熱量計算的考點有物體吸收或放熱、燃料完全燃燒放出熱量、熱平衡方程及其熱效率。中考物理試卷中題型涉及選擇題、填空題和綜合應(yīng)用題。特別是近幾年中考涉及的熱量計算試題難度不大，但今后解決創(chuàng)新試題就需要有扎實的基礎(chǔ)知識，同時還需要掌握一些科學方法，復(fù)習過程中知道?？嫉闹R點，?？嫉念}型的解析是非常重要的。一、熱量計算?？键c考點1：物體吸收或放出熱量的公式①計算物體吸收熱量的公式為：Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t。②計算物體放出熱量的公式為：Q放=cm(t0-t)=cm⊿t。其中，Q吸表示吸收熱量，單位是J；c表示物體比熱容，單位是J/(kg·℃)；m表示質(zhì)量，單位是kg；t0表示物體初始溫度，單位是℃；t表示物體后來的溫度，單位是℃。⊿t=t-t0表示物體升高了的溫度。⊿t=t0-t，表示物理降低了的溫度?？键c2：燃料完全燃燒放出熱量的公式①燃料完全燃燒釋放出的熱量公式為：Q放=mq。②氣體燃料完全燃燒釋放出的熱量公式也可為：Q放=qV。推導過程如下：說明：①中的公式對固體、液體、氣體、均適用。②只對氣體適用。兩個公式的得出都是根據(jù)熱值的定義式得到的。其中，Q放表示燃料完全燃燒放出的熱量，單位是J；q表示燃料的熱值，單位是J/kg；m表示質(zhì)量，單位是kg。V表示體積，單位是ｍ3。考點3：熱平衡方程熱平衡方程為：Q放=Q吸。高溫物體和低溫物體混合達到熱平衡時，高溫物體溫度降低放出的熱量等于低溫物體溫度升高吸收的熱量。這時Q放=c1m1(t01-t)，Q吸=c2m2(t-t02)。燃料完全燃燒放出的熱量等于另外物體吸收的熱量。這時Q放=qm1，或者Q放=qV，Q吸=cm2(t-t0)。電熱器通電流放出的熱量等于另外物體吸收的熱量，這時Q放=I2Rt（焦耳定律公式），Q吸=cm(t-t0)。利用熱平衡方程可以求解很多問題，有時結(jié)合比例式，解題更簡單?？键c4：熱效率公式（1）熱機的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比。熱機的效率是熱機性能的一個重要指標。汽車發(fā)動機的效率、飛機發(fā)動機的效率、輪船發(fā)動機的效率均屬于熱機的效率，其公式為：η=。（2）爐具的熱效率：天然氣燃燒放出的熱量是爐具提供的總熱量，Q總=Q放，水吸收的熱量是有用的熱量Q有=Q吸，則η=。（3）電熱水器的效率：電熱絲所產(chǎn)生熱量為Q總，總=Q放，水需要吸收熱量為Q有，有=Q吸，則η=。二、熱量計算題的思維方法和解題技巧首先閱題、思題，找出物體原來的溫度t。和升高到的溫度（或降低到的溫度）t，看看物體的質(zhì)量m是多少，查查物質(zhì)的比熱容是多少，或者對常見的物質(zhì)（如水）的比熱容記住即可，有時題中或試卷前給出。對這些物理量做到心中有數(shù)。然后對物體溫度升高的情況，可用公式Q吸=cm(t-to)列出方程，代入數(shù)值和單位求出物體應(yīng)吸收的熱量；對物體溫度降低的情況，可用公式Q放=cm(to-t)列出方程，代入數(shù)值和單位求出物體應(yīng)放出的熱量。對于燃料燃燒的問題，可用公式Q放=mq求解燃料燃燒放出的熱量。（1）如果題中物體吸熱的多少是由電阻放熱提供，那么放出的熱量可用焦耳定律Q放=I2Rt求出，利用Q吸=Q放建立方程，將把電學量與熱學量緊密聯(lián)系起來。（2）如果題中物體吸熱只吸收了電阻放熱的80%，則可列方程Q吸=80%Q放，所求量一定在此方程中，用電器的效率問題也可迎刃而解。（3）如果物體吸收的熱量完全由另外燃料燃燒獲得，則可用Q吸=cm(t-to)和Q放=mq結(jié)合Q吸=Q放來求出所要的物理量。（4）如果物體吸收的熱量只吸收了燃料完全燃燒的80%，則可列方程Q吸=80%Q放，燃料的熱效率問題也可迎刃而解。（5）其它方面與熱有關(guān)的問題按以上思路都會找到解題技巧。注意：在計算時，題中各個物理量要一一對應(yīng)，并且都要化為國際單位。三、考點典型實例及其解析1.利用物體吸熱公式Q吸=cm(t-to)解決的熱學計算題【例題1】當今太陽能熱水器已經(jīng)在廣安城鄉(xiāng)用得非常普遍了，如圖所示。