《2025年点石成金金牌夺冠九年级物理全一册人教版辽宁专版》

15.某研学活动小组在实践活动期间,粗略测量了一个农家柴火灶的热效率。同学们在柴火灶的铁锅里倒入5 kg的水,盖上锅盖,完全燃烧1 kg的干木柴使水温从$20° C$升高到$80° C$，水吸收的热量为J,该柴火灶的热效率为。[已知水的比热容是$4.2×10^3 J/(kg · ° C)$,这种干木柴的热值是$1.0×10^7 J/kg$]

答案： 1.26×10^6；12.6%

16.(9分)国庆假期,小明去看了如图所示的“打铁花”表演。据悉,一场演出,“打铁花”艺人需
要将质量为5 kg、初温为$20° C$的生铁加热到$1620° C$，需要燃烧木炭的质量为1 kg。已知铁的比热容为$0.46×10^3 J/(kg · ° C)$,木炭的热值为$3.4×10^7 J/kg$。试求：
(1)生铁吸收的热量。
(2)木炭完全燃烧放出的热量。
(3)木炭的加热效率。(结果精确到0.1%)

答案：
(1)已知生铁质量$m_{ 铁}=5\ kg$，初温$t_0=20° C$，末温$t=1620° C$，比热容$c_{ 铁}=0.46×10^3\ J/(kg·°C)$，根据吸热公式$Q_{ 吸}=cm(t-t_0)$，可得生铁吸收的热量：
$\begin{aligned}Q_{ 吸}&=c_{ 铁}m_{ 铁}(t-t_0)\\&=0.46×10^3\ J/(kg·°C)×5\ kg×(1620° C-20° C)\\&=0.46×10^3×5×1600\ J\\&=3.68×10^6\ J\end{aligned}$
(2)木炭质量$m_{ 炭}=1\ kg$，热值$q=3.4×10^7\ J/kg$，根据放热公式$Q_{ 放}=mq$，可得木炭完全燃烧放出的热量：
$Q_{ 放}=m_{ 炭}q=1\ kg×3.4×10^7\ J/kg=3.4×10^7\ J$
(3)加热效率$\eta=\frac{Q_{ 吸}}{Q_{ 放}}×100\%$，则：
$\eta=\frac{3.68×10^6\ J}{3.4×10^7\ J}×100\%\approx10.8\%$
(1)$3.68×10^6\ J$
(2)$3.4×10^7\ J$
(3)$10.8\%$

17.(10分)近

几

年来,大连市民陆续使用上了安全、清洁的天然气。如图所示,某用户在使用天然气灶加热水时,完全燃烧了$0.05 m^3$的天然气,将水从$20° C$加热到$80° C$。已知该天然气灶加热这些水的效率是43.2%,水的比热容是$4.2×10^3 J/(kg · ° C)$,天然气的热值是$3.5×10^7 J/m^3$。试求：
(1)$0.05 m^3$的天然气完全燃烧放出的热量。
(2)水吸收的热量。
(3)这些水的质量。

答案：
(1) $ Q_{ 放} = Vq = 0.05\ m^3 × 3.5 × 10^7\ J/m^3 = 1.75 × 10^6\ J $
(2) $ Q_{ 吸} = \eta Q_{ 放} = 43.2\% × 1.75 × 10^6\ J = 0.432 × 1.75 × 10^6\ J = 7.56 × 10^5\ J $
(3) 由 $ Q_{ 吸} = cm\Delta t $ 得，$ m = \frac{Q_{ 吸}}{c\Delta t} = \frac{7.56 × 10^5\ J}{4.2 × 10^3\ J/(kg·°C) × (80°C - 20°C)} = \frac{7.56 × 10^5}{4.2 × 10^3 × 60}\ kg = \frac{7.56 × 10^5}{2.52 × 10^5}\ kg = 3\ kg $
(1) $ 1.75 × 10^6\ J $；
(2) $ 7.56 × 10^5\ J $；
(3) $ 3\ kg $