專題02內(nèi)能與內(nèi)能的利用計算分析（原卷版）考點導(dǎo)航解題方法與技巧1、物體在熱傳遞過程中吸收或放出的熱量可以利用公式Q吸=cm（t-t0）或Q吸=cm（t0-t）計算,而物體的質(zhì)量m、溫度改變量Δt、初溫t0、末溫t、比熱容c可利用相應(yīng)的變形式計算。2、熟記燃料燃燒放熱和熱值計算公式:Q放=qm（或Q放=qV）。3、計算過程中應(yīng)注意的問題:（1）審題緊扣關(guān)鍵詞，如“升高了”“升高到”“全部被皮吸收”“效率”等。（2）根據(jù)題中情景選擇對應(yīng)的公式列式計算。（3）代入物理量應(yīng)統(tǒng)一單位，當(dāng)Q=qm時，q的的單位用“J/kg”;當(dāng)Q=qV時，q的單位用“J/m3”。（4）爐子、噴燈等工作時，有效利用的熱量就是“被吸收的熱量”，故效率η=。4、在熱機(jī)的計算題中，常綜合考查固體壓強(qiáng)（）、功（W=Fs）、功率（）和速度（）的計算。典例分析計算1

熱量的計算【典例1】（2021秋?鎮(zhèn)原縣期中）某太陽能熱水器裝有100kg，20℃的冷水，經(jīng)過一天，水溫升高到60℃，若用效率為20%的燃?xì)庠顚@些水加熱，達(dá)到同樣的效果需要2kg的燃?xì)?。求：?）水吸收的熱量；（2）燃?xì)獾臒嶂?。[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]【典例2】（2023?全椒縣一模）質(zhì)量為0.2千克的熱水，自然冷卻后溫度降低了50℃．求：水放出的熱量Q放．[c水＝4.2×103焦/（千克?℃）]【典例3】（2023?沈丘縣校級開學(xué)）一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水吸收6.72×105J的熱量后，其溫度為是多少？【已知水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg?℃）】計算2

熱平衡的計算【典例4】（2023?仙游縣校級開學(xué)）吃早飯的時候，媽媽想用熱水給小進(jìn)加熱如圖所示的盒裝牛奶，使牛奶的溫度由22℃升高到47.2℃。[已知：c水＝4.2×103J/（kg?℃），c牛奶＝2.5×103J/（kg?℃）]?求：（1）牛奶吸收的熱量？（2）若不考慮熱量損失，熱水放出的熱量全部被牛奶吸收，媽媽至少要用53.2℃的熱水多少千克？【典例5】（2023秋?巴州區(qū)月考）某同學(xué)將一杯質(zhì)量是200g、溫度是5℃的冷水和一杯質(zhì)量是100g、溫度是95℃的熱水兌在一起，混合后水的溫度是多少？（不考慮熱量損失）【典例6】（2022秋?澤州縣期末）“能源你我共享，節(jié)約你我同行”，助力低碳引領(lǐng)新生活。利用太陽能熱水器將質(zhì)量為100kg初溫為10℃的水溫度升高50℃，可節(jié)約多少m3的天然氣？[已知水的比熱容c＝4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值q＝3.5×107J/m3]計算3

熱值與燃料質(zhì)量的計算【典例7】（2023秋?前郭縣月考）使用酒精燈給水加熱，整個加熱過程共用了100g酒精，求這些酒精完全燃燒能放出多少熱量？（已知酒精的熱值q＝3.0×107J/kg）【典例8】（2023秋?前郭縣月考）目前運載火箭一般使用液態(tài)氫作為燃料，液態(tài)氧作為助燃劑，氫的熱值q氫＝1.4×108J/kg。[已知c水＝4.2×103J/（kg?℃）]（1）某火箭發(fā)射時攜帶6×104kg液態(tài)氫燃料，這些燃料完全燃燒會釋放多少熱量？（2）若不計熱量損失，6×104kg液態(tài)氫燃料完全燃燒最多能將多少千克初溫為20℃的水加熱至100℃？（當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）【典例9】（2023春?寧遠(yuǎn)縣期中）為保障今年夏糧豐收增產(chǎn)，我市部分縣區(qū)利用植保無人機(jī)對水稻開展“一噴三防”噴灑作業(yè)。如圖所示。某品牌植保無人機(jī)，加滿農(nóng)藥和汽油后總質(zhì)量為20kg，底部支架與水平地面的接觸面積為50cm2。在某次噴灑作業(yè)中，該無人機(jī)以5m/s的水平速度勻速噴灑3min，消耗汽油100mL。已知汽油的密度為0.71×103kg/m3，其熱值為4.6×107J/kg，g取10N/kg，求無人機(jī)：?（1）3min內(nèi)飛行的水平路程；（2）3min內(nèi)消耗的汽油完全燃燒放出的熱量。計算4

