分析步驟:
1、確定研究對象
2、判斷吸放熱;確定對應公式q=cm△t,其中(吸熱升溫)△t=t-t0,(放熱降溫)△t=t0-t
3、公式變形進行計算
附加:如果涉及熱傳遞過程,定要寫熱平衡方程q吸=q放
例1、質量為2kg、溫度為l5℃的水,吸收l.68×l05j的熱量后,溫度升高到多少攝氏度?[c水=4.2×103j/(kg·℃)]
分析:1、水為研究對象;
2、吸熱:q=cm(t-t0);
3、公式變形t=-+t0
解:t=-+t0
=-+15=35(℃)答略
注意:1、物理計算題步驟細節也很重要,以此題6分為例,公式要占去3分,而帶入數據1分,計算結果和單位2分,一步都不能少,望各位考生引起重視。2、此類題如是水在標準大氣壓下升溫,最高溫度只能是100℃。3、“升高”和“升高到”的不同含義,前者指的是溫度變化量,而后者是指末溫。
例2、(2006—31)質量為500g的鐵鍋中放有3kg的水,把它們從15℃熱到85℃,吸收了多少熱量?[c鐵=0.46×103j/(kg·℃),c水=4.2×103j/(kg·℃)]
分析:給水加熱時,鐵鍋也要同時吸熱。
1、水和鐵鍋為研究對象;
2、均吸熱:q=cm△t,△t=t-t0;
3、求熱量之和q
解:△t=t-t0=85-15=70(℃)
q=q1+q2=c1m1△t+c2m2△t=(c1m1+c2m2)△t=(4.2×103×3+0.46×103×0.5)×70=8.981×105(j)
答略
例3、(2003-31)為了測量某種液體的比熱容,把質量為l00g的銅塊從沸騰的水中取出(標準大氣壓下),迅速投入質量為l00g、溫度為l0℃的待測液體中,混合后的共同溫度是25℃,若不計熱量損失,求這種液體的比熱容為多少?[銅的比熱容c銅=0.4×103j/(kg·℃)]
分析:銅塊和水之間發生熱傳遞,銅塊放熱降溫,水吸熱升溫,q吸=q放。
如果題目中已知條件較多,一定要提前設好物理量,所以建議大家寫已知、求。
已知:c銅=0.4×103j/(kg·℃),t01=100℃,t02=10℃,t=25℃,m=100g=0.1kg
解:∵q吸=q放
∴c液m(t-t02)=c銅m(t01-t)
∴c液=-
=-
=2×103[j/(kg·℃)] 答略
二、與熱效率相關
公式:q=q有+q無,q總=q有/η
例4、(2004-31)在一把質量為500g的鋁質電熱水壺中,裝有2kg水。用這把電水壺把20℃的水加熱到100℃。若該電水壺的熱效率為80%,問燒開這壺水需要消耗多少電能?[c鋁=0.88×103j/(kg·℃),c水=4.2×103j/(kg·℃)]
分析:本題與例2的區別在于消耗電能并沒有全部被水吸收,壺身、外界空氣等均要吸熱。只有水吸收熱量為有效部分,空氣吸熱未知,所以不能用q=q有+q無計算。因為知道電水壺的熱效率η,所以可使用q總=q有/η計算,而不需要計算鋁壺吸收的熱量。
解:q水=c水m(t-t0)
=4.2×103×2×(100-20)
=6.72×105(j)
答略
三、與熱機及燃料有關
例5、(2005和平一模31題)人造湖有“吸熱”功能,在炎熱的夏季能大大減弱周圍地區的“熱島效應”。若人造湖湖水的質量為8.1×107kg,水溫升高2℃,湖水吸收的熱量是多少?這些熱量相當于多少噸無煙煤完全燃燒放出的熱量?(無煙煤的熱值為3.4×107j/kg)
分析:水吸熱升溫q=cm△t,△t=t-t0,無煙煤燃燒防熱q=qm,且q吸=q放
解:q吸=c水m△t=4.2×103×8.1×107×2=6.804×1011(j)
∵q吸=q放
∴m=-=-
=2.0×104(kg)=20t 答略
熱身訓練:
1.(2005河西二模31)質量為20g的水,溫度從10℃降低到0℃,但未凝固成冰,它放出的熱量是多少?如果這些熱量恰好使80g的某種固體溫度從-5℃剛好升高到0℃,這種固體的比熱容多大?
2.(2005河西四模32)一間容積為200m3的房間,若不供給熱量,每5min室溫將降低1℃,為保持室溫恒定,每小時應向房間供熱多少焦耳?[空氣密度為1.3kg/m3,空氣比熱容為1.0×l03j/(kg·℃)]
3.(2005南開一模31)在一個標準大氣壓下,把質量為200g的鋁塊放在沸水中充分加熱后,迅速投入溫度為16℃,質量為210g的水中,不計熱損失。求:當它們達到共同溫度時鋁塊大約放出了多少熱量?(保留整數)[c鋁=0.88×103j/(kg·℃)]
4.(2006紅橋一模31)某同學在實驗室用酒精燈把0.1kg的水從20℃加熱到l00℃。求:(1)水吸收的熱量;(2)如果這些熱量由酒精燃燒提供,至少要完全燃燒多少千克酒精?[水的比熱容c=4.2×103j/(kg·℃);酒精的熱值q=3.0×l07j/kg]
參考答案:
1.840j;2.1×103j/(kg·℃)
2.3.12×106j
3.1.232×104j
4.3.36×104j;1.12×10-3kg