专题04 化学能与内能的转化模型 -【常考必刷】 2022中考物理常考计算题（能量的转化效率问题专题）之经典模型培优练习 （解析版）.docx

1、专题04 化学能与内能的转化模型1某中学为学生供应开水，用焦炭作为燃料，现燃烧了4.2kg焦炭，将100kg的水从25加热到100，设焦炭完全燃烧。已知焦炭的热值为3.0107J/kg，水的比热容为4.2103J/(kg)。试求：（1）水吸收的热量是多少？（2）焦炭完全燃烧放出的的热量是多少？（3）该锅炉烧水的效率是多少？【答案】（1）3.15107J；（2）1.26108J；（3）25%【详解】解：（1）将100kg的水从25加热到100，根据Q吸=cm(t-t0)可知，水吸收的热量为Q吸=c水m水(t-t0)=4.2103J/(kg)100kg(100-25) =3.15107J （2）4

2、.2kg焦炭完全燃烧放出的热量Q放=m1q=4.2kg3107J/kg=1.26108J（3）该锅炉的效率答：（1）水吸收的热量是3.15107J；（2）焦炭完全燃烧放出的的热量是1.26108J；（3）该锅炉烧水的效率是25%。2液化石油气的热值为3.5107J/kg，把质量为10kg、20的水加热到70需燃烧液化石油气0.1kg。求：（1）水吸收的热量；（2）0.1kg石油气完全燃烧放出的热量；（3）液化石油气烧水的效率。c水4.2103J/（kg）。【答案】（1）2.1106J；（2）3.5106J；（3）60%【详解】解：（1）水吸热的热量Q吸cm（tt0）4.2103J/（kg）10

3、kg（7020）2.1106J（2）液化石油气完全燃烧放出的热量Q放mq0.1kg3.5107J/kg3.5106J（3）液化石油气烧水的效率答：（1）水吸热多少热量为2.1106J；（2）0.1kg液化石油气全燃烧放出的热量为3.5106J；（3）液化气灶加热水时的效率为60%。3用煤气灶烧水时把2kg，初温为30的水烧到80，消耗了0.02kg煤气，已知水的比热容是4.2103J/（kg），煤气的热值为4.2107J/kg，则：（1）水吸收的热量为多少？（2）煤气完全燃烧放出的热量为多少？（3）煤气灶烧水的效率为多少？【答案】（1）4.2105J；（2）8.4105J；（3）50%【详解】

4、解：（1）水吸收的热量Q吸=c水m水（t-t0）=4.2103J/（kg）2kg（80-30）=4.2105J（2）煤气完全燃烧放出的热量Q放=m气q=0.02kg4.2107J/kg=8.4105J（3）煤气灶烧水的效率答：（1）水吸收的热量为4.2105J；（2）煤气完全燃烧放出的热量为8.4105J；（3）煤气灶烧水的效率为50%。4一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量约为6.8106J，这些能量相当于完全燃烧0.2kg的木炭才能得到；若将这些木炭用来烧水，可以使10kg的水温度升高17，已知水的比热容为4.2103J/（kg）。求：（1）木炭的热值；（2）10kg 的水温度升高17所

5、吸收的热量；（3）此炭炉烧水的效率。【答案】（1）3.4107J/kg；（2）7.14105J；（3）10.5【详解】解：（1）由题可知，完全燃烧0.2kg的木炭放出的能量约为6.8106J，故木炭的热值为（2）10kg的水温升高17所吸收的热量为（3）炭炉烧水的效率答：（1）木炭的热值为3.4107J/kg；（2）10kg的水温度升高17所吸收的热量为7.14105J；（3）此炭炉烧水的效率为10.5%。5可燃冰是一种新能源，它是水和天然气在高压低温下形成的类似冰状结晶物质，主要成分是甲烷，我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平，用燃气锅炉烧水时，将500kg初温20的水加热到100，共燃烧了

6、0.1m3的可燃冰，请你计算：（1）这个过程中水吸收的热量为多少？（2）燃气锅炉烧水时的效率为多少？已知：c水=4.2103J/（kg），可燃冰热值q=6.0109J/m3【答案】（1）1.68108J；（2）28%【详解】解：（1）水吸收的热量（2）可燃冰完全燃烧放出的热量燃气锅炉烧水时的效率答：（1）这个过程中水吸收的热量为1.68108J ；（2）燃气锅炉烧水时的效率为28%。6某家庭需要将50kg、20的水加热到60作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8kg煤气。已知煤气的热值q=4.2107J/kg，水的比热容c=4.2103J/（kg）。求：（1）50kg、20的水加热到

7、60需吸收的热量；（2）完全燃烧0.8kg煤气放出的热量。【答案】（1）8.4106J；（2）3.36107J【详解】解：（1）由题意可知，50kg、20的水加热到60需吸收的热量为（2）由题意可知，完全燃烧0.8kg煤气释放的热量为答：（1）50kg、20的水加热到60需吸收的热量为8.4106J；（2）完全燃烧0.8kg煤气放出的热量为3.36107J。7天然气是一种清洁能源，热值为4.2107J/kg。天然气的应用较多。（1）完全燃烧5kg天然气放出多少热量？（2）用天然气炉烧水，加热效率为40%，在标准气压下，燃烧5kg天然气可以将多少质量的水从20烧开？（3）一辆汽车用天然气为燃料，

