正確理解熱量、內能的概念,并知道Q=cm△t.
熱量反應的是吸、放熱過程,A選項正確.
B選項:比熱容是物質的特性之一,與熱量、質量、溫度變化無關.
C選項:根據Q=cm△t,由于c和m沒有給定,Q不能確定.
D選項:熱傳遞的過程是內能從高溫物體傳到低溫物體的過程.說熱量多、熱量少不正確.
答案 A
例8(甘肅省中考試題)質量相等的金屬塊A和B,放在沸水壺中煮10min后取出,馬上分別投入質量相同、溫度也相同的兩杯水里,到兩杯水的溫度不再升高時,測量發現放A的水溫高于放B的水溫,則()
A.金屬塊A的比熱容大
B.金屬塊A原來的溫度高
C.金屬塊A有較多的熱量
D.金屬塊A有較好的導熱性
精析 根據Q=cm△t分析.
設放A的水吸收熱量為QA,QA=cAm△tA(其中m為A的質量)
設放B的水吸收熱量為QB
QB=cBm△tB
題目給出放A的水溫升得高,而A、B初溫相同,可知:△tA<△tB.
又知:QA>QB ∴ cA=
??? cA>cB
選項A正確.
A、B初溫相同,都與沸水溫度相同,B選項不正確.
A放出較多的熱量,而不是有較多的熱量,C選項不正確.
答案 A 初中物理熱學趣味題目答案:
1.紙片是熱的不良導體,曝曬后紙片的上表面升溫較多,下表面升溫較少,因此上表面的熱膨脹也就比下表面的大,于是紙片向上凸起,如雙金屬片一樣。
2.自動調溫電燙斗的調溫器是由調溫螺釘和雙金屬片等組成。它利用雙金屬片的熱脹冷縮現象實現自動切斷或接通電路,從而達到自動控制電熨斗熨燙溫度的目的。當接通電源后,電熱元件發熱,熨斗溫度逐漸上升,雙金屬片也隨之受熱膨脹;當達到一定溫度時,雙金屬片向上彎曲而使兩觸頭斷開,電路被切斷,電熱元件停止發熱,經過一段時間,由于熨斗溫度下降,雙金屬片恢復原來的形狀又使兩觸點接通,于是,電熱元件又通電繼續發熱,使熨斗溫度再上升。如此往復,使得熨斗溫度始終保持在某一溫度附近。電熨斗所保持溫度的高低的控制,是通過調溫螺釘調節電路中兩個觸頭間的距離來實現的。
3.可以根據氣體能通過對流來傳遞熱量的特點設計實驗。實驗過程如下:點燃電燈,用手觸摸燈泡的上方和下方的玻璃。如果各個方向上的玻璃都同時均勻變熱,則說明它們都只接受了燈絲的熱輻射,因此這只燈泡是真空型的;如果燈泡的土方比下方的玻璃熱得快,說明燈泡內存在著氣體的對流,因此這只燈泡必定是充氣燈泡,同學們可以用這個方法來檢查一下,通常的民用燈泡到底是哪種類型的燈。
4.實驗中蠟燭的熄滅是由于缺乏氧氣。這是因為長玻璃筒底部燃燒的蠟燭,使筒內空氣受熱上升,堵塞了含有氧氣的新鮮空氣的補充通道。如果在長玻璃筒內隔一硬紙片,把玻璃筒一分為二,如圖13所示,冷熱空氣各有通道可行,形成對流,這樣蠟燭就可以繼續燃燒了。如果玻璃筒底是開口的,那么只要使它與桌面間圖13稍留縫隙,也能起到同樣的作用。
5.設計測定花生米燃燒值的實驗時,要考慮到以下幾個問題:怎樣使花生米完全燃燒?怎樣盡量降低燃燒過程中熱量的損失?怎樣測定花生米燃燒中釋放出的熱量?我們可以用大頭針將花生米支持起來燃燒;燃燒過程中用紙板或鐵皮將實驗裝置圍住;通過被加熱水的溫升來計算花生米燃燒時釋放出的熱量。這樣,整個實驗中所需的儀器與器材為:一粒花生米、一枚大頭針、一支溫度計、一只小杯子、適當的水、一塊紙板、一架天平、火柴。
6.鍋蓋的作用應該從汽化吸熱的角度來認識。水汽化,需要吸收大量的熱。如果不蓋鍋蓋,加熱著的水蒸發(汽化的一種)就快,同時隨著水蒸汽的上升逃逸,蒸發所吸收的大量熱量就會不斷損失。蓋上鍋蓋,不僅可以截留住水蒸汽,把這部分熱量保持在鍋內,同時在一定程度上減緩了蒸發,使得加熱著的水溫度提高快得多,所以沸騰就快了。
7.我們可以這樣思考:如果壓力鍋不加限壓閥,這時鍋內的氣壓即為大氣的壓強(通常算作一個大氣壓),水的沸點是100℃,現在蓋上限壓閥,鍋內水沸騰時的氣壓是多少呢?顯然,這時的氣壓是原先的一個大氣壓和限壓閥所產生的附加壓強之和。這樣,只要測算得附加壓強,就能得知鍋內的總壓強,于是就可通過查表獲得壓力鍋內水的沸點了。你可試測一下限壓閥的質量及閥座上小孔的直徑,就可以估算出一般壓力鍋內的水是在約2×103帕斯卡的氣壓下沸騰,因而通過查表可以知道,這時鍋內水的沸點約120℃。
