初中物理热量的计算试题

如图是一款家庭常用的电热水壶，经测量该电热水壶的质量为 $0.6\mathit{kg}$，它与桌面的接触面积为 $0.02m^2$．该电热水壶的额定电压为 $220V$，额定功率为 $1000W$． $[g$取 $10N/\mathit{kg}$，水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)]$

（1）求电热水壶的额定电流（保留一位小数）；

（2）求电热水壶静止放在水平桌面上对桌面的压强；

（3）用此电热水壶将 $1\mathit{kg}$，初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水加热到 ${100}^{°}\text{C}$，沸腾水至少吸收多少热量？

（4）电热水壶正常工作时，若不考虑热量损失，将壶中质量为 $1\mathit{kg}$、初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水加热到 ${100}^{°}\text{C}$需要多长时间。

小明家用铁皮桶制作简易太阳能热水器，替代燃烧木柴的加热方式，小明观测到某日铁皮桶装满水后，经过一天的太阳光照，水温从 ${20}^{°}\text{C}$升高到 ${60}^{°}\text{C}$．已知铁皮桶的容积为 $50L$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， ${\rho }_{水}=1\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$．问：

（1）当日桶内的水吸收的热量有多大？

（2）设用燃烧木柴加热，木柴完全燃烧释放热量的 $28\%$被桶内水吸收，则当日使用该太阳能热水器可节约多少木柴？ $\left(q_{\mathit{木柴}}=1.2\times {10}^{7}J/\mathit{kg}\right)$

用水冷却鸡蛋，鸡蛋的温度降低，内能　　，这是通过　　改变了鸡蛋的内能，若水的质量是 $0.5\mathit{kg}$，水温升高了 $5^{°}\text{C}$，则水吸收的热量是　　 $J$。

今年5月18日，我国在世界上第一次对可燃冰实现安全可控开采。 $1m^3$可燃冰分解后，可释放出约 $150m^3$天然气，已知 $q_{\mathit{天然气}}=2.1\times {10}^{7}J/m^3$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$。

求：（1） $1m^3$可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是多少？

（2）若上述热量全部被水吸收，可将多少 $\mathit{kg}$的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热至 ${95}^{°}\text{C}$？

如图所示，小明在燃烧皿中放入 $10g$酒精，点燃后对质量为 $200g$的水加热，充分燃烧后，水温升高 ${30}^{°}\text{C}$，已知水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，此过程中水吸收的热量为　　 $J$，水的内能　　（增大 $/$减小），该实验计算得到的酒精热值明显偏小，其原因是　　。

2017年5月18日，我国实现全球首次海域可燃冰试采成功。可燃冰与石油一样都是　　（填“可再生”或“不可再生” $)$能源。 $1m^3$可燃冰可以释放出 $175m^3$的天然气，这些天然气完全燃烧释放出的热量是　　 $J$；若这些热量有 $50\%$被10吨的水吸收，水的温度能够上升　　 ${}^{°}\text{C}$。 $(q_{\mathit{天然气}}=3.6\times {10}^{7}J/m^3$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right))$

如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关 $S$可根据水温自动切换加热和保温两种状态， $R_1$、 $R_2$是发热电阻，热水器主要参数如下表。 $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

额定电压	$220V$	容积	$30L$
加热功率	$2000W$	保温功率	$800W$

（1）开关 $S$跳至　　触点位置时，热水器进入保温状态，水箱内装满水时，水的质量为　　 $\mathit{kg}$。

（2） $R_2$的阻值为多大？

（3）水箱中装满初温为 ${25}^{°}\text{C}$的水，加热使温度升高到 ${55}^{°}\text{C}$，水需要吸收多少热量？

（4）在上述加热状态下，热水器正常工作 $35\mathit{min}$需消耗多少电能？加热效率是多少？

某自动豆浆机工作时，电热管加热与电动机打浆过程交替进行，其部分参数如下表。

（1）空豆浆机放在水平桌面上，接触面积为 $4c{m}^2$，对水平面的压强为　　 $\mathit{Pa}$。

（2）不计热量损失，加热管正常工作 $80s$，可使 $1\mathit{kg}$豆浆的温度升高　　 ${}^{°}\text{C}[$取 $C_{\mathit{豆浆}}=4\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)]$；豆浆飘出阵阵香味说明分子在　　。

