《2025年新课程学习与测评同步学习九年级物理全一册人教版》

5. 生活应用热量的单位有两种,一种是国际单位焦耳,简称“焦”；另一种是“卡路里”,简称“卡”,这个单位被广泛使用于营养计量和健身手册上。“卡”的定义标准：在1标准大气压下,使1g水的温度升高1℃需要的热量。通过计算回答以下问题：
(1)1卡合多少焦耳。
(2)小茗每天健步走消耗的能量约$5.46×10^5J,$这相当于消耗能量多少卡？
(3)一名运动员在某次长跑训练中汗水蒸发吸收热量,使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃,求汗水蒸发吸收的热量。[忽略汗水的质量,人体的主要成分是水,水的比热容为$4.2×10^3J/(kg·℃)]$

答案： 5.解:
(1)由题意知,1g的水温度升高1℃吸收的热量为1卡,m水=1g=10⁻³kg,1g的水温度升高1℃吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×10³J/(kg·℃)×10⁻³kg×1℃=4.2J故1卡=4.2J
(2)小茗消耗的能量Q=5.46×10⁵J/4.2J/卡=1.3×10⁵卡
(3)运动员的体温下降0.1℃放出的热量Q放=c水m人Δt'=4.2×10³J/(kg·℃)×60kg×0.1℃=2.52×10⁴J故运动员汗水蒸发吸收的热量为2.52×10⁴J。

6. 传统文化淬火是将钢铁加热至临界温度再迅速冷却的过程,它直接决定了成品的性能。由于缺乏测温工具,古代的铁匠在锻造刀剑时只能凭借经验。制作时,将钢刀放在高温炉中加热,随着温度的升高,刀身就会出现一道或几道移动的暗影,同时刀的颜色会逐渐由暗红色转至红色,钢刀的亮度也会逐渐增加；当加热到一定温度时,暗影就会消失,这时的刀身呈亮红色,此时的温度正是淬火最佳的临界温度,迅速将钢刀从炉中取出放入油中冷却,整个过程如图13-5所示。

某次锻刀时,钢刀的质量为240g,油的质量为1.6kg。钢刀放入油中后,油的温度由20℃升高到50℃,不计热量损失,求取出钢刀的临界温度。[c钢$ = 0.46×10^3J/(kg·℃),c$油$ = 1.8×10^3J/(kg·℃),$结果取整数]

答案： 6.解:油吸收的热量为Q油=c油m油(t-t₀)=1.8×10³J/(kg·℃)×1.6kg×(50℃-20℃)=8.64×10⁴J设本次淬火中钢刀的临界温度为t₀',则钢刀释放的热量为Q钢=c钢m钢(t₀'-t)=0.46×10³J/(kg·℃)×0.24kg×(t₀'-50℃)不计热量损失,则Q钢=Q油即0.46×10³J/(kg·℃)×0.24kg×(t₀'-50℃)=8.64×10⁴J解得t₀'≈833℃