8.衛生球成分是萘粉,它是碳、氫元素組成的易燃物質。包布上的火就是萘燃燒時發出的。但棉布不會被燒壞。因為一方面萘的蒸汽燃燒,放出了熱量,但另一方面萘的升華過程卻是吸熱的,需要消耗很大一部分熱量。同時還有一部分熱消耗在使萘蒸汽達到燃點上,這樣,棉布溫度比較低,低于它的燃點,所以棉布燒不起來。但時間不能過長,否則因衛生球消耗過多,包布和衛生球之間會逐漸離開,形成較大的空隙。棉布處在火焰內部,溫度就較高而燒著。
試題
1、用溫度為t1=30℃的水注滿一個容積為0.3升的小茶杯,水溫每下降1℃,需要5分鐘,為了使水的溫度不下降,從熱水龍頭不斷向杯中滴入45℃的水,若每滴水的質量為0.2克,為了使茶杯中的水溫保持不變,每分鐘需滴入20 20 滴水.(說明:①茶杯不參與吸放熱;②可認為熱平衡進行得非常快,多余的水從茶杯溢出;③周圍空氣的溫度為20℃)
考點:熱量的計算;熱平衡方程的應用.專題:計算題;應用題.分析:解決此題關鍵是利用熱平衡方程,即Q吸=Q放,這樣茶杯內水的溫度就不會改變.解答:解:已知小茶杯,水溫每下降1℃,需要5分鐘,所以要讓水溫不變,那么茶杯內的水應該吸收的熱量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×0.3kg×1℃=1.26×103J;
一滴熱水降到30℃釋放的熱量Q′=cm′△t′=4.2×103J/(kg?℃)×0.2×10-3kg×15℃=12.6J; 那么5min內需要滴入熱水的滴數為n==100,所以每分鐘需要滴入=20滴熱水;
故答案為:20.點評:解決此類問題要結合熱量公式及熱平衡進行分析計算.
2、我國北方地區冬季用燃煤取暖所造成的大氣污染,已越來越引起人們的關注.現在有些家庭已經改用燃油取暖,以降低對大氣的污染.小明家的住房面積約110m2,若將住房的門窗關閉好,用燃燒柴油來取暖,并使室溫升高10℃,已知柴油的熱值為4.3×lO7J/kg,空氣的密度約為1.3kg/m3,空氣的比熱容為1.0×103J/(kg/℃)所需的柴油約為()A.0.0lkg B.0.1kg C.1kg D.10kg 考點:熱平衡方程的應用;密度的計算;燃料的熱值.專題:計算題.分析:首先利用m=ρV求住房里空氣的質量,再利用熱量公式Q=cm△t求出室溫升高10℃時空氣所吸收的熱量;
根據Q放=Q吸可知柴油需放出的熱量,最后利用m=求出需的柴油質量.解答:解:由題知,S=110m2,住房高度h一般為3m,ρ空氣=1.3kg/m3,則住房房間里的空氣質量為:
m空氣=ρ空氣Sh=1.3kg/m3×110m2×3m=429kg,室溫升高10℃時空氣所吸收的熱量:
Q吸=c空氣m空氣△t=1.0×103J/(kg/℃)×429kg×10℃=4.29×106J ∵Q放=Q吸,∴又Q=mq得:
m===0.1kg.
故選B點評:本題考查熱平衡方程,同時也考查了空氣質量的計算和熱值的應用,是一道基礎知識的應用.
3、質量相同的三杯水,初溫分別是t1,t2,t3,而且t1<t2<t3,把它們混合后,不計熱損失,則混合溫度是()
A. B.C.+t2 D.t3-t1+
考點:熱平衡方程的應用.專題:應用題.分析:熱傳遞是從高溫物體向低溫物體傳遞,則一定是初溫t3的水放熱,初溫為t1的水吸熱,初溫為t2的水可以假設為吸熱或放熱,然后根據熱平衡方程列出的等式,然后即可解答.解答:解:設混合后的溫度為t,因質量相同的三杯水,則設質量為m,水的比熱為c; ∴初溫t3的水放出的熱量為:
Q放=cm(t3-t),初溫為t1和t2的吸收的熱量為:
Q吸=Q吸1+Q吸2=cm(t-t1)+cm(t-t2)根據熱平衡方程得:Q放=Q吸,即:cm(t3-t)=cm(t-t1)+cm(t-t2)解得:t=.
故選B.點評:本題考查熱量公式Q=cm△t和熱平衡方程的理解,分析解答時注意多種物質發生熱傳遞時會有幾個物質同時吸熱或會幾種物質同時放熱,但仍然是Q放=Q吸.
4、冷水的溫度為t1,熱水的溫度為t2,現要把冷水和熱水混合成溫度為t3的溫水,若不計熱量損失,冷水和熱水的質量比應為()
A. B.C. D.
考點:熱平衡方程的應用.專題:推理法.分析:冷水和熱水混合,冷水吸收熱量、溫度升高,熱水放出熱量、溫度降低,不考慮熱損失,則Q吸=Q放,根據熱平衡方程求冷水和熱水的質量比.解答:解: 冷水吸收的熱量: Q吸=cm1(t3-t1),熱水放出的熱量: Q放=cm2(t2-t3),由題知,Q吸=Q放,∴cm1(t3-t1)=cm2(t2-t3),解得: =.