熱機(jī)做功及熱機(jī)效率計算【典例10】（2023秋?興慶區(qū)校級月考）一輛汽車以30m/s的速度勻速行駛，所受牽引力是車重的0.09倍，若汽車質(zhì)量為1000kg，全程行駛600km，消耗汽油40kg，則汽油機(jī)的效率是多少？（汽油熱值4.5×107J/kg）【典例11】（2023春?鼓樓區(qū)校級期中）無人駕駛汽車是一種智能汽車，主要依靠車內(nèi)以計算機(jī)系統(tǒng)為主的智能駕駛儀來實現(xiàn)無人駕駛。某無人駕駛汽車沿水平路面勻速直線行駛200s，發(fā)動機(jī)做功為3.36×107J，消耗柴油2.1kg，求：[c水＝4.2×103J/（kg?℃），q柴油＝4×107J/kg]（1）消耗的柴油完全燃燒釋放的熱量。（2）該汽車發(fā)動機(jī)的效率。（3）若2.1kg柴油完全燃燒釋放的熱量全部被水吸收，可將多少千克水從20℃加熱到70℃？【典例 12】（2023秋?興寧區(qū)校級月考）某品牌家用汽車在平直路面上勻速行駛1×104m消耗了1kg的汽油，期間受到的牽引力為1.15×103N，汽油的熱值為q＝4.6×107J/kg，求：（1）勻速行駛過程中牽引力所做的功。（2）燃燒1kg汽油放出的熱量。（3）汽車發(fā)動機(jī)的效率。鞏固訓(xùn)練1．（2023秋?南關(guān)區(qū)校級月考）小明家安裝了燃?xì)鉄崴鳌Ｒ阎M(jìn)入熱水器前的溫度是10℃，洗澡時熱水器輸出熱水的溫度設(shè)定為40℃，小明洗一次澡用熱水50L。求：水從熱水器中吸收多少熱量？2．（2023?文峰區(qū)開學(xué)）（1）質(zhì)量為0.1kg的某物質(zhì)，加熱10min它吸收的熱量是7.2×103J，溫度升高了30℃。求該物質(zhì)的比熱容。（2）某用戶用天然氣將50kg的水從20℃加熱到60℃，已知水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg?℃）。求這些水升高的溫度和吸收的熱量分別是多少？3．（2023秋?章丘區(qū)校級月考）現(xiàn)在的小火鍋常用一種被稱為“固體酒精”的物質(zhì)作為燃料，質(zhì)量為1kg，初溫為20℃的水，溫度升高了50℃，需要燃燒0.1kg“固體酒精”[已知c水＝4.2×103J/（kg?℃）]。求小火鍋中水吸收的熱量。4．（2023?市中區(qū)校級開學(xué)）水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃），用100℃的水把2千克的水從20℃加熱到70℃，若不計熱量損失，需要100℃的開水多少kg？5．（2022秋?柳州期末）在10kg干木柴完全燃燒時放出的熱量中，若有50%被質(zhì)量為200kg、初始溫度為30℃的水吸收，則1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，這些水能達(dá)到的最高溫度是多少？已知干木柴的熱值為q＝1.26×107J/kg，水的比熱容為c＝4.2×103J/（kg?℃）。6．（2021秋?龍海市校級期中）某金屬球在爐火中加熱到108℃，然后迅速投入到100g、初溫為45℃的某種液體中，達(dá)到熱平衡后金屬球的溫度為48℃。已知金屬球的比熱容為0.42×103J/（kg?℃），不計熱損失。此過程中，金屬球放出的熱量為1.26×103J。（1）求金屬球的質(zhì)量是多少g？（2）計算出該液體的比熱容，并根據(jù)表中的數(shù)據(jù)確定該液體的種類。液體煤油酒精水比熱容2.1×103J/（kg?℃）2.4×103J/（kg?℃）4.2×103J/（kg?℃）（3）若該液體再吸收2.52×104J的熱量，求該液體的末溫（1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）。7．（2023?茌平區(qū)校級一模）2022年1月31日，據(jù)新華社報道，中國人首次在太空迎新春過大年，神舟十三號航天員祝祖國繁榮昌盛！神舟十三號載人飛船用長征二F遙13火箭發(fā)射，常用偏二甲肼作為主要燃料。[已知c水＝4.2×103J/（kg?℃），q偏取4.2×107J/kg]。求：（1）要想獲得8.4×108J的熱量需完全燃燒偏二甲肼多少kg？（2）若這些熱量被質(zhì)量為2.4t的水吸收，其效率為60%，可使初溫為20℃的水溫度升高到多少℃？8．（2023?臨沂模擬）某品牌汽車總質(zhì)量為1.6t，輪胎與地面的總接觸面積為0.08m2。某次測試中，汽車在水平公路上以72km/h的速度勻速行駛2.5h，消耗燃油15L，若燃油的密度為0.72×103kg/m3，熱值為4.6×107J/kg，g取10N/kg，則該車：（1）靜止在水平地面時對地面的壓強(qiáng)。