8、牵引力做功的功率为21kW，5kg的天然气可供这辆车匀速行驶50min，汽车发动机的效率多大？【答案】（1）2.1108J；（2）250kg；（3）30%【详解】（1）5kg天然气完全燃烧放出的热量为（2）根据知，水吸收的热量为标准大气压下水的沸点为100，由可得水的质量为（3）这段时间内公交车牵引力所做功为汽车发动机的效率为答：（1）完全燃烧5kg天然气放出2.1108J的热量；（2）用天然气炉烧水，加热效率为40%，在标准气压下，燃烧5kg天然气可以将250kg的水从20烧开；（3）汽车发动机的效率为30%。8每到周末，小晶都去邻居孤寡老人刘奶奶家，帮助老人劈柴、烧水、做饭等。某次用炉子烧

9、水时，燃烧了1kg的木材，刚好把初温为20，质量为20kg的水烧开（假设木材能够完全燃烧）。已知当地气压为1标准大气压，木材的热值为q=1.2107J/kg，水的比热容为。（1）完全燃烧1kg木材能放出多少焦耳的热量？（2）20kg初温为20的水被烧开吸收了多少热量？（3）此次炉子烧水的效率是多少？【答案】（1）1.2107J；（2）6.72106J；（3）56%。【详解】（1）1kg木材完全燃烧放出的热量Q放=m木材q=1kg1.2107J/kg=1.2107J（2）一标准大气压下，水沸腾时的温度为100，即水的末温为100，水吸收的热量（3）炉子烧水的效率答：（1）完全燃烧1kg木材能放出

10、1.2107J的热量；（2）20kg初温为20的水被烧开吸收了6.72106J的热量；（3）此次炉子烧水的效率是56%。9某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入V=2.5L的水，烧水前的水为20，将水加热至100，立即关闭煤气，烧水前、后燃气表的示数变化“V=0.125m3”，该同学查得煤气的热值q=4107J/m3，水的密度=1.0103kg/m3，水的比热容为4.2103J/(kg)，求：（1）水吸收的热量；（2）燃气灶烧水效率。【答案】（1）8.4105J；（2）20%【详解】解：（1）水质量为m=V=1.0103kg/m32.5103m3=2.5kg水吸收的热量为Q吸=cm(t

11、-t0)=4.2103J(kg)2.5kg(100-20)=8.4105J（2）燃气燃烧放热为Q放=qV=4107J/m30.105m3=4.2106J燃气灶烧水效率为答：（1）水吸收的热量为8.4105J；（2）燃气灶烧水效率为20%。10某物理兴趣小组的同学，用煤炉给60kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6 min内完全燃烧了1kg的煤，水的比热容为4.2103 J/（kg），煤的热值约为3107 J/kg。求：（1）煤完全燃烧产生的热量；（2）经过4 min时间加热，水所吸收的热量；（3）煤炉烧水时的热效率。【答案】（1）3107J；（2）1.26

12、107J；（3）50.4%【详解】解：（1）1kg的煤完全燃烧产生的热量Q放=qm=3107J/kg1kg=3107J（2）由图象知道，经过4min时间加热，水温度从20升高到70，水吸收的热量为Q吸=c水m水（t-t0）=4.2103J/（kg）60 kg（70-20）=1.26107J（3）由图象知道，经过6min时间加热，水温度从20升高到80，水吸收的热量为Q吸=c水m水（t-t0）=4.2103J/（kg）60 kg（80-20）=1.512107J煤炉烧水时的热效率答：（1）煤完全燃烧产生的热量是3107J；（2）经过4 min时间加热，水所吸收的热量是1.26107J；（3）煤炉

13、烧水时的热效率是50.4%。11小明用如图所示的便携式丁烷气炉（内置一瓶新的燃气瓶，相关参数见表）烧水，测出本地水温为20，气压为标准大气压，水的比热容为4.2103J/（kg），设丁烷气体完全燃烧。求：丁烷热值q燃气质量m9107J/kg500g燃气燃烧速度k气炉热效率210g/h40%（1）1kg的水温度升高10时吸收的热量：（2）燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量；（3）燃气炉持续燃烧8min，能够烧开的水的质量。【答案】（1）4.2104J；（2）4.5107J；（3）3kg【详解】解：（1）1kg的水温度升高10时吸收的热量（2）燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量（3）燃气炉持续燃烧

14、8min消耗燃气的质量这些燃气完全燃烧放出的热量气炉热效率为40%，则水吸收的热量由可得，烧开水的质量答：（1）1kg的水温度升高10时吸收的热量是4.2104J；（2）燃气瓶中丁烷完全燃烧可以放出的热量是4.5107J；（3）燃气炉持续燃烧8min，能够烧开3kg的水的质量。12生物质颗粒是利用农林废弃物为原材料制成的一种新型清洁燃料。燃烧1kg无烟煤可以产生16g的SO2，生物质颗粒燃料燃烧时不产生SO2，因而可以减少对大气的污染以及酸雨的产生。已知c水=4.2103J/（kg），q无烟煤=3.4107J/kg，q生物质=1.7107J/kg，求：（1）若生物质颗粒烧水效率为30%，将200kg水从15加热至100，需生物质颗粒的质量；（2）这些生物质颗粒完全燃烧放出的热量如果由无烟煤提供，会排放多少克SO2。【答案】（1）14kg；（2）112g【详解】解：（1）温差为水吸收热量为生物质颗粒燃烧放出的热量为生物质的质量为（2）需要煤的质量为排放的二氧化硫质量为答：（1）需生物质颗粒的质量是14kg；（2）这些生物质颗粒完全燃烧放出的热量如果由无烟煤提供，会排放112克SO2。