故選C.點評:本題考查了學生對吸熱公式、放熱公式、熱平衡方程的掌握和運用,因為是求比值,要細心,防止因顛倒而出錯!
5、甲、乙兩種材料不同的金屬塊,它們的質量相等,同時投入沸水中充分加熱,先把甲金屬塊從沸水中取出投入一杯冷水中,熱平衡后,水的溫度升高了△t取出甲金屬塊(不計水的質量變化),再把乙金屬塊由沸水投入該杯水中,熱平衡后又使水溫升高了△t,則兩金屬塊的比熱關系是()A.c甲<c乙 B.c甲=c乙C.c甲>c乙 D.以上情況都有可能
考點:熱平衡方程的應用.專題:應用題;推理法.分析:(1)由題知,兩次水升高的溫度相同,也就是水吸收的熱量相同,因為不計熱量損失,由熱平衡方程可知,甲乙兩金屬塊放出的熱量相同;(2)而甲、乙兩金屬塊的質量相等、初溫相同,經放熱后,甲金屬塊比乙多降低了△t,根據c=即可得出:質量相同的甲乙兩金屬塊,放出相同的熱量,降低的溫度多的甲金屬塊,比熱容小.解答:解:先后將甲乙兩金屬塊投入到同一杯水中,水升高的溫度相同,水吸收的熱量相同; ∵不計熱量損失,∴Q水吸=Q放,∴甲乙兩金屬塊放出的熱量相同;
由題知,甲金屬塊比乙多降低了△t,根據c=可知:
質量相同的甲乙兩金屬塊,放出相同的熱量,降低的溫度多的甲金屬塊,比熱容小.
故選A.點評:本題考查了比熱容的概念、熱平衡方程、熱量公式,能確定出甲乙兩金屬塊的溫度變化量的關系是本題的關鍵.
6、將50克、0℃的雪(可看成是冰水混合物)投入到裝有450克、40℃水的絕熱容器中,發現水溫下降5℃.那么在剛才已經降溫的容器中再投入100克上述同樣的雪,容器中的水溫將又要下降()A.6℃ B.7.5℃ C.9℃ D.10℃
考點:熱平衡方程的應用.專題:計算題.分析:可看成是冰水混合物的0℃的雪熔化成0℃的水需吸收熱量,根據熱平衡,可知Q放=Q熔化吸+Q吸,然后列出熱量關系式,先求出1kg0℃的這種可看成是冰水混合物的雪熔化成0℃的水時隨所吸收的熱量,最后再根據第二次的Q放=Q熔化吸+Q吸列出關系式即可解答.解答:解:熱水原來的溫度t1=40℃,熱水和質量50g的冰水混合后的溫度為t′=40℃-5℃=35℃,∵不計熱量損失,∴Q放=Q熔化吸+Q吸1 設1kg0℃的這種可看成是冰水混合物的雪,熔化成0℃的水時需吸收的熱量為q熔化,則第一次,質量為m1、溫度為O℃的雪與質量為450g的熱水混合后,cM△t1=m1q熔化+cm1(t′-0℃)
即:4.2×103J/(kg?℃)×0.45kg×5℃=0.05kg×q熔化+4.2×103J/(kg?℃)×0.05kg×35℃ 解得:q熔化=4.2×104J 第二次質量為m2、溫度為O℃的雪與質量為(M+m1)的熱水混合后,水溫又要下降的溫度為△t,則:c(M+m1)△t=m2q熔化+cm2[(t′-△t)-0℃] 即:c(M+m1)△t=m2q熔化+cm2(t′-△t)
∴4.2×103J/(kg?℃)×(0.45kg+0.05kg)×△t=0.1kg×4.2×104J/kg+4.2×103J/(kg?℃)×0.1kg×(35℃-△t)
解得:△t=7.5℃.
故選B.點評:本題考查熱平衡方程的應用,能確定第二次使用的熱水的質量、知道溫度為O℃的雪熔化成溫度為O℃的水需要吸收熱量,都是本題的關鍵.
7、冷水的質量為m,溫度為t1,吸收一定熱量后,溫度升高到t;另有質量為2m的熱水,如果先放出同樣熱量后溫度也降到t,那么熱水原來的溫度應是()
A.(3t1-t)/2 B.(2t-t1)/3 C.(3t-t1)/2 D.(3t-2t1)/3 考點:熱平衡方程的應用.專題:計算題.分析:根據吸熱公式求出冷水吸收的熱量,因為Q吸=Q放,再根據放熱公式求出熱水原來的初溫.解答:解:設熱水原來的溫度為t0: 冷水吸收的熱量: Q吸=cm(t-t1),∵Q吸=Q放,∴熱水放出的熱量:
Q放=c2m(t0-t)=cm(t-t1),解得:
t0=,故C正確.
故選C.點評:本題考查了學生對吸熱公式和放熱公式的掌握和運用,弄清冷水和熱水的初溫和末溫是本題的關鍵.
