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初中物理热学题燃烧和相关例题

2026-04-04 14:47:00课外拾零252

好的,以下是一个关于初中物理热学题燃烧和相关例题的题目以及解答:2TF物理好资源网(原物理ok网)

题目:假设一个房间内有一台电暖器,其功率为1kW,房间内的空气温度从20℃上升到60℃,求这台电暖器对房间内空气做了多少焦耳的功?2TF物理好资源网(原物理ok网)

解答:2TF物理好资源网(原物理ok网)

我们需要知道电暖器的功率和房间内的空气温度变化量,再根据能量守恒定律来计算。2TF物理好资源网(原物理ok网)

首先,电暖器的功率为1kW,即每秒钟消耗的电能是1千瓦时(即3.6×10^6焦耳)。2TF物理好资源网(原物理ok网)

其次,房间内的空气温度从20℃上升到60℃,这意味着空气的温度变化量为40℃。根据热力学第一定律,物体在单位时间内吸收的热量等于物体在单位时间内对外做的功。因此,我们需要知道空气的比热容和体积,再乘以温度变化量来得到热量。2TF物理好资源网(原物理ok网)

一般来说,空气的比热容约为1.0×10^3J/(kg·℃)。假设房间内的空气质量为m千克,那么空气吸收的热量为:2TF物理好资源网(原物理ok网)

$m \times 1.0 \times 10^{3} \times 40$ = 4m × 10^3焦耳2TF物理好资源网(原物理ok网)

由于能量守恒,电暖器对房间内空气做的功等于空气吸收的热量加上消耗的电能。因此,我们可以得到:2TF物理好资源网(原物理ok网)

$W = Q + P \times t$2TF物理好资源网(原物理ok网)

其中W是电暖器对房间内空气做的功,Q是空气吸收的热量,P是电暖器的功率,t是时间。将已知量代入公式,我们得到:2TF物理好资源网(原物理ok网)

$W = (4m \times 10^{3}) + (1 \times 10^{3} \times 60) = (4 + 60)m \times 10^{3}$焦耳2TF物理好资源网(原物理ok网)

所以,这台电暖器对房间内空气做了(4 + 60)m × 10^3焦耳的功。2TF物理好资源网(原物理ok网)

例题应用:2TF物理好资源网(原物理ok网)

假设房间内的空气质量为5kg,那么这台电暖器对房间内空气做了多少焦耳的功?答案是(4 + 60) × 5 × 10^3 = 3 × 10^5焦耳。这意味着这台电暖器在短短几分钟内就能将房间内的空气加热到舒适的温度。2TF物理好资源网(原物理ok网)

以下是一道初中物理热学题及燃烧相关例题:2TF物理好资源网(原物理ok网)

例题:某家庭用燃气热水器将质量为10kg、温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为0.04m^{3}(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2 × 10^{3}J/(kg·℃),天然气的热值为3.5 × 10^{7}J/m^{3}。求:2TF物理好资源网(原物理ok网)

(1)天然气完全燃烧放出的热量;2TF物理好资源网(原物理ok网)

(2)水吸收的热量;2TF物理好资源网(原物理ok网)

(3)该燃气热水器的效率。2TF物理好资源网(原物理ok网)

初中物理热学题:2TF物理好资源网(原物理ok网)

(1)天然气完全燃烧放出的热量为:Q_{放} = Vq = 0.04m^{3} × 3.5 × 10^{7}J/m^{3} = 1.4 × 10^{6}J;2TF物理好资源网(原物理ok网)

(2)水吸收的热量为:Q_{吸} = cm(t - t_{0}) = 4.2 × 10^{3}J/(kg \cdot {^\circ}C) × 10kg × (50{^\circ}C - 20{^\circ}C) = 1.26 × 10^{6}J;2TF物理好资源网(原物理ok网)

(3)该燃气热水器的效率为:\eta = \frac{Q_{吸}}{Q_{放}} × 100\% = \frac{1.26 × 10^{6}J}{1.4 × 10^{6}J} × 100\% = 90\%。2TF物理好资源网(原物理ok网)

以上是关于燃气热水器加热自来水的问题,希望可以帮助到你。2TF物理好资源网(原物理ok网)

以下是一道初中物理热学题及燃烧相关例题常见问题:2TF物理好资源网(原物理ok网)

题目:某家庭用燃气灶烧水,已知燃气灶的效率为50%,水的质量为2kg,水的初温为20℃,已知燃气热值q = 4.5 × 107J/m3。求:2TF物理好资源网(原物理ok网)

(1)水吸收的热量;2TF物理好资源网(原物理ok网)

(2)需要完全燃烧多少立方米的燃气?2TF物理好资源网(原物理ok网)

例题分析:本题主要考查了燃料燃烧放热公式的应用和效率公式的应用,要注意效率公式中效率等于有用功除以总功,而不是用燃料完全燃烧放出的热量除以燃料的质量。2TF物理好资源网(原物理ok网)

解题过程:2TF物理好资源网(原物理ok网)

(1)水吸收的热量为Q吸 = cmΔt = 4.2 × 103J/(kg·℃) × 2kg × (100℃-20℃) = 6.72 × 105J;2TF物理好资源网(原物理ok网)

(2)燃气完全燃烧放出的热量Q放 = Q吸/50% = 6.72 × 105J/50% = 1.344 × 106J,由Q放 = qV可得,需要完全燃烧的燃气V = Q放/q = 1.344 × 106J/4.5 × 107J/m3 = 0.03m3。2TF物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)水吸收的热量为6.72 × 105J;2TF物理好资源网(原物理ok网)

(2)需要完全燃烧0.03m3的燃气。2TF物理好资源网(原物理ok网)

这道题是一道典型的热学题,考察了学生对燃烧放热和效率公式的掌握情况。在解答过程中,需要注意效率公式中效率等于有用功除以总功,而不是用燃料完全燃烧放出的热量除以燃料的质量。同时,还需要注意单位换算和计算结果的准确性。2TF物理好资源网(原物理ok网)