初中物理热量的计算计算题

2017年5月18日，中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰清洁无污染，储量巨大，是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15倍计算。 $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$，天然气的热值 $q=7.0\times {10}^{7}J/m^3]$求：

（1）体积为 $0.01m^3$的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？

（2）若这些热量的 $90\%$被质量为 $100\mathit{kg}$的水吸收，则水升高的温度是多少？

在一标准大气压下，将 $50L$的水从 ${40}^{°}\text{C}$加热到沸点。求：

（1）水需要吸收的热量；

（2）提供这些热量，需要完全燃烧焦炭的质量 $\left(q_{\mathit{焦炭}}=3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}\right)$。

图甲是小明家使用的电饭煲，图乙是其电路原理图， $R_1$、 $R_2$为阻值不变的电热丝， $S_1$为温度自动控制开关，可实现“加热”和“保温”状态的转换。该电饭煲的最大容量是 $4L$，额定加热功率是 $800W$，额定保温功率是 $100W$． $({\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right))$求：

（1）电热丝 $R_1$的阻值是多少？

（2）该电饭煲将 $2\mathit{kg}$水从 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${100}^{°}\text{C}$时，水吸收的热量是多少？

（3）关闭家中其他用电器，只让该电饭煲在加热状态下工作 $4\mathit{min}$，观察到标有“ $1200r/(\mathit{kW}·h)$”字样的电能表转盘转了60转，则电饭煲的实际功率是多少？

小李家新买的电热水瓶，有保温和加热两种功能，其简化电路图如图所示， $R_1$、 $R_2$为电热丝，通过开关的调节实现保温和加热两种功能的切换。加热功率为 $1100W$，保温功率是 $200W$．求： $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)\right]$

（1） $R_2$的阻值是多少？

（2）该电热水瓶给水加热时，瓶中 $1\mathit{kg}$的水从 ${23}^{°}\text{C}$升高到 ${100}^{°}\text{C}$，需要吸收多少热量？

（3）不计热量损失，该电热水瓶在上述加热过程中，需要工作多长时间？

图甲是两档空气炸锅，图乙是其内部简化电路， $R_1$、 $R_2$均为发热体，将开关 $S$分别置于1、2两位置时，空气炸锅处于不同的挡位。已知两档空气炸锅的高温挡功率为 $900W$， $R_2$阻值为 $96.8\Omega$．求：

（1）发热体 $R_1$的阻值是多少？

（2）空气炸锅一次性可装入200克牛柳，若将这些牛柳从 ${40}^{°}\text{C}$加热到 ${190}^{°}\text{C}$，牛柳需要吸收多少热量？【 c 牛柳 = 3 × 10 3 J / kg ⋅ ∘ C 】

（3）不计热量损失，用高温挡将 $200g$牛柳从 ${40}^{°}\text{C}$加热到 ${190}^{°}\text{C}$，需要多长时间？

图甲是一款电煮壶，为了保留药膳的营养，可以把被加热的药膳放到炖盅里加热。图乙是其简化电路图， $R_1$、 $R_2$均为发热电阻，且 $R_1=R_2$．电煮壶有加热和保温两个档。加热档的功率为 $1000W$．

求：（1）电煮壶保温挡的功率

（2）炖盅内 $0.5\mathit{kg}$的药膳温度升高了 ${80}^{°}\text{C}$，药膳吸收的热量。 $\left[c_{\mathit{药膳}}=4\times {10}^{3}J/\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)]$

（3）若不计热量损失，壶中的水和药膳总共吸收 $6\times {10}^{5}J$的热量，用加热档加热需要的时间。

如图甲所示是一款加热杯，可以通过控制开关实现高、中、低三档加热，其简化电路图如图乙所示。 $R_1$、 $R_2$、 $R_3$均为电热丝，已知 $R_1=176\Omega$加热杯的部分参数如表。求： $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3]$

（1） $R_2$的阻值是多少？

（2）加热杯的低温挡功率是多少？

（3）若不计热量损失，加热杯使用高温挡加热，使 $1L$水从 ${12}^{°}\text{C}$升高到 ${100}^{°}\text{C}$，需要多长时间？

额定电压	$220V$
高温挡功率	$1100W$
中温挡功率	$440W$
低温挡功率
容量	$1L$

热敏电阻是一种新型的半导体材料，被广泛应用于电热设备中，该材料温度越高，电阻越大。小明买了一个应用了该材料的养生壶，已知该材料电阻 $R_T$不小于 $24\Omega$，温度为 ${50}^{°}\text{C}$时， $R_T=40.5\Omega$，壶内另一定值电且 $R_0=20\Omega$．养生壶加热过程中的平均功率等于 ${50}^{°}\text{C}$时电路的总功率。