8、在冬季室溫下的A、B兩物體質量相等,把A物體放入一杯熱水中達到熱平衡后,水溫降低了5℃;取出A物體后再把B物體放入這杯水中,達到熱平衡后水的溫度又降低了5℃.如果沒有熱損失,這兩個物體比熱大小的關系是()
A.A物體的比熱較小 B.B兩物體的比熱相等C.B物體的比熱較小 D.無法比較
考點:熱平衡方程的應用.分析:先判斷出在達到熱平衡時,A、B兩物體哪個物體溫度變化大,再判斷物體比熱的大小.解答:解:在室溫下A、B兩物體溫度與室溫相等,則物體A、B的初始溫度相等,設為t0,設開始時水溫為t.A在水中達到熱平衡后溫度變化了△tA=t-5-t0,B在水中達到熱平衡后溫度變化了△tB=t-5-5-t0=t-10-t0,所以△tA>△tB.在這兩種情況下,水釋放出的熱量Q=m水c水△t水=5m水c水相等.而Q=mAcA△tA,Q=mBcB△tB,又因為mA=mB,△tA>△tB,所以cA<cB.
故選A.點評:判斷A、B兩物體達到熱平衡時,哪個溫度變化大是解題的關鍵.
9、洗澡時將11°C的冷水與66°C的熱水充分混合成550kg、36°C的溫水,在混合的過程中有2.31×106J的熱量損失掉了,則所用冷水為290kg,所用熱水為260kg.
考點:熱平衡方程的應用.專題:計算題;方程法.分析:(1)設熱水的質量為m,則冷水的質量為550kg-m,已知熱水的初溫和末溫,利用放熱公式求熱水放出的熱量;又知道冷水的初溫和末溫,利用吸熱公式求冷水吸收的熱量,(2)因為在混合的過程中有2.31×106J的熱量損失掉了,所以熱水放出的熱量減去損失的熱量就等于冷水吸收的熱量,據此可求所用熱水和冷水的質量解答:解:設熱水的質量為m1,則冷水的質量為m2=m-m1=550kg-m1--------------① 熱水放出的熱量:
Q放=cm1(t-t01)=4.2×103J/(kg?℃)×m1×(66℃-36℃)------------② Q吸=cm2(t02-t)=4.2×103J/(kg?℃)×m2×(36℃-11℃)------------③ 因為Q損失=2.31×106J-------------------④
所以,Q吸=Q放-Q損失---------------------⑤
將①②③④代入⑤式即可解得:m1=260kg,m2=290kg.
故答案為:290;260.點評:本題考查了學生對吸熱公式和放熱公式的掌握和運用,利用好熱平衡方程Q吸=Q放時,注意混合的過程中的熱量損失是本題的關鍵。
10、質量相等的甲、乙兩金屬塊,其材質不同.將它們放入沸水中,一段時間后溫度均達到100℃,然后將它們按不同的方式投入一杯冷水中,使冷水升溫.第一種方式:先從沸水中取出甲,將其投入冷水,當達到熱平衡后將甲從杯中取出,測得水溫升高20℃;然后將乙從沸水中取出投入這杯水中,再次達到熱平衡,測得水溫又升高了20℃.第二種方式:先從沸水中取出乙投入冷水,當達到熱平衡后將乙從杯中取出;然后將甲從沸水中取出,投入這杯水中,再次達到熱平衡.則在第二種方式下,這杯冷水溫度的變化是()
A.升高不足40℃ B.升高超過40℃C.恰好升高了40℃ D.條件不足,無法判斷
考點:熱平衡方程的應用.專題:計算題;比較思想.分析:根據Q放=Q吸和Q=cm(t-t0)列出金屬塊不同方式下的熱量表達式,然后得出關于溫度的代數式,即可解答.解答:解:設冷水的溫度為t0,甲投入冷水后放熱Q放=C甲m(100℃-20℃-t0),水吸收的熱量為Q吸=C水m水20℃,∵不考慮熱傳遞過程熱量的損失,則有Q放=Q吸,∴C甲m(100℃-20℃-t0)=C水m水20℃,即:=-----------------------①
乙投入冷水后放熱Q放′=C乙m(100℃-20℃-20℃-t0),水吸收的熱量仍為Q吸=C水m水20℃,同理則有:=-----------------② 第二種方式:
設乙投入冷水熱平衡后,水溫為t1,甲投入冷水熱平衡后的水溫為t2,則有: C乙m(100℃-t1)=C水m水(t1-t0),即:=---------------------③ C甲m(100℃-t2)=C水m水(t2-t1),即:=---------------------④
綜合①②③④式,解得t2-t0=40℃
故選C.點評:本題需要假設的量和列出的計算等式有點多,需要認真分析需要假設的量,由于冷水的初溫設為t0,計算過程比較繁雜,如果我們把t0設為0℃,則解題過程大大地簡化了.
