初中物理探究比热容的实验计算题

2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让生活更美好”的主题。
如图21所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W。如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么：

　（1）一箱水需要吸收的热量是多少？
　（2）热水器上集热器的面积至少要多大？   　［水的比热容是：4.2×10³J/(kg·℃)］

小明家买了一台太阳能热水器，其铭牌如下：

容积（V）               200L

集热面积（S）           1.5m^2

效率（η）                40﹪

使用年限（Y）           15年

查阅资料后，小明得知，黄石地区当太阳光照射地面时1m²地面上在1s内平均得到1.0×10³J的太阳辐射能。
⑴若小明家每天要用200kg热水，用这个热水器把这些水从25℃加热到45℃需要吸收多少热量？
⑵在太阳光照射的情况下，提供这些热量，需要多长时间？

近期由天水市有关单位实施的家电下乡活动中，有种电器是电热饮水机，它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S₀自动控制)，从说明书上收集到如下数据及图20所示的电路原理图。

(1)(2分)请分析说明温控开关S₀断开时，饮水机处于加热还是保温状态。
(2)(3分)求电阻R₁的阻值。
(3)(3分)晚上，由于是用电高峰期，该电热饮水机的实际工作电压只有200V，若它的电阻不变，加热效率为80%，求将满热水箱的水从20℃加热到80℃需要多长时间？
(C_水=4.2×10³J/(kg·℃)，(ρ_水=1.0×10³kg/m³，保留一位小数))

质量为10kg的水，温度从100℃降低到80℃时，放出的热量是多少？水的比热容为4.2×10³J/（kg. ℃）。

小丽在学习了热学知识后，她想估算一下自己家每天烧水做饭需要的热量，于是仔细记录了她家每天烧水、煮饭、炒菜的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将30Kg 20℃的水烧开（在1标准大气压下）
（1）小丽家每天烧水做饭需要多少热量？
（2）如普通煤的热值为3×10⁷ J/Kg，从理论上讲小丽家每天烧水做饭需要多少千克的煤？
（3）小丽家实际每天的用煤量是2Kg，由此她算出她家炉子的效率是16.8％，她家煤炉效率低的原因是什么？
（4）从大的方面来看，家里煤炉除了效率低，浪费能源外，另一个主要缺点是什么？

小明家新安装了一台太阳能热水器，加水后，利用太阳能加热。小明调查该地区（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为1.4×10⁶J。 若一热水器接受太阳能的有效面积为1.5m²，每天日照时间按8h计算，那么：

（1）它一天中接收的太阳能约为多少？
（2）若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使100Kg的水温度升高多少？
[c_水＝4.2×10³J/(kg·℃)]
(3）若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气(热值q＝4.2×10⁷J/kg)来获得，
则需要完全燃烧多少千克煤气？
(4）请你：说出提倡开发利用太阳能的主要理由？

小明同学家原来用液化石油气烧水，每天约用60℃的热水100kg。他参加“探究性学习”活动后，在老师指导和同学帮助下，制作了一台简易的太阳能热水器。
（1）若这台热水器夏天平均每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，吸收的热量为多少？
（2）若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，他家改用太阳能热水器后，平均每天可节约液化石油气多少千克？（液化石油气的热值为8.0×10⁷J/kg）

太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天给初温为25℃的水在阳光照射下的相关信息

太阳照射时间/ h	装水量/ Kg	吸热板面积/ m^2	水温升高到/ ℃	水的比热容/J•（kg•℃）^-1	太阳辐射功/ J•（m^2•h）^-1
10	100	2.5	75	4.2×10^3	1.68×10^6

其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m²面积上的太阳能。
求：
（1）水在10h内吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m³的天然气；（天然气的热值为8.4×10⁷J/m³，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）
（3）该太阳能热水器的能量转化效率．

小高家里原来用液化石油气烧水，每天用60℃的热水100kg。她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。
（1）若用这台热水器每天可将100kg的水从20℃加热到60℃，这些水吸收的热量是多少？
（2）若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg？（液化石油气的热值是8.0×10⁷J/kg）
（3）请你说出太阳能热水器的优点。（至少说出两条）

某锅炉将水从25℃加热到100℃消耗了6kg无烟煤，已知水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃),无烟煤的热值是3.4×10⁷J/kg,求：
（1）锅炉内200kg水吸收的热量是多少？
（2）完全燃烧6kg无烟煤放出的热量是多少？
（3）烧水过程中，锅炉的效率是多少？

某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热.他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示. 已知水的比热容是4.2×10³J／(kg·℃)，酒精的热值是3.0×10⁷J/kg,　加热时每只酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精.那么请问：
（1）加热满2min时,水吸收了多少热量?
（2）给水加热2min时间,消耗的酒精如果
完全燃烧将放出多少热量?
（3）试求出沙子的比热容？

近几年，国家特别注重“三农”问题，在新农村建设中解决农村能源问题重要的方法是沼气的生产和使用。沼气生产主要是利用人、畜（禽）粪便,稻草,杂草,玉米高粱秆作为原料,在沼气池里经发酵后生成。据调查,一个五口之家,每天煮饭炒菜、热水洗澡需要消耗沼气0.6m³,那么这些沼气完全燃烧产生的热量是多少？（沼气的热值约为8.4×10⁷J/m³,）。若有30%热量被水吸收,能把多少千克40℃的水烧开?假设当时的大气压为一个标准大气压，水的比热容为4.2×10³J/（kg.℃） 。推广使用沼气对新农村建设有什么好处?（至少讲一点）。

现代社会，“变废为宝”已成为节约能源的重要途径，例如“填埋”和“焚烧”垃圾都可发电，这样既处理了垃圾，又起到了节能减排的效果．经研究表明每焚烧1t垃圾可发电8.1×10⁸ J．请同学们计算一下1t垃圾发电产生的这些能量
（1）相当于完全燃烧多少kg的汽油放出的热量？（汽油的热值q=3×10⁷ J/kg）
（2）可使效率为30%的汽车匀速前进多少km？（汽车匀速前进受到的摩擦力f=648N）
（3）如果这些能量全部被水吸收，可将多少kg 10℃的水烧开？[c_水=4.2×10³ J/（kg•℃）在一个标准大气压下．结果保留整数]．

太阳能热水器（如图）具有安全、节能、经济和环保等优点。请问：

（1）太阳能热水器在工作时其能量如何转化？
（2）若该热水器的水箱内装有160kg水，经阳光照射后，水温由20℃升高到70℃，水吸收的热量是多少焦？[水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃）]

物理科研小组的同学做了下面的实验，取500g水放在烧杯中，测得水的温度为20℃，然后点燃酒精灯通过石棉网给烧杯里水加热，并将温度计插在水中观察水温的变化，当温度计的示数为70℃时，装有10g的酒精刚好烧完。（C_水=4.2×10³J/（Kg·℃））
(1)计算：实验中水吸收了多少热量？
(2)有的同学试图用水吸收的热量来计算酒精的热值，请你分析这种做法是否可行？
(3)如果从资料中查出酒精的热值，请计算出此次实验中的热效率？