《2025年赢在假期期末加寒假九年级物理人教版合肥工业大学出版社》

例题1 小星用燃气灶将质量为2 kg、温度为25 ℃的水加热到100 ℃，则水需要吸收多少热量？该燃气灶的热效率是25%，则加热这些水需要燃气多少千克？[水的比热容是4.2×10³ J/(kg·℃)，燃气的热值是4.5×10⁷ J/kg]
解析
水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t - t_{0}) = 4.2×10^{3}\ J/(kg\cdot ^{\circ }C)\times 2\ kg\times (100\ ^{\circ }C - 25\ ^{\circ }C)=6.3×10^{5}\ J$。
该燃气灶的热效率是25%，即该燃气灶完全燃烧燃气释放出的能量有25%被水吸收了，可得燃气完全燃烧放出的热量$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{6.3×10^{5}\ J}{25\%}=2.52×10^{6}\ J$，所以消耗的燃气质量$m_{燃气}=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{2.52×10^{6}\ J}{4.5×10^{7}\ J/kg}=0.056\ kg$。
答案 6.3×10⁵ J 0.056 kg

答案：

例题2 为了保障学生人身安全，目前已有一大批校车投入使用。如图为实验中学专用校车，其总质量为6.4 t，每个轮子跟地面的接触面积为400 cm²。这辆校车在某段平直公路上匀速行驶8 km用时10 min，消耗柴油2 L，受到的阻力是1.8×10³ N。(柴油热值为3.3×10⁷ J/kg，柴油的密度为0.85×10³ kg/m³，取g = 10 N/kg)，求：
(1)这段路程内发动机做功的功率。
(2)这段路程内消耗的柴油完全燃烧放出的热量。
(3)校车对地面的压强。

解析
(1)校车在平直的公路上匀速行驶，因此车的牵引力与阻力相平衡，即F = f = 1.8×10³ N，发动机做功的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=\frac{1.8×10^{3}\ N×8000\ m}{10×60\ s}=2.4×10^{4}\ W$。
(2)消耗柴油的质量m = ρV = 0.85×10³ kg/m³×2×10⁻³ m³ = 1.7 kg，消耗的柴油完全燃烧放出的热量Q = qm = 3.3×10⁷ J/kg×1.7 kg = 5.61×10⁷ J。
(3)校车对地面的压力F = G = mg = 6.4×10³ kg×10 N/kg = 6.4×10⁴ N，校车对地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{6.4×10^{4}\ N}{400×10^{-4}\ m^{2}×4}=4×10^{5}\ Pa$。
答案 2.4×10⁴ W 5.61×10⁷ J 4×10⁵ Pa

答案：

例题3 某太阳能热水器的水箱内装有50 kg的水，太阳光照射一段时间后，水温从20 ℃升高到60 ℃。水的比热容是4.2×10³ J/(kg·℃)，焦炭的热值是3.0×10⁷ J/kg。求：
(1)水吸收的热量是多少？
(2)这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭？
解析
(1)水吸收的热量$Q_{吸}=cm(t - t_{0}) = 4.2×10^{3}\ J/(kg\cdot ^{\circ }C)\times 50\ kg\times (60\ ^{\circ }C - 20\ ^{\circ }C)=8.4×10^{6}\ J$。
(2)相当于完全燃烧焦炭的质量为$m_{焦炭}=\frac{Q_{放}}{q}=\frac{Q_{吸}}{q}=\frac{8.4×10^{6}\ J}{3.0×10^{7}\ J/kg}=0.28\ kg$。
答案 (1)8.4×10⁶ J (2)0.28 kg

答案：