（3）电热管通电一段时间后变得很烫，而与豆浆机连接的导线却不怎么热，主要是因为导线　　，产生的热量少；若豆浆机正常打好一次豆浆的消耗的总电能为 $0.17\mathit{kW}·h$，加热与打浆的时间之比为 $3:1$，则打好一次豆浆需　　 $h$。

额定电压	$220V$
电机功率	$100W$
加热功率	$1100W$
净 重	$20N$

如图所示是一种新能源 $--$可燃冰，2017年5月18日，我国在南海开采可燃冰获得成功！ $1m^3$可燃冰可分解释放约 $168m^3$的天然气。可燃冰属于　　（选填“可“或“不可” $)$再生能源。完全燃烧 $168m^3$的天然气可以释放的热量为　　 $J$，若这些热量全部被水吸收，可以将质量为　　 $t$的水由 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${70}^{\circ }\text{C}}[q_{\mathit{天然气}}=4\times {10}^{7}J/m^3$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)]$。

2017年5月18日，中国宣布对南海可燃冰试采实现稳定产气，引发世界各国高度关注，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的近20倍，若 $1\mathit{kg}$ “可燃冰”完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可以使　　 $\mathit{kg}$水的温度升高 ${50}^{°}\text{C}$，已知 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $q_{\mathit{可燃冰}}=8.4\times {10}^{8}J/\mathit{kg}$。

如图（a）所示是 $\mathit{HG}2004$家用蒸汽电熨斗的示意图和铭牌，使用时储水器中的水滴入气室，加热的铁质底板使水迅速汽化变成蒸汽，从底板喷出。

额定电压	$220V$	功能	汽烫、干烫
额定频率	$50\mathit{Hz}$	蒸汽方式	滴下式
底板面积	$160c{m}^2$	质量	$1.6\mathit{kg}$
额定功率	$1100W$	放置方式	自立式

（1）求电熨斗正常工作时的电流。

（2）熨烫前（未加水），电熨斗自然平放在衣服上，求它对衣服的压强。

（3）汽熨前先预热，使底板的温度从 ${20}^{°}\text{C}$升高到 ${220}^{°}\text{C}$，温控开关自动断开。已知底板的质量为 $1\mathit{kg}$，铁的比热容为 $0.46\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，求预热过程底板吸收的热量。

（4）汽熨时，滴汽室的水汽化带走热量，当底板温度降到 ${190}^{°}\text{C}$时，温控开关自动闭合，当加热到 ${220}^{°}\text{C}$时又断开，如此反复，若蒸汽电熨斗按如图（b）所示的程序工作，熨一件衣服用时 $10\mathit{min}$。求共消耗的电能。

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？

在冬天学校为了让师生能喝上热水，买了多台电热水壶，其铭牌上标有“ $220V10A$”字样，求：

（1）一台电热水壶正常工作 $210s$消耗的电能。

（2）若电热水壶放出的热量全部被水吸收，那么一台电热水壶 $210s$内可将质量为多少 $\mathit{kg}$初温为 ${20}^{°}\text{C}$的水加热到 ${75}^{°}\text{C}$． $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$。

质量为 $10\mathit{kg}$、温度为 ${20}^{°}\text{C}$的水，吸收 $1.26\times {10}^{6}J$的热量后，温度升高到　　 ${}^{°}\text{C}$，若这些热量是由酒精完全燃烧提供的，至少需要　　 $g$酒精。 $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $q_{\mathit{酒精}}=3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}]$。

某太阳能热水器中装有 $40\mathit{kg}$的水，阳光照射一段时间后，水温从 ${10}^{°}\text{C}$升高到 ${60}^{°}\text{C}$，已知 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$。求：

（1）热水器中的水所吸收的热量；

（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？（天然气的热值为 $8.4\times {10}^{7}J/m^3$，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）