已知某太陽能熱水器在冬季有效日照時段里，能將8℃、100L水加熱到38℃。請解答：在此過程中，水吸收了多少熱量？[水的比熱容為4.2×103J/（kg℃），水的密度為1.0×103kg/m3]【答案】1.26×107J在此過程中，水吸收的熱量Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（38℃﹣8℃）=1.26×107J。2.利用物體吸放熱公式Q放=cm(to-t)解決的熱學計算題【例題2】夏天，小紅將一瓶質(zhì)量為0.5kg的礦泉水放入電冰箱的冷藏室，礦泉水的溫度由37℃降至7℃，此瓶礦泉水熱量（選填“吸收”或“放出”），熱量為J。[水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)]【答案】放出6.3×104【解析】物體的溫度從高溫到低溫的過程，需要放出熱量，所以第一個空填寫“放出”。具體放出多少熱量，由放熱公式Q放=cm(t0-t)得到Q放=cm(t0-t)=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×（37℃-7℃）=6.3×104J所以第二個空填寫6.3×104。3.利用熱值公式Q放=qm1，或者Q放=qV解決的熱學綜合計算題【例題3】用煤氣灶燒水時，燃燒1kg的煤氣，使100kg的水從20℃升高到70℃，則水吸收的熱量是J，煤氣完全燃燒放出的熱量是J（q煤氣=4.2×107J/kg）【答案】2.1×107；4.2×107．【解析】利用吸熱公式Q吸=cm(t-t0)可以求水吸收的熱量。利用燃料完全燃燒放出的熱量的計算公式Q放=mq可以求煤氣完全燃燒放出的熱量。（1）水吸收的熱量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（70℃﹣20℃）=2.1×107J；（2）1kg煤氣完全燃燒放出的熱量：Q放=mq=1kg×4.2×107J/kg=4.2×107J．4.利用熱效率公式η=解決的熱學綜合計算題【例題4】燃氣灶燒水時，把質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水加熱到100℃，共燃燒了0.02m3天然氣（假設(shè)天然氣完全燃燒）。已知水的比熱容為4.2×103J／（kg.℃），天然氣的熱值為8.4×107J／m3。求：（1）水吸收的熱量；（2）天然氣完全燃燒放出的熱量；（3）燃氣灶燒水時的效率。【答案】（1）6.72×105J（2）1.68×106J（3）40％?！窘馕觥坷梦鼰峁角蟪鏊盏臒崃俊＠脽嶂倒角蟪鎏烊粴馔耆紵懦龅臒崃?。利用熱效率公式求出燃氣灶燒水時的效率。（1）水吸收的熱量：Q吸=cm（t－t0）＝4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃－20℃）＝6.72×105J5.利用圖像結(jié)合熱學公式解答的熱學綜合計算題【例題5】某物理興趣小組的同學，用煤爐給10kg的水加熱，同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線。若在6min內(nèi)完全燃燒了2kg的煤，水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），煤的熱值約為3×107J/kg。求：（1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；（2）經(jīng)過6min時間加熱，水所吸收的熱量；（3）煤爐燒水時的熱效率?！敬鸢浮浚?）6×107J（2）2.52×106J（3）4.2％?！窘馕觥扛鶕?jù)熱值公式能直接求出煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量；在圖像獲得信息是經(jīng)過6min時間加熱，水的溫度從20℃升高到80℃，也就是溫度升高了60℃.根據(jù)吸熱公式很方便求得水所吸收的熱量；根據(jù)熱效率公式求得煤爐燒水時的熱效率。