（2）測試行駛的路程。（3）測試過程中燃油完全燃燒放出的熱量。9．（2023?蓬江區(qū)校級二模）某載重汽車發(fā)動機(jī)的效率為25%，其車重為8×104N，在平直的公路上以80km/h的速度勻速行駛，汽車受到的阻力為車重的0.09倍。（汽油的熱值為4.6×107J/kg）求：（1）汽車勻速行駛時的牽引力為多大？（2）汽車勻速行駛100km時牽引力做了多少功？（3）汽車勻速行駛100km消耗多少千克的汽油？（結(jié)果保留到小數(shù)點后一位）10．（2023秋?靈丘縣校級月考）5月31日上午，“助力夢想?護(hù)航未來”——2023太原市愛心送考志愿服務(wù)啟動儀式在青年宮演藝中心前廣場舉行。20多支愛心車隊的300多輛車參加送考，并為考生提供“一對一”服務(wù)，護(hù)航廣大學(xué)子安心赴考。已知一輛巡游出租車以恒定為1.8×103N的牽引力、36km/h的速度勻速直線行駛5min，消耗汽油0.6kg。（q汽油＝4.5×107J/kg）求：（1）出租車牽引力做功的功率。（2）出租車汽油機(jī)的熱機(jī)效率。11．（2023?灌云縣校級模擬）新能源電氣混合公交車已經(jīng)在我省“登陸”。公交車滿載時總質(zhì)量為10t，輸出功率為72kW。（g取10N/kg，天然氣的熱值q＝4×107J/m3）（1）公交車在3min內(nèi)行駛了3.6km求行駛的平均速度。（2）公交車滿載靜止在水平地面上，對地面的壓強(qiáng)是2.5×105Pa，求輪胎與地面接觸的總面積。（3）公交車勻速行駛20min，完全燃燒天然氣4.8m3，求發(fā)動機(jī)的效率。12．（2023秋?渾源縣校級月考）新能源的開發(fā)及利用正逐步走入尋常百姓家。若已知液態(tài)氫的熱值是1.4×108J/kg，水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃）。試計算：（1）我國第4代運載火箭一般使用液態(tài)氫作為燃料，某火箭發(fā)射時攜帶3×104kg液態(tài)氫燃料。這些燃料完全燃燒，最多能將多少千克初溫為20℃的水加熱至沸騰？（當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓）（2）氫能源車的發(fā)動機(jī)工作時，將液態(tài)氫轉(zhuǎn)化為氫氣，在氣缸中燃燒。某次測試中，一輛氫能源車以75kW的功率勻速行駛0.5h，消耗了2kg燃料，求該發(fā)動機(jī)的效率（小數(shù)點后保留一位小數(shù)）。13．（2023?仙游縣校級開學(xué)）“環(huán)境小組”的同學(xué)在研究性活動中對小明家新裝燃?xì)鉄崴鳎ㄈ鐖D甲）耗能進(jìn)行測試，按表中熱水器銘牌事先在熱水器水箱中注滿水，將與計算機(jī)相連的紅外線熱傳感器接入熱水器水箱后，開始加熱。計算機(jī)顯示出熱水器中水溫度隨時間變化的圖像如圖乙所示。[水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值約為4×107J/m3]求：（1）加熱4min，水吸收的熱量為多少？（2）加熱4min，消耗了多少m3的天然氣？?一型JY燃?xì)鉄崴髂芎牡燃墴嵝嗜萘?L適應(yīng)水壓/MPa適用：天然氣、液化石油氣Ⅱ75%130.02﹣0.814．（2023?焦作三模）根據(jù)《中國傳統(tǒng)燃油車退出時間表研究》報告顯示，綜合中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和排放目標(biāo)，預(yù)計有望在2050年以前實現(xiàn)全面取消燃油汽車，如圖是某型號的燃油汽車，其整車質(zhì)量2000kg，當(dāng)該汽車靜止在水平地面上時，車輪與地面的總接觸面積為80cm2，最高車速200km/h，綜合油耗每百公里9L汽油，已知汽油熱值為q汽油＝4.6×107J/kg，汽油密度為ρ汽油＝0.7×103kg/m3，水的比熱容為c水＝4.2×103J/（kg?℃），g取10N/kg。（1）某次測試過程中，該汽車以最高速度行駛20公里，所用時間是多少分鐘？（2）該汽車靜止在水平地面上時對地面的壓強(qiáng)是多少？（3）該汽車每百公里消耗的汽油完全燃燒放出的熱量，能使質(zhì)量為多少千克的水溫度升高23℃？不計熱量損失。15．（2023?欽州模擬）我國自主品牌汽車通過技術(shù)革新和品質(zhì)提升，越來越受到消費者的青睞。某國產(chǎn)品牌汽車在平直公路上以25m/s的速度勻速行駛200s，消耗了汽油1kg，若汽車發(fā)動機(jī)的輸出功率為92k