初中物理热量的计算试题

下表列举了部分物质的比热容。

一些物质的比热容
物质	比热容 $c/[J·{\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)}^{-1}]$	物质	比热容 $c/[J·{\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)}^{-1}]$
水	$4.2\times {10}^3$	铝	$0.88\times {10}^3$
酒精	$2.4\times {10}^3$	干泥土	约 $0.84\times {10}^3$
煤油	$2.1\times {10}^3$	铁、钢	$0.46\times {10}^3$

我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质，把燃料燃烧产生的热量带到房屋中供人们取暖，这是利用了水的　　的性质；现有 $2\mathit{kg}$的煤油吸收了 $4.2\times {10}^{4}J$的热量后，它的温度将变化　　 ${}^{°}\text{C}$。

根据表中的数据，下列判断正确的是 $($　　 $)$

一些物质的比热容 $[J/(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\left)\right]$

水	$4.2\times {10}^3$	干泥土	$0.84\times {10}^3$
冰	$2.1\times {10}^3$	铜	$0.39\times {10}^3$
砂石	$0.92\times {10}^3$	铝	$0.88\times {10}^3$

A．阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢

B．因为水的比热容较大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大

C．同种物质状态改变，比热容不变

D．质量相同的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多

质量为 $20\mathit{kg}$的水，温度升高了 ${50}^{°}\text{C}$，吸收了　　 $J$的热量，如果不考虑热量散失，这些热量需要完全燃烧　　 $\mathit{kg}$的焦炭来提供（已知焦炭的热值为 $3\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$。焦炭是一种　　能源（选填“可再生”或“不可再生” $)$。

某电热水壶部分参数，额定电压 $220V$，额定功率模糊不清，容积 $1L$，加热效率 $90\%$，在额定电压下，将满壶水从 ${10}^{°}\text{C}$加热至沸腾（在1标准大气压下），用时 $5\mathit{min}$，则水吸收的热量是　　 $J$，电热水壶的额定功率是　　 $W$． $\left[C_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$。

今年5月18日，我国首次在南海成功试采海域可燃冰，可燃冰具有热值大、储量大、能直接点燃等特点。它的热值约为 $1.4\times {10}^{10}J/m^3$，则 $3m^3$的可燃冰完全燃烧后放出的热量为　　 $J$．假设这些热量全部被比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$的水吸收，可以使　　 $\mathit{kg}$的水温度升高 ${50}^{°}\text{C}$。

质量为 $1.5\mathit{kg}$的水温度升高 ${80}^{°}\text{C}$，需吸收的热量是　　 $J$；若用功率为 $1400W$的电热水壶来提供这些热量，需要的时间为　　 $s$． $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\left)\right]$。

如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内 ${20}^{°}\text{C}$， $5\mathit{kg}$水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为 $28\%$，为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同，等量水的过程中，还可额外把炉壁间 $10\mathit{kg}$水从 ${20}^{°}\text{C}$加热至 ${40}^{°}\text{C}$， $q_{煤}=3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$，以上过程中，

问：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？

（2）双加热煤炉的烧水效率有多大？

近年来，宜昌市着力打造生态能源示范村，新增太阳能热水器4000多台。如图所示某太阳能热水器接收太阳能的有效面积为 $3m^2$，假设某天有效光照时间为 $6h$，每平方米太阳的平均辐射功率为 $2.4\times {10}^{6}J/h$，将热水器内初温为 ${15}^{°}\text{C}$的水温度升高到 ${70}^{°}\text{C}$．（太阳能热水器的工作效率为 $50\%)$

（1）家用燃气热水器的工作效率为 $60\%$，把相同质量的水从 ${15}^{°}\text{C}$加热到 ${70}^{°}\text{C}$，使用太阳能热水器可节约多少千克液化石油气？（液化石油气的热值为 $4\times {10}^{7}J/\mathit{kg})$

