初中物理探究比热容的实验计算题

阿根廷科学家设计了一款“牛屁屁收集器”，在牛背上装有一个塑料袋，通过导管收集牛体内排出的气体．从一头成年牛平均每天排放出的气体中可提取0.21kg甲烷．若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使多少质量的水从20℃升高到70℃？ [q_甲烷=5.6×10⁷J/kg，c_水=4.2×10³J/(kg•℃)]．(4分)

一铝壶中装有3kg的水，放在煤气灶上加热，将水从20℃加热至沸腾（在1个标准大气压下），煤气灶共燃烧50g煤气，在此过程中：
（1）铝壶中的水吸收了多少热量？（水的比热容是4.2×10³J/(kg.℃)
（2）完全燃料50g 煤气可以放出多少热量？煤气的热值是4.2×10⁷J/kg
（3）该煤气灶的效率是多少？请你说说还有一些热量的去向。

太阳能具有清洁无污染、可再生等优点，是最有开发前景的新能源之一，小明家新安装了一台可装50kg水的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到40℃，则：[水的比热容C_水＝4.2×10³J/(kg．℃)、焦炭的热值q＝3.0×10⁷J/kg]
(1)在这4h内水吸收了多少热量？
(2)若火炉燃烧焦炭放出的热量的20%被水吸收，则需要燃烧多少kg的焦炭？

用锅炉将200kg水从20℃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3.4×10³J/kg。求：
（1）锅炉内的水吸收的热量。
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量。
（3）锅炉烧水时的热效率为多少。

(8分)加热2kg20℃的水，使其温度升高到70℃，水需要吸收多少热量？这些热量如果是由燃烧煤气提供的，需完全燃烧多少千克的煤气？（=4.2×10⁷J/kg）

太阳能热水器是把太阳能转化为内 能的设备之能热水器每小时平均接收4.2×10⁶J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．求：
(1)热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容c=4.2×10³J/(kg．℃)]
(2)热水器5小时内接收到的太阳能E；
(3)热水器的效率η；
(4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q=4.2×10⁷J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）

6月5日是世界环境日，今年我国的主题是“低碳减排，绿色生活”．人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．

（1）图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是            

A．显著增长；

B．平稳增长；

C．稳中有降；

D．显著减少

（2）请你说出太阳能的好处之一                  ，缺点                  。
（3）太阳能热水器（如图丙）已走进了千家万户，小名家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为2m²，热水器每平方米的面积上1h得到的太阳辐射能平均为2.52×10⁶J，热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能，若光照3h可以使热水器内初温为20℃、质量为100kg的水温度升高到多少摄氏度？已知水的比热容是4.2×10³J/（kg ℃）．

(6分) 随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是:在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为45℃时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表:


(1)若该地暖系统的总水量为2 x 10³ kg，将全部的水从5℃加热至45℃，水至少需要吸收多少热量?[c水=4.2×10³J/ (kg·℃)]
(2)某家庭木地板的面积为80m²，散热管材料为聚丁烯(PB )，供水温度为45℃，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳?
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还与哪些因素有关?请至少写出两点。

无水箱式电热水器具有体积小、加热快的优点，图甲是它的工作原理图。

甲                     乙                丙
（1）温控器：水温传感器测量到出水温度并将信息传给微电脑芯片，微电脑芯片将测量到的水温和预先设定的温度进行比较，然后即时控制温控器内的两个开关的状态，从而让喷头喷出预先设定温度的热水。请在图乙虚线框中补齐温控器内的两个开关。
（2）水压控制开关：当热水器内没有水或水压过低时，图丙所示的水压控制开关能确保电热水器停止工作。图中顶杆必须具有很好的        性才能防止漏电。
（3）家庭电路中该电热水器在正常电压下工作，当喷头喷出水的流量为4.5L/min时，5℃的冷水经过加热后温度最高可达38℃，已知通过电热水器的电流为52.5A，则该电热水器的加热效率多少？如果此时还要进一步提高水温，应该怎样调节冷水的流量的大小？

某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射—段时间后，水温从10℃升高到50℃。水的比热容是4.2×10³J／(kg·℃)。试求：
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少?
(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则这段时间该热水器的效率是多少?
(3)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×l0⁷J／m³，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）

质量为500g的金属块温度从80℃降低到30℃时放出的热量是3.25×10³J。问该金属的比热容是多大?

质量是150g、温度为20℃的水的温度升高到80℃，水需要吸收多少热量？

小丽家新买了一台电热水器，下表是该热水器的一些技术参数．

型号	FED﹣H50	额定电压	220V
最大水量	50L	额定功率	2000W

现将水箱中装满水，通电后正常工作40min，水温从25℃上升到45℃，求：
（1）此过程中水所吸收的热量；
（2）热水器中电热丝的电阻；
（3）热水器的效率．

(8分) 混合动力汽车是一种新型汽车，它有两种动力系统。汽车加速，汽油机提供的动力不足时，蓄电池的电能转化为动能，使汽车加速更快；汽车减速，汽车动能转化为电能，由蓄电池贮存起来，减少能量的浪费。两种动力系统也可以独立工作，只有汽油机工作时，与一般的汽车相同；只使用电力时，由电动机提供动力。右表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌，其中电池容量是蓄电池贮存的最大电能。该汽车匀速行驶时受到的阻力为720N。求：

电池容量	44kw·h
输入电压	220V
输入电流	20A
输出电压	150V

 
(1)在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间？
(2)仅由电动机提供动力，汽车匀速持续行驶的最大距离是多少？不考虑电能转化为机械能时能量的损失。
(3)仅由汽油机提供动力，汽车匀速行驶每百公里的油耗是多少升？假设汽车受到的阻力不变，汽油的热值为3.0×10⁷J/ L(即焦耳/升)，汽油机的效率为24%。

如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）。试求：

（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×10⁷J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值约为3.5×10⁷J/kg）。