11、鋁的比熱容大于鐵的比熱容,把鋁塊放入一杯冷水中,熱平衡后水溫升高5℃;將鋁塊取出后,立即將質量相同的鐵塊放入這杯水中,熱平衡后水溫又升高5℃.若各種損失忽略不計,則下列判斷正確的是()
A.鐵塊的溫度變化大于鋁塊的溫度變化B.鋁塊放出的熱量大于鐵塊放出的熱量
C.鋁塊的初溫低于鐵塊的初溫
D.水先后兩次吸收的熱量相等
考點:熱平衡方程的應用;比熱容的概念;熱量的計算.專題:應用題.分析:①鋁和鐵兩金屬塊,先后投入到同一杯水中,鋁和鐵兩金屬塊放出熱量、溫度降低,水吸收熱量、溫度升高;
由題知,兩次水升高的溫度相同,也就是水吸收的熱量相同,因為不計熱量損失,由熱平衡方程可知,甲乙兩金屬塊放出的熱量相同;從而可以判斷出B和D是否符合題意.
②質量相同的鋁和鐵兩金屬塊,放出相同的熱量,鋁的比熱容大于鐵的比熱容,可利用公式△t=分析溫度的變化,從而可以判斷出A是否符合題意.
③而鋁和鐵兩金屬塊的質量相等,經放熱后,鋁金屬塊比鐵金屬塊多降低了5℃,從而可以判斷出C是否符合題意.
解答:解:①先后將鋁和鐵兩金屬塊投入到同一杯水中,水升高的溫度相同,即水吸收的熱量相同,故D正確;
∵不計熱量損失,∴Q吸=Q放,∴鋁和鐵兩金屬塊放出的熱量相同,故B不正確;
②由上述分析可知,質量相同的鋁和鐵兩金屬塊,放出相同的熱量,而鋁的比熱容大于鐵的比熱容,由公式△t=可知,鋁塊的溫度變化小于鐵塊的溫度變化,即鐵塊的溫度變化大于鋁塊的溫度變化,故A正確;
③由題知,鋁金屬塊比鐵金屬塊多降低了5℃,而鋁塊的溫度變化小于鐵塊的溫度變化,所以鋁塊的初溫低于鐵塊的初溫,故C正確.
故選A、C、D.點評:本題考查了比熱容的概念、熱平衡方程、熱量公式,能確定甲乙兩金屬塊的末溫關系是本題的關鍵.
12、比熱容是2.44×103焦/(千克?℃)的酒精和水(4.19×103焦/千克?℃)均勻混合后,比熱容變成了2.94×103焦/(千克?℃),則混合液中酒精和水質量之比是()A.5:2 B.2:5 C.29:35 D.29:50 考點:熱平衡方程的應用;熱量的計算.分析:設酒精、水的質量分別為m1、m2,升高溫度△t,則酒精溶液吸收的熱量等于水吸收的熱量加上酒精吸收的熱量,知道溶液的比熱容,可求酒精和水的質量關系.解答:解:
混合液溫度升高△t吸收的熱量:
Q總=c液m液△t=c液(m1+m2)△t,酒精吸收的熱量: Q酒=c酒m1△t,水吸收的熱量: Q水=c水m2△t,則Q總=Q水+Q酒,c液(m1+m2)△t=c酒m1△t+c水m2△t,(c液-c酒)m1=(c水-c液)m2,∴m1:m2=(c水-c液):(c液-c酒)=(4.19g/cm3-2.94g/cm3):(2.94g/cm3-2.44g/cm3)=5:2. 故選A.點評:本題考查了學生對吸熱公式的掌握和運用,知道混合液升高溫度吸收的熱量等于水和酒精吸收的熱量之和是本題的關鍵.
13、在冬天,為使室內保持一定的溫度,每小時大約需要提供1.26×107J的熱量,若進入散熱器的水的溫度是80℃,從散熱器中流出水的溫度是65℃,則每小時需要提供給散熱器80℃的水200kg. 考點:熱平衡方程的應用.專題:計算題;應用題.分析:知道進入散熱器的水溫和流出散熱器的水溫,從而可以計算出水的溫度變化,又知道所需要的熱量,從而可以利用放熱公式Q放=cm△t求每小時需要水的質量.解答:解:∵Q放=cm△t,∴m===200kg.
故答案為:200.點評:本題考查了學生對放熱公式Q放=cm△t的掌握和運用,屬于基礎題目.
第三篇:初三物理熱學典型例題解析
初三物理熱學典型例題解析
初三物理熱學典型例題解析
例1把正在熔化的冰,放到0℃的房間內(它們與外界不發生熱傳遞),冰能不能繼續熔化?
解答冰完成熔化過程需要滿足兩個條件:一是達到它的熔點0℃,二是必須繼續吸熱.題中正在熔化的冰,溫度是0℃的冰和0℃的房間沒有溫度差,它們之間不發生熱傳遞,因此冰不能繼續吸熱,它不會繼續熔化.
本題常見錯誤是片面認為晶體只要達到了它的熔點,就會熔化,得出冰能繼續熔化的結論.
例2“水的溫度升高到100℃,水就一定會沸騰起來.”這種說法對嗎?
解答這是常見的一種錯誤看法.在學習了沸騰知識后,要會用它的規律來分析.這種說法有兩點錯誤.
第一,100℃不一定是水的沸點,只有在標準大氣壓下,水的沸點才是100℃.液體的沸點與氣壓有關,氣壓增大,沸點升高;氣壓減小,沸點降低.
