《2025年初中同步学习导与练导学探究案九年级物理全一册教科版》

6. 北方的暖气大多用水作为散热介质,是因为水的比热容较大。有质量为$50kg$的水流过暖气,温度下降$2^{\circ}C$,放出的热量是4.2×10⁵$J$。$[c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)]$

答案： 大 4.2×10⁵

7.(2024 扬州)选用水来冷却拖拉机的发动机,是因为水的比热容大(选填“大”或“小”),如果水箱装有质量为$20kg$的水,水温从$20^{\circ}C上升到70^{\circ}C$,水吸收了4.2×10⁶$J$的热量。$[c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)]$

答案： 大 4.2×10⁶

8.(2024 广元)随着科技发展,人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢燃料的热值为$1.4×10^{8}J/kg$,水的比热容为$4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)$。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料$30kg$,这些氢燃料完全燃烧释放的热量为$4.2×10^{9}$$J$；若这些热量完全被水吸收,可使$1.25×10^{4}$$kg水的温度从20^{\circ}C升高到100^{\circ}C$。

答案： 1. 首先求氢燃料完全燃烧释放的热量：
根据燃料完全燃烧放热公式$Q_{放}=mq$（其中$m$是燃料的质量，$q$是燃料的热值）。
已知$m = 30kg$，$q = 1.4×10^{8}J/kg$，则$Q_{放}=mq=30kg×1.4×10^{8}J/kg = 4.2×10^{9}J$。
2. 然后求水的质量：
因为$Q_{吸}=Q_{放}=4.2×10^{9}J$，根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$（其中$c$是比热容，$m$是质量，$\Delta t=t - t_{0}$是温度变化量），$c = 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$，$t = 100^{\circ}C$，$t_{0}=20^{\circ}C$，$\Delta t=t - t_{0}=100^{\circ}C - 20^{\circ}C = 80^{\circ}C$。
由$Q_{吸}=cm\Delta t$可得$m=\frac{Q_{吸}}{c\Delta t}$。
把$Q_{吸}=4.2×10^{9}J$，$c = 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$，$\Delta t = 80^{\circ}C$代入$m=\frac{Q_{吸}}{c\Delta t}$中，$m=\frac{4.2×10^{9}J}{4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×80^{\circ}C}$。
先计算$4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×80^{\circ}C=3.36×10^{5}J/kg$，再计算$m=\frac{4.2×10^{9}J}{3.36×10^{5}J/kg}=1.25×10^{4}kg$。
故答案依次为：$4.2×10^{9}$；$1.25×10^{4}$。

9. 小汽车是主要的交通工具,某品牌小汽车单缸四冲程汽油机的转速为$2400r/min$,则$1s$内汽油机对外做功20次。当汽车在加油站加油时,司机能闻到很浓的汽油味,是扩散现象。若汽车在某段时间内消耗了$210g$汽油,则汽油完全燃烧可放出热量9.66×10⁶$J$,这些热量能让$100kg$的水温度升高23$^{\circ}C$[$q_{汽油}= 4.6×10^{7}J/kg$,$c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)$,不计热量损失]。

答案： 20 扩散 9.66×10⁶ 23

10.(2024 泰安)某地利用地热资源建立温泉浴池。某温泉池注入了$6×10^{3}kg$的水,初始水温为$42^{\circ}C$,一段时间后水温降至$30^{\circ}C$,放出的热量为$Q$,$c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)$,$q_{天然气}= 3.2×10^{7}J/m^{3}$。求：
(1)$Q$的大小；
(2)完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量与$Q$的大小相等。

答案：
(1)3.024×10⁸ J
(2)9.45 m³

11. 将质量为$2kg$、初始温度为$25^{\circ}C的一壶水加热到100^{\circ}C$,需要吸收6.3×10⁵$J$的热量,加热过程需要燃烧$0.05m^{3}$的天然气,则天然气完全燃烧放出热量的30$\%$被水吸收。[天然气的热值取$4.2×10^{7}J/m^{3}$,水的比热容为$4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)$]

答案： 6.3×10⁵ 30

12. 某燃气热水器将$20L的水从20^{\circ}C加热到70^{\circ}C$,完全燃烧了$0.21m^{3}$的煤气,水吸收的热量是4.2×10⁶$J$,该燃气热水器烧水的效率是50%。[已知水的比热容为$4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)$,水的密度为$1.0×10^{3}kg/m^{3}$,煤气的热值为$4×10^{7}J/m^{3}$]

答案： 4.2×10⁶ 50%