《2025年综合应用创新题典中点九年级物理上册苏科版》

1.[2024·海安期中]如图是一款家用即热式天然气热水器,它的加热效率为50%,热水器进水管的水温为22℃,出水管的水温为42℃,该状态下放出质量为20kg的热水。已知天然气的热值为$8.4×10^7J/m^3,$水的比热容为$4.2×10^3J/(kg·℃)。$求该放水过程:
(1)水吸收的热量。
(2)天然气燃烧放出的热量。
(3)完全燃烧天然气的体积。

答案： 【解】（1）水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m(t-t_{0})=4.2× 10^{3}\ {J/(kg\cdot^{\circ}C)}×20\ {kg}×(42\ ^{\circ}{C}-22\ ^{\circ}{C})=1.68× 10^{6}\ {J}$。
（2）天然气完全燃烧放出的热量$Q_{放}=\dfrac{Q_{吸}}{\eta}=\dfrac{1.68× 10^{6}\ {J}}{50\%}=3.36× 10^{6}\ {J}$。
（3）完全燃烧天然气的体积$V_{天然气}=\dfrac{Q_{放}}{q}=\dfrac{3.36× 10^{6}\ {J}}{8.4× 10^{7}\ {J/m^{3}}}=0.04\ {m^{3}}$。

2.[2024·盐城阜宁期中]“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐,很受年轻人喜爱。现用它里面的发热包将600g水从5℃加热至沸腾(1个标准大气压下)。[c水$= 4.2×10^3J/(kg·℃),q$酒精$= 3×10^7J/kg]$
(1)此加热过程中,提供给水的热量至少为多少?
(2)如果用效率为50%的酒精炉给600g水加热升高同样温度,酒精燃烧放出的热量为多少?
(3)若用(2)中酒精炉加热,则至少需要多少酒精?

答案： 【解】
(1)加热过程中,提供给水的热量至少为$Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t-t_{0})=4.2× 10^{3}\ {J/(kg\cdot^{\circ}C)}×600× 10^{-3}\ {kg}×(100\ ^{\circ}{C}-5\ ^{\circ}{C})=2.394× 10^{5}\ {J}$。
（2）酒精燃烧放出的热量$Q_{放}=\dfrac{Q_{吸}}{\eta}=\dfrac{2.394× 10^{5}\ {J}}{50\%}=4.788× 10^{5}\ {J}$。
（3）不计热量损失,$Q_{吸}=Q_{放}=4.788× 10^{5}\ {J}$,则至少需要酒精的质量$m=\dfrac{Q_{放}}{q_{酒精}}=\dfrac{4.788× 10^{5}\ {J}}{3× 10^{7}\ {J/kg}}=0.015\ 96\ {kg}=15.96\ {g}$。