（1）小明试着设计了养生壶的两种电路图，如图甲、乙所示，已知小明家的电路允许通过的最大电流为 $10A$，请你帮他选择出正确的电路图，是甲乙中的哪个？（不用书写验证过程）

（2）该养生壶烧水时的平均功率为多大？

（3）若该养生壶烧水时消耗电能的 $84\%$转化为水的内能， $5\mathit{min}$能将多少千克的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热至 ${100}^{°}\text{C}$？ $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$

某工厂采用热效率高的卧式燃煤锅炉烧水，将 $4000\mathit{kg}$水从 ${25}^{°}\text{C}$加热到 ${75}^{°}\text{C}$，该锅炉烧水的效率为 $70\%$，所用烟煤的热值约为 $3\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，试求：

（1）这些水吸收的热量是多少？

（2）烧这些水锅炉需要消耗烟煤的质量是多少？（假设烟煤完全燃烧）

图甲是具有高温、低温两档的电热饭盒，高温挡电功率为 $242W$，简化电路如图乙所示， $R_1$、 $R_2$均是发热电阻，且 $R_2$的阻值是 $R_1$的4倍。求

（1） $R_1$和 $R_2$的阻值是多少？

（2）高温挡加热 $5\mathit{min}$，不计热量损失，可以将 $1\mathit{kg}$饭菜升高的温度是多少？ $[$饭菜的比热容取 $3\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

（3）如果实际电压是 $200V$，低温挡工作时的实际功率是多少？

某电热水壶铭牌的部分参数如表，忽略温度对电阻的影响。电热水壶在额定电压下工作 $300s$能将 $1L$的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${85}^{°}\text{C}$．求： $[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3]$

（1）水吸收的热量是多少

（2）电热水壶的效率是多少？

（3）在用电高峰时，实际加热时间为 $363s$，若与该电热水壶在额定电压下工作 $300s$消耗相同的电能，实际电压多大？

额定电压	$220V$
额定功率	$1000W$
最大容量	$1.2L$

利用燃烧酒精给水加热，使质量为 $2\mathit{kg}$ 的水温度升高 ${30}^{°}\text{C}$ ． $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$ ， $q_{\mathit{酒精}}=3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$ 。

（1）求水吸收的热量是多少 $J$ ？

（2）若完全燃烧酒精产生的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧多少 $\mathit{kg}$ 的酒精？

利用燃烧酒精给水加热，使质量为 $2\mathit{kg}$的水温度升高 ${30}^{°}\text{C}$． $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $q_{\mathit{酒精}}=3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$。

（1）求水吸收的热量是多少 $J$？

（2）若完全燃烧酒精产生的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧多少 $\mathit{kg}$的酒精？

如图甲是一种电热加湿器，其原理如图乙所示，闭合开关，当电热丝R将加热仓中的水加热到沸腾后变成水蒸气喷出，增加空气的湿度。当加热仓中的水对底部的压强减少到一定程度时，注水阀门便会自动打开从储水箱中注水。加湿器的工作电压为220V，最大功率为40W，气雾调节器R₂的阻值范围是0﹣1210欧。求：

（1）电热丝R₁的电阻值；

（2）若加热仓以最大功率工作时的效率为84%，那么将加热仓中质量为30g温度为20℃的水加热到100℃需要多长时间？[c_水＝4.2×10³J（kg•℃）]

（3）设电热丝电阻不变，电热丝R₁工作时最小功率是多少？

澎澎家新买了一个养生壶，它有高、中、低三个加热挡位，其内部简化电路如图所示，R₁、R₂都是加热电阻，且R₁＞R₂，养生壶的部分参数如表格所示。

额定容量	1L
额定电压	220V
高温挡功率	1000W
中温挡功率
低温挡功率	200W

（c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）、（ρ_水＝1.0×10³kg/m³）

求：（1）中温挡功率是多少？电阻R₂的阻值是多少？

（2）在标准大气压下，将1L水从20℃加热至沸腾，水吸收的热量是多少？

（3）将1L水从20℃加热至沸腾最少的时间是420s。此过程中养生壶的加热效率是多少？