第二,即使在標準大氣壓下,水溫達到100℃,水也不一定能沸騰.這是因為完成液體沸騰,條件有兩個:一是液體的溫度達到沸點,二是液體要繼續吸熱,這兩個條件缺一不可,因此不能說,水到了100℃,就一定會沸騰.
例3在很冷的地區,為什么常使用酒精溫度計而不使用水銀溫度計測氣溫?而在實驗室中,為什么用煤油溫度計而不使用酒精溫度計測沸水的溫度?
解答酒精、水銀及煤油溫度計都是利用液體的熱脹冷縮的性質來測量溫度的.如果酒精、水銀、煤油凝固成了固態或變成氣體就無法用它來測溫了.查熔點表可知:酒精的熔點是—117℃,水銀的熔點是—39℃.又因為同一物質的凝固點跟它的熔點相同,也就是說酒精降至—117℃才凝固,而水銀降至—39℃就會凝固,很冷的地區氣溫可低至—40~—60℃,這種情況下水銀凝固,而酒精還是液態的,可以用來測氣溫.又查沸點表可知:酒精的沸點是78.5℃,而煤油的沸點約為150℃,凝固點約為-30℃,而水的沸點是100℃,實驗時若用酒精制成的溫度計測沸水的溫度,酒精有可能變成氣體而無法進行測量,而煤油仍是液體,還可以測高溫.
例4(天津中考試題)質量和溫度均相同的鐵塊和鋁塊,吸收相同的熱量后相互接觸(鐵的比熱<鋁的比熱=,則()
A.熱從鋁塊傳到鐵塊B.熱從鐵塊傳到鋁塊
C.鐵塊和鋁塊之間沒有熱傳遞D.條件不足,無法判斷
精析考查對物體吸、放熱公式的理解,并知道熱是從高溫物體傳向低溫物體. ∵Q吸=cm△t
m相同,∵c鐵<c鋁
∴△t鐵<△t鋁初溫相同,鐵末溫高.
∴熱從鐵傳向鋁.
答案B 例5 夏天,剝開冰棒紙后,可以看到冰棒周圍會冒“白氣”,這是屬于下面的哪種狀態變化()
A.熔化
B.汽化
C.液化
D.升華
解答 如果認為“白氣”是水蒸氣,就會誤選B或D.水蒸氣是空氣的組成部分,人們用肉眼是看不見的,那么“白氣”是什么?
“白氣”是許許多多的水滴懸浮在空氣中形成的小霧滴,光射到它們上面發生了散射,使我們看到了它.
在一定的條件下,水蒸氣遇冷變成水,就形成了“白氣”.例如,水燒開時,從壺嘴里冒出的“白氣”.冬天,人們呼出的“白氣”都是水蒸氣遇冷放熱,形成了許許多多懸浮在空中的小水滴,這就是“白氣”,因此,形成“白氣”是水蒸氣液化的結果.
夏天,為什么在冰棒周圍會出現“白氣”呢?是因為空氣中有大量的水蒸氣,它們在冰棍附近遇冷放熱,形成了許許多多的小冰滴.可見,冰棒周圍出現“白氣”,也是水蒸氣液化的現象.
答案 C
例6(陜西省中考試題)關于熱量、溫度、內能之間的關系,下列說法正確的是()
A.物體溫度升高,內能一定增加
D.物體吸收熱量,溫度一定升高
C.物體溫度不變,一定沒有吸熱
D.物體溫度升高,一定吸收熱量
方法點撥 了解內能變化與什么有關,了解物態變化的條件.
分析 A選項正確.
B選項:晶體熔化過程吸收熱量,但溫度不變.
C選項:與B相似,不正確.
D選項:物體溫度升高,可能吸收了熱量,也可能是外界對物體做了功.
答案 A
例7(南京市中考試題)下列說法正確的是()
A.沒有吸熱過程和放熱過程,說熱量是毫無意義的
B.物質的比熱容與物體吸收的熱量、物體的質量及物體溫度的變化有關 C.兩個物體升高相同的溫度,吸收的熱量也一定相同
D.熱總是從含有熱量多的物體傳遞給熱量少的物體
精析 正確理解熱量、內能的概念,并知道Q=cm△t.
熱量反應的是吸、放熱過程,A選項正確.
B選項:比熱容是物質的特性之一,與熱量、質量、溫度變化無關.
C選項:根據Q=cm△t,由于c和m沒有給定,Q不能確定.
D選項:熱傳遞的過程是內能從高溫物體傳到低溫物體的過程.說熱量多、熱量少不正確.
答案 A
例8(甘肅省中考試題)質量相等的金屬塊A和B,放在沸水壺中煮10min后取出,馬上分別投入質量相同、溫度也相同的兩杯水里,到兩杯水的溫度不再升高時,測量發現放A的水溫高于放B的水溫,則()
A.金屬塊A的比熱容大
B.金屬塊A原來的溫度高
C.金屬塊A有較多的熱量
D.金屬塊A有較好的導熱性
精析 根據Q=cm△t分析.
設放A的水吸收熱量為QA,QA=cAm△tA(其中m為A的質量)
設放B的水吸收熱量為QB
QB=cBm△tB
題目給出放A的水溫升得高,而A、B初溫相同,可知:△tA<△tB.