（1）煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量為Q放=m煤q=2kg×3×107J/kg=6×107J6.熱學綜合計算題【例題6】某款新型電動轎車，每充電一次，鋰離子電池儲存的能量為50kW?h，可供該車連續(xù)行駛300km，其最高車速可達120km/h。（1）電動轎車的頂部向上凸起，當它高速行駛時，車頂?shù)臍鈮罕溶嚨椎臍鈮骸＃?）若該車以108km/h的速度勻速行駛10min，通過的路程是多少？（3）該車連續(xù)行駛100km消耗的電能相當于完全燃燒多少升柴油產(chǎn)生的熱量。（q柴油=4.3×107J/kg，ρ柴油=0.85×103kg/m3，計算結(jié)果保留兩位小數(shù)）【答案】（1）小；（2）該車以108km/h的速度勻速行駛10min，通過的路程為18km；（3）該車連續(xù)行駛100km消耗的電能相當于完全燃燒1.65L柴油產(chǎn)生的熱量。 【解析】依據(jù)流體壓強與流速的關(guān)系來分析解答：流體流速越大的位置，其壓強越?。恢榔囁俣群托旭倳r間，利用s=vt求汽車行駛的距離；根據(jù)題意求出該車連續(xù)行駛100km消耗的電能，再根據(jù)Q放=W=mq求出相當于完全燃燒柴油的質(zhì)量，最后根據(jù)ρ=求出相當于完全燃燒柴油的體積。（1）轎車的形狀上面凸起、下面平直，車高速行駛時帶動空氣流動，車的上方空氣流速快、壓強小，車的下方空氣流速慢、壓強大；（2）根據(jù)v=可知，該車以108km/h的速度勻速行駛10min，通過的路程為：s=vt=108km/h×h=18km；（3）由題意有，行駛100km消耗的電能：W=×50kW?h=kW?h=×3.6×106J=6×107J，依題意有，Q放=W，由Q放=mq可得，完全燃燒柴油的質(zhì)量：m==≈1.4kg，由ρ=可得，完全燃燒柴油的體積：V==≈1.65×10﹣3m3=1.65L。熱量計算專題同步訓練題及其解析1.水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），1kg水溫度從50℃降低到20℃，放出的熱量是（）A．4.2×103JB．8.4×104JC．1.26×105JD．2.1×105J【答案】C【解析】題中已給出比熱容c、質(zhì)量m、初溫t0、降低后的溫度t，求解放出熱量Q放可以直接根據(jù)公式Q放=cm(t0-t)。2.截止到2018年，全球處于使用狀態(tài)的汽車數(shù)量已突破10億輛。每輛汽車每年耗油1.8t，這些汽油完全燃燒放出的熱量為J（q汽油=4.6×107J／kg）。當汽車從身邊經(jīng)過時，我們會聞到汽油味，說明汽油分子在不停地做。【答案】8.28×1010；無規(guī)則運動?！窘馕觥康谝粋€空是利用燃料完全燃燒放出熱量的公式Q放=qm命制的試題。汽油的熱值q汽油=4.6×107J／kg，汽油的質(zhì)量m=1.8t=1.8×103kg，應(yīng)用公式直接代入數(shù)值計算即可。3.在一標準大氣壓下，把體積為2L，溫度為20℃的水燒至沸騰，水至少需要吸收J的熱量。若不計熱量損失，需要燃燒kg干木柴（q干木柴=1.2×107J/kg）?！敬鸢浮?.72×105；5.6×10－2?！窘馕觥康谝粋€空根據(jù)密度公式求出水的質(zhì)量，然后直接應(yīng)用吸熱公式計算即可。第二個空屬于利用燃料完全燃燒放出熱量的公式Q放=qm命制的試題，需要對公式進行靈活變形。4.若某家庭使用功率為2000W，容積為100L的電熱水器，加滿水后，把初溫是10℃的水加熱到70℃，這些水需要吸收的熱量是J，若該電熱水器的效率為70%，則需要加熱的時間為s[c水=4.2×103J/（kg?℃）]。【答案】2.52×107；1.8×104。5．我國實現(xiàn)了全球首次海域可燃冰試采成功．可燃冰與石油一樣都是（填“可再生”或“不可再生”）能源．1m3可燃冰可以釋放出175m3的天然氣，這些天然氣完全燃燒釋放出的熱量是J；若這些熱量有50%被10噸的水吸收，水的溫度能夠上升℃．（q天然氣=3.6×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg?℃））【答案】不可再生；6.3×109；75．