《2025年课堂点睛九年级物理上册人教版宁夏专用》

5. 我国已经从餐饮废油中成功提炼出供飞机使用的生物航空煤油(以下简称生物航煤),其热值与传统的航空煤油热值相当,是一种绿色环保的能源。某兴趣小组想知道生物航煤热值的大小,于是完全燃烧了$0.7kg$的生物航煤给水加热,将$40kg的水从20^{\circ}C加热到70^{\circ}C$。已知该加热装置的热效率为$30\%$,水的比热容是$4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$,求：
(1)此过程中水吸收的热量。
(2)此过程中生物航煤完全燃烧放出的热量。
(3)生物航煤的热值。

答案：
(1)解:水吸收的热量$Q_{吸}=cm(t-t_{0})=4.2× 10^{3}J/(kg·{\hspace{0pt}}^{\circ }C)× 40kg× (70{\hspace{0pt}}^{\circ }C-20{\hspace{0pt}}^{\circ }C)=8.4× 10^{6}J$。
(2)根据$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}$知,0.7kg生物航煤完全燃烧放出的热量$Q_{放}=\frac{Q_{吸}}{\eta}=\frac{8.4× 10^{6}J}{30\%}=2.8× 10^{7}J$。
(3)生物航煤的热值$q=\frac{Q_{放}}{m}=\frac{2.8× 10^{7}J}{0.7kg}=4× 10^{7}J/kg$。

6. 如图所示是某太阳能热水器,容量为$100L$,该热水器在冬季有效日照时段里,平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为$2.8×10^{6}J$。该热水器接收太阳能的有效面积为$1.5m^{2}$,每天日照时间按$8h$计算,若该太阳能一天能使装满水的热水器中的水温从$20^{\circ}C升高到60^{\circ}C$,已知$c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C),\rho_{水}= 1.0×10^{3}kg/m^{3}$,求：
(1)热水器中水的质量；
(2)一天内热水器中的水吸收的热量；
(3)热水器在冬季的效率。
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答案：
(1)解:水的体积:$V=100L=100dm^{3}=0.1m^{3}$,水的质量:$m=\rho_{水}\ V=1× 10^{3}kg/m^{3}× 0.1m^{3}=100kg$。
(2)一天内热水器中的水吸收的热量:$Q_{吸}=c_{水}\ m(t-t_{0})=4.2× 10^{3}J/(kg·{\hspace{0pt}}^{\circ }C)× 100kg× (60{\hspace{0pt}}^{\circ }C-20{\hspace{0pt}}^{\circ }C)=1.68× 10^{7}J$。
(3)一天内热水器接收太阳能的能量:$E=2.8× 10^{6}J/(m^{2}\cdoth)× 1.5m^{2}× 8h=3.36× 10^{7}J$,热水器在冬季的效率:$\eta=\frac{Q_{吸}}{E}× 100\%=\frac{1.68× 10^{7}J}{3.36× 10^{7}J}× 100\%=50\%$。