又知:QA>QB ∴ cA=
??? cA>cB
選項A正確.
A、B初溫相同,都與沸水溫度相同,B選項不正確.
A放出較多的熱量,而不是有較多的熱量,C選項不正確.
答案 A
第四篇:初中物理電熱學計算題
物理電學熱學計算題練習
1.如圖6所示,電源電壓U不變,R1=6Ω.1)當開關S斷開時電流表A的示數為1A,求R1 兩端的電壓; 2)當開關S閉合時電流表A的示數為1.2A, 求R2的電阻值。
2.如圖9所示,已知R1=6Ω,通過電阻R2的電流I2=0.5A, 通過電阻R1和R2的電流之比為I1: I2=2:3。求:電阻R2的阻值和電源的總電壓。
3.如圖8所示,電源電壓為8V,且保持不變。R1=4R2。當開關S斷開時,電流表的示數為2A。求:1)電阻R1和R2的阻值各為多少歐?
2)當開關S閉合時電阻R1和R2的電功率各為多大?
4.如圖4所示,電源電壓U不變,當開關S閉合時,通過電阻R1的電流為3A。當電路中開關S斷開時,R1兩端電壓為5V,R2的電功率為10W.求:電源電壓U及電阻R1和R2的阻值。
5.如圖10所示,燈上標有“10V 2W”的字樣。當開關S閉合時,燈L恰能正常發光,電壓表的示數為2V。當開關S斷開時,燈L的實際功率僅為額定功率的1/4。求:電阻R2的阻值。
6.如圖12所示,A是標有“24V 60W”的用電器,E是串聯后電壓為32V的電源,S為開關,B是滑動變阻器。若確保用電器A正常工作,請把圖中電路連起來,并求出滑動變阻器B中通過電流的那段電阻值和它消耗的電功率。(3.2Ω 20W)
8、小明家新安裝了一臺容積為0.5m3的太陽能熱水器,加滿水后,經過4h陽光的照射,水溫由原來的20℃升高到了40℃.問:在這4h內水吸收了多少熱量?若這些熱量由效率為20%的火爐燃燒焦炭來提供,則需要燃燒多少千克焦炭?[水的比熱容c水=4.2×103J/(kg·℃)、焦炭的熱值g=3.0×107J/kg]
9、物理興趣小組的同學們做了這樣的實驗:取500 g水放在燒杯中,測得水的溫度為20 ℃,然后點燃酒精燈給燒杯加熱,并將溫度計插在水中,觀察水溫的變化,當溫度計的示數恰為70 ℃時,消耗了10 g酒精.[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)請計算出實驗中水吸收了多少熱量?
(2)有的同學試圖用水吸收的熱量來計算酒精的熱值.請你回答這種做法是否可以?并說明理由.
第五篇:初中物理熱學簡單計算題專練
九年級物理熱學簡單計算專題訓練
1、將質量是0.5 kg的水加熱,使它的溫度從20 ℃升高到60 ℃,需要吸收的熱量是多少?[c水=4.2×10J/(kg℃)]
72、為了取暖,每天需要給房間供熱4.2×10J。若流進房間散熱器的水溫是60 ℃,流出的水溫是56℃,則每天需要多少kg的水流經散熱器。[水的比熱容為4.2×lO3J/(kg.℃)]
3、初溫為30 ℃、質量為2 kg的水吸收2.1×105 J的熱量后溫度將升高多少℃?升高到多少℃?[水的比熱容為4.2×lO3J/(kg.℃)]
4、質量為100 kg的水溫度從20℃升高到70℃時,吸收的熱量是多少J?這些水吸收的熱量相當于完全燃燒多少37kg焦炭放出的熱量?【c水=4.2×10J/(kg·℃),q焦炭=3×10J/kg】335、家用熱水器有用天然氣為燃料給水加熱的。已知天然氣的熱值為4.0×10J/m,完全燃燒2.1 m的天然氣可以獲得多少J的熱量?不計熱量損失,這些熱量可以使500kg的水溫度升高多少℃?[c水=4.2×10J/(kg·℃)]
6、在一標準大氣壓下,將50L的水從40℃加熱到沸點.求:(1)水需要吸收的熱量(2)提供這些熱量,需要完
7全燃燒焦碳的質量(q焦碳=3.0×10J/kg).
7、某太陽能熱水器中裝有40 kg的水,陽光照射一段時間后,水溫從10℃升高到60℃,已知c3。求:(1)熱水器中的水所吸收的熱量;(2)如果水吸收的熱量用天然氣水=4.2×10J/(kg?℃)3來提供,需要完全燃燒多少立方米的天然氣?(天然氣的熱值為8.4×10J/m,假設天然氣完全燃燒放出的熱量全部被水吸收)
8、天然氣是一種熱值高、污染小的清潔能源,2016年三明市迎來了天然氣時代。完全燃燒0.035 3m的天然氣放出多少焦的熱量?若這些熱量完全被水吸收,能使多少千克的水溫度升高50 ℃?(水373的比熱容c=4.2×10 J/(kg·℃),天然氣的熱值取q=4.2×10 J/m)
9、今年5月18日,我國首次在南海成功試采海域可燃冰,可燃冰具有熱值大、儲值大、能直接點燃等特點,它的10333熱值約為1.4×10J/m,則3m的可燃冰完全燃燒后放出的熱量為多少J?假設這些熱量全部被比熱容為4.2×10J/(kg·℃)的水吸收,可以使多少kg的水溫度升高50℃?