【解析】不可再生能源是在短時間內(nèi)無法再生的能源，常見的化石資源、礦產(chǎn)資源都是不可再生能源，石油是化石能源，是不可再生的；已知天然氣的熱值，由1m3可燃冰可以釋放出175m3的天然氣，可求可燃冰的熱值；再利用Q放=mq可求熱量；利用公式Q吸=ηQ放求水吸收的熱量，知道水的比熱容、質(zhì)量和吸收的熱量，可利用公式Q吸=cm△t計算水吸收的熱量后的溫度．（1）可燃冰的總量是有限的，屬于不可再生能源； （2）1m3的“可燃冰”相當于的天然氣的體積為：V=1×175m3=175m3，這些天然氣完全燃燒產(chǎn)生熱量：Q放=Vq=175m3×3.6×107J/m3=6.3×109J；（3）水吸收的熱量：Q吸=ηQ放=50%×6.3×109J=3.15×109J，由Q吸=cm△t得加熱后水的溫度：△t===75℃．6．我國在南海進行的可燃冰試采獲得成功．可燃冰是一種固態(tài)晶體，在常溫壓下會迅速（填物態(tài)變化）為氣態(tài)．它的熱值約為1.4×1010J/m3，2m3的可燃冰完全燃燒后可放出J的熱量，若這些熱量60%被水吸收，可以將kg的水從0℃加熱到100℃．（C水=4.2×103J/（kg?℃））【答案】升華；2.8×1010；4×104．【解析】物質(zhì)由固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程叫做升華，升華吸熱；知道可燃冰的質(zhì)量和熱值，根據(jù)Q放=mq求出完全燃燒釋放熱量的計算，根據(jù)η=×100%求出水吸收的熱量，再根據(jù)Q吸=cm（t﹣t0）求出加熱水的質(zhì)量．（1）可燃冰在常溫壓下會迅速變?yōu)闅鈶B(tài)，此過程為升華過程；（2）2m3的可燃冰完全燃燒釋放的熱量：Q放=Vq=2m3×1.4×1010J/m3=2.8×1010J， 由η=×100%可得，水吸收的熱量：Q吸=ηQ放=60%×2.8×1010J=1.68×1010J，由Q吸=cm（t﹣t0）可得，加熱水的質(zhì)量：m===4×104kg．7．菜油最適宜的烹飪溫度在150℃至180℃之間．用天然氣將質(zhì)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J熱量，燃燒了m3的天然氣．（取c菜油=2.0×103J/（kg?℃），天然氣的熱值為4×107J/m3）【答案】6×103；2.5×10﹣4．【解析】本題考查了學生對吸熱公式、燃料燃燒放熱公式的掌握和運用，因條件已給出，難度不大．知道菜油的質(zhì)量、比熱容和菜油的初溫和末溫，利用吸熱公式求菜油吸收的熱量；知道效率，利用效率公式可以求出天然氣放出的熱量，根據(jù)公式Q=Vq求出體積．菜油吸收的熱量：Q吸=c菜油m（t﹣t0）=2×103J/（kg?℃）×0.02kg×（170℃﹣20℃）=6000J；天然氣燃燒釋放出的熱量有60%被菜油吸收，則天然氣放出的熱量為：Q放===10000J；由Q=Vq得天然氣的體積為：V===2.5×10﹣4m3．8．質(zhì)量為50kg的水溫度從20℃升高到50℃吸收的熱量是J，這些熱量如果完全由煤氣燃燒來提供，至少需kg的煤氣。（水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），煤氣的熱值4.2×107J/kg）?！敬鸢浮?.3×106；0.15。【解析】本題考查了吸熱公式Q吸=cm△t和Q放=mq的應(yīng)用，注意利用好條件：煤氣完全燃燒放出的熱量Q放=Q吸。（1）水吸收的熱量：Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg?℃）×50kg×（50℃﹣20℃）=6.3×106J；（2）由題意可知，煤氣完全燃燒放出的熱量：Q放=Q吸=6.3×106J，由Q放=mq可得完全燃燒煤氣的質(zhì)量：m′===0.15kg。9．汽車用水作為冷卻劑，是因為水的較大。汽車在行駛過程中消耗了2kg汽油，若汽油完全燃燒則放出的熱量為J（汽油的熱值為4.6×107J/kg）。【答案】比熱容；9.2×l07。