（2）人们利用太阳能，除了转化为内能之外，还有“光电转换”，即利用　　将太阳能转化为电能；还有“光化转换”，即通过　　将太阳能转化为化学能。

依据表格中的数据，下列说法正确的是 $($　　 $)$

物质	比热容 $c/[J·{\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)}^{-1}]$
水	$4.2\times {10}^3$
煤油	$2.1\times {10}^3$
砂石	约 $0.92\times {10}^3$

A．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小

B．水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较多

C．水的比热容表示水的温度升高 $1^{°}\text{C}$吸收的热量是 $4.2\times {10}^{3}J$

D．质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多

随州的冬季不像北方有集中供暖，所以本地居民常选用一些小型电暖器越冬。如图甲电暖器有“高温、中温、低温”三档，铭牌见下表 $($ “中温”档功率空出），其电路原理如图乙， $S$是自我保护开关，当电暖器倾倒时 $S$自动断开，切断电源保证安全。当 $S$、 $S_1$闭合， $S_2$断开时电暖器为“低温”档。 $(R_1>R_2)$

$\mathit{XX}$牌电暖器
额定电压		$220V$
额定功率	低温挡	$440W$
	中温挡
	高温挡	$1650W$
频率		$50\mathit{Hz}$

求：（1） $R_1$的阻值；

（2）“中温”档正常工作时电路中的电流；

（3）若室内空气质量为 $50\mathit{kg}$，用该电暖器的“高温”档正常工作 $10\mathit{min}$，放出热量的 $50\%$被室内空气吸收，那么可使室内气温升高多少？（假设空气的比热容为 $1.1\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right))$

太阳能热水器是通过　　方式使水的内能增加。小红家的太阳能热水器内装有 $60\mathit{kg}$的水，某天阳光照射5小时后，热水器内水温从 ${20}^{°}\text{C}$升高到 ${70}^{°}\text{C}$，则水吸收的太阳能为　　 $J$，这些水若改用天然气加热升高同样的温度，天然气完全燃烧放出的热量 $70\%$被水吸收，则需要消耗　　 $m^3$的天然气【 c 水 = 4 . 2 × 10 3 J / kg ⋅ ∘ C} ， q = 4 × 10 7 J / m 3 】

用如图所示的装置探究水沸腾时温度变化的特点。烧杯内水的质量为 $0.1\mathit{kg}$，大气压为标准大气压。

（1）当水沸腾后持续加热，仔细观察发现烧杯内的水开始减少，温度计的示数　　（选填“增大”“减小”或“不变” $)$。

（2）假设在水沸腾前烧杯内水的质量保持不变。水温从 ${70}^{°}\text{C}$上升到 ${90}^{°}\text{C}$的过程中，烧杯内的水吸收的热量为　　 $J$。

2018年4月25日上午，习近平总书记来到荆州港码头乘船，沿江察看荆江两岸生态环境和发展建设情况，强调长江经济带建设要“共抓大保护，不搞大开发”。合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下， $1t$生活垃圾能“榨”出 $140\mathit{kg}$燃料油。若燃料油的热值为 $4.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，某城镇每天产生 $50t$生活垃圾，则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为　　 $J$．在一个标准大气压下，这些热量的 $30\%$被 $500m^3{30}^{°}\text{C}$的水吸收，则水温能升高　　 ${}^{°}\text{C}$。 $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3]$

为了保护环境，我们应大力提倡使用清洁能源。现要将 $20\mathit{kg}$的水从 ${16}^{°}\text{C}$加热到 ${50}^{°}\text{C}$，如果使用效率为 $85\%$的电热水器，需要耗电　　 $\mathit{kW}·h$；如果使用热效率为 $80\%$的天然气热水器，需要消耗　　 $m^3$天然气。已知水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，天然气的热值为 $3.2\times {10}^{7}J/m^3$（结果均保留到小数点后2位）。

某同学家使用燃气热水器，平均每天需将 $100\mathit{kg}$的水从 ${18}^{°}\text{C}$加热到 ${58}^{°}\text{C}$．若天然气完全燃烧放出热量的 $70\%$被水吸收，则热水器平均每天消耗天然气　

　    $m^3$． $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $q_{\mathit{天然气}}=4.0\times {10}^{7}J/m^3]$。