10、農作物的秸稈可以回收加工制成秸稈煤。完全燃燒0.5kg的秸稈煤可放出多少J的熱量?若這些熱量完全被質量為100kg,初溫為200C的水吸收,可使水溫升高到多少0C? [已知q秸稈煤=2.17×10J/kg,C水=4.2×103J/(kg·0C)]。
11、已知汽油的熱值為4.6×107J/kg,2kg汽油完全燃燒時釋放的熱量為多少J?已知汽車防凍液比熱容為4.2×103J/(kg?℃),防凍液從90℃冷卻到20℃的過程中,放出的熱量為2.94×106J,則汽車防凍液的質量為多少kg?
12、太陽能熱水器就是直接利用太陽能的裝置。假如太陽能熱水器內盛有200kg、25℃的水,在陽光的照射下水溫
3升高到75℃。已知水的比熱容c水=4.2×10J/(kg·℃)。求:(1)這些水吸收的熱量是多少焦耳?(2)若用干木材來加熱這些水升高到相同溫度,干木材完全燃燒放出的熱量全部被水吸收,則需要多少干木材?(已知干木材的7熱值為q=1.2×10J/kg)
13、某家庭需要將50 kg、初溫為10 ℃的水加熱到50 ℃作為生活用水,他們利用煤氣灶燒水,需要燃燒0.8 kg的煤氣。這些水從10 ℃加熱到50 ℃需要吸收的熱量為多少J?0.8 kg的煤氣完全燃燒放出的熱量為多少J?煤氣灶燒水的效率為多少?(q煤73=4.2×10J/kg,c水=4.2×10J/(kg·℃))氣
14、用爐子燒水時,將10 kg的水從20 ℃加熱到100 ℃,燃燒了0.5 kg的焦炭,水的比熱容是4.2×10J/(kg·℃),7 焦炭的熱值是3.0×10J/kg。試求:(1)水吸收的熱量是多少?(2)0.5 kg焦炭完全燃燒放出的熱量是多少?(3)爐子燒水的效率是多少?
315、某家庭用的燃氣熱水器,將20kg的水從10℃加熱到60℃,完全燃燒了0.21m的煤氣。已知水的比熱容為4.2373×10J/(kg·℃),煤氣的熱值為4×10J/m。試求:(1)煤氣完全燃燒放出的熱量是多少?(2)水吸收的熱量是多少?(3)該熱水器燒水的效率是多少?
16、把1 kg初溫為35 ℃的水加熱到85 ℃,消耗了10 g的煤氣,此過程水吸收的熱量為多少J?加熱裝置的效率為7 多少?(煤氣的熱值q煤氣=4.2×10J/kg)。
17、已知某太陽能熱水器在冬季有效日照時段里,能將8 ℃、100 L水加熱到38 ℃。請解答:[水的比熱容為4.23 3 3×10J/(kg℃),水的密度為1.0×10kg/m]求:(1)熱水器中水的質量是多少?(2)在此過程中,水吸收了多少熱量?(3)若此期間太陽輻射到熱水器的熱量為4.2×10J,則該熱水器的效率是多少?
18、完全燃燒100 g酒精所放出的熱量為多少J?若其放出的熱量有70%被水吸收,能使10 kg的水從20 ℃升高到多少℃?33319、已知天然氣的熱值為4.2 ×10J/m,水的比熱容為4.2 ×10 J/(kg · ℃).求:(1)完全燃燒0.04 m天
3然氣可放出熱量為多少J ?(2)某天然氣灶燒水的效率為50 %,完全燃燒0.04 m天然氣可使常溫下5 kg的水溫度升高多少℃?
20、在一個標準大氣壓下,天然氣灶將一壺質量為3 kg、溫度為20 ℃的水加熱至沸騰,大約需要10 min,已知水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃),天然氣的熱值為3.5×107 J/m3。求:(1)水吸收的熱量;(2)若天然氣完全燃燒放出的熱量60 %被水吸收,燒開這壺水需要多少天然氣?
21、2017年5月18日,中國科學家首次在南海試采可燃冰取得圓滿成功.實現了我國天然氣水合物開發的歷史性突破。可燃冰清潔無污染、儲量巨大,是一種非常理想的新型能源。可燃冰的熱值很大,是天然氣熱值的10倍以3733上,若按10計算。[4.2×l0J/(kg·℃);天然氣的熱值q=7×l0J / m ] 求:(1)體積為0.01 m的可燃冰完全燃燒放出的熱量為多少?(2)若這些熱量的90%被質量為100kg的水吸收,則水升高的溫度是多少?
22、菜油最適宜的烹飪溫度在150℃至180℃之間。用天然氣將質量為0.02kg的菜油從室溫20℃加熱到170℃,天然氣燃燒釋放出的熱量有60%被菜油吸收。則菜油吸收了多少J熱量?燃燒了3373多少m的天然氣?(取c菜油 = 2.0×10J/(kg·℃),天然氣的熱值為4×10J/m)