（2）2kg汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量：Q放=mq=2kg×4.6×l07J/kg=9.2×l07J。10.某太陽能熱水器裝有質(zhì)量為200kg的水，在陽光的照射下，該熱水器中的水的溫度從15℃升高到65℃，求這些水吸收的熱量是多少？[水的比熱容為4.2×103J/（Kg?℃）。]【答案】這些水共吸收了4.2×1O7J的熱量?！窘馕觥恳阎谋葻崛?、初溫和末溫、水的質(zhì)量，根據(jù)Q吸=cm⊿t很容易求出這些水吸收的熱量。Q吸=cm⊿t=4.2×103J/（kg?℃）×200kg×（65-15）℃=4.2×1O7J。11.可燃冰是一種新型能源，它是水和天然氣在高壓低溫情況下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)，主要成分是甲烷，其開采是世界難題，據(jù)中央電視臺2017年5月18日報道，我國可燃冰已試采成功，技術(shù)處于世界領(lǐng)先，用燃氣鍋爐燒水時，把質(zhì)量為500kg，初溫為20℃的水加熱到100℃，共燃燒了12m3天然氣，已知水的比熱容c水=4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值q=4.2×107J/m3，可燃冰的熱值為同體積天然氣的160倍，求：（1）水吸收的熱量；（2）燃氣鍋爐燒水時的效率；（3）若換用可燃冰，應(yīng)使用多少m3可燃冰．【答案】（1）1.68×108J（2）33.3%（3）0.075m3．【解析】（1）水吸收的熱量：Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg?℃）×500kg×=1.68×108J；（2）天然氣完全燃燒放出的熱量：Q放=Vq天然氣=12m3×4.2×107J/m3=5.04×108J；燃氣鍋爐燒水時的效率：η=×100%=×100%≈33.3%；（3）可燃冰的熱值為同體積天然氣的160倍，則可燃冰的熱值：q可燃冰=160q天然氣=160×4.2×107J/m3=6.72×109J/m3，若換用可燃冰燃燒放出相同的熱量，應(yīng)使用可燃冰的體積：V可燃冰===0.075m3．12.某汽車的最低油耗可達0.2kg/（kW?h）．最低油耗是指燃燒最少的汽油獲得最大有用功的能量．（溫馨提示：0.2kg/（kW?h）表示獲得1kW?h的能量需要消耗0.2kg汽油）．已知汽油的熱值為4.6×107J/kg，請你通過這些數(shù)據(jù)寫出判斷該汽車發(fā)動機最高效率的辦法．【答案】用較少的燃油做到充分燃燒，能夠獲得最大有用功的能量是該汽車發(fā)動機達到最高效率的辦法。當然還需要（1）保持良好的潤滑效果，可以減少及其部件摩擦。（2）定期清洗發(fā)動機的燃油系統(tǒng)，可以使燃油充分燃燒。（3）降低發(fā)動機的附件消耗功率；（4）適當控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速?！窘馕觥勘绢}重點要知道汽車的最低油耗可達0.2kg/（kW?h）的物理意義。圍繞溫馨提示找出有用的信息。根據(jù)Q=mq計算出汽油完全燃燒放出的熱量，即為總功，W=1kWh=3.6×106J得出有用功，再可根據(jù)機械效率的概念計算出機械效率．Q總=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106JW有用=1kW?h=3.6×106J，η=×100%=×100%≈39%根據(jù)計算和分析我們知道，用較少的燃油做到充分燃燒，能夠獲得最大有用功的能量是該汽車發(fā)動機達到最高效率的辦法。當然還需要（1）保持良好的潤滑效果，可以減少及其部件摩擦。（2）定期清洗發(fā)動機的燃油系統(tǒng)，可以使燃油充分燃燒。（3）降低發(fā)動機的附件消耗功率；（4）適當控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。13．（2018?聊城）在“探究水沸騰時溫度變化的特點”實驗中，用酒精燈給燒杯中的水加熱，燒杯中盛有20℃、質(zhì)量為100g的水，在一個標準大氣壓下加熱至沸騰，假如完全燃燒酒精3