《2025年通成学典课时作业本九年级物理上册苏科版宿迁专版》

1. 某物理兴趣小组的同学,用煤炉给水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水的温度随时间变化的图线,在6min内完全燃烧了0.2kg的煤,水的比热容为$4.2×10^3J/(kg·℃),$煤的热值约为$3×10^7J/kg。$
(1)求煤完全燃烧产生的热量。
(2)若该煤炉烧水的热效率为42%,则水吸收了多少热量?
(3)求煤炉中水的质量。

答案： （1）煤完全燃烧放出的热量$Q_{放}=m_{煤}q_{煤}=0.2\ \text{kg}× 3× 10^{7}\ \text{J/kg}=6× 10^{6}\ \text{J}$
（2）水吸收的热量$Q_{吸}=Q_{放}\eta=6× 10^{6}\ \text{J}× 42\%=2.52× 10^{6}\ \text{J}$
（3）由图可知，在$6\ \text{min}$内水升高的温度$\Delta t=t-t_{0}=80\ ^{\circ}\text{C}-20\ ^{\circ}\text{C}=60\ ^\circ\text{C}$，煤炉中水的质量$m_{水}=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t}=\frac{2.52× 10^{6}\ \text{J}}{4.2× 10^{3}\ \text{J/(kg}\cdot^{\circ}\text{C)}× 60\ ^{\circ}\text{C}}=10\ \text{kg}$

2. (2024·常州)中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳,合成液态燃料,作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验,测量该燃料的热值。
① 在空酒精灯内加入适量该液态燃料,得到“燃料灯”。
② 在空烧杯内加入1kg水,测得水的初温为31℃,点燃“燃料灯”开始加热。
③ 当水恰好沸腾时,立即熄灭“燃料灯”,测得“燃料灯”消耗燃料30g。
已知实验时气压为标准大气压,c_水$= 4.2×10^3J/(kg·℃),$用该装置加热水的效率为42%。求:
(1)此过程中,烧杯内水吸收的热量。
(2)该液态燃料的热值。

答案： （1）水吸收的热量$Q_{吸}=c_{水}m(t-t_{0})=4.2× 10^{3}\ \text{J/(kg}\cdot^{\circ}\text{C)}×\ 1\ \text{kg}×(100\ ^{\circ}\text{C}-31\ ^{\circ}\text{C})=2.898× 10^{5}\ \text{J}$
（2）燃料燃烧放出的热量$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{2.898× 10^{5}\ \text{J}}{42\%}=6.9× 10^{5}\ \text{J}$；$q_{燃料}=\frac{Q_{放}}{m_{燃料}}=\frac{6.9× 10^{5}\ \text{J}}{0.03\ \text{kg}}=2.3× 10^{7}\ \text{J/kg}$