比热容、热量和热机效率计算题
1、质量为2kg 的某种物质，吸收8.4×10J 的热量，温度升高20℃，它的比热容为多少J/(kg·℃) ？
2、某太阳能热水器中装有质量为50kg 的水，在阳光的照射下，该热水器中水的温度从25℃升高到45℃。求这些水吸收的热量。[水的比热容为4.2×10J/(kg·℃)]
3、 天然气灶烧水，燃烧0.5m 的天然气，使100kg 的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为c =4 .2×10J/（kg •℃），天然气的热值为q =7.0×10J/m。求：（1）0.5m 天然气完全燃烧放出的热量Q 放； （2）水吸收的热量Q 吸；（3）燃气灶的效率η。
3、完全燃烧42g 焦炭所放出的热量，若有50％被2kg 、30℃的水吸收，则水温可升高多少℃？[c水=4.2×10J/(kg·℃) ，q 焦炭=3.0×10J/kg，此时外界为1标准大气压]
4、为了利用太阳能资源，节约经营成本，崇左市某大型宾馆在楼顶安装了10台相同的太阳能热水器，每台热水器的水箱容积为200L 。在夏季光照条件下，一满箱15℃的水经白天太阳能加热，温度可达到65℃。已知水的比热容为4.2×10J/（kg ·℃），天然气的热值为8.4×10J/kg。求：（1）10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量？（3分）（2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？
6. 如图是某太阳能热水器，向其中注入50 kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。水的比热容是4.2×10J ／(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2.8×10J ，则这段时间该热水器的效率是多少?(3)若用煤燃烧来提供2.8×10J 的热量，需完全燃烧多少千克煤? （煤的热值约为3.5×l0J ／kg ）
7、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20 kW。若小汽车行驶的距离为100km ，汽油的热值q ＝4.6×10J/kg，小汽车发动机的效率为25％。求小汽车在这段路程中：（1）运动的时间；（2）发动机所做的功；（3）消耗汽油的质量。
8一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km ，消耗汽油10L 。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×10 J/kg，密度为0.7×10kg/m，求：(1)这些汽油完全燃烧放出的热量； (2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
9、一辆汽车，总重为1.2×10N ，四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m ，该车在平直公路上匀速行驶1h ，消
4
2
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耗汽油10L ，汽油完全燃烧放出的热量有30％转化为机械能。(汽油的热值为4.6 ×10 J ／kg ，密度为0.7 ×10kg ／m ，g=10N／kg) 求：（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少? （2）10L 汽油完全燃烧放出的热量是多少? （3）这段时间内该汽车发动机的功率是多少kW?(功率的计算结果保留小数点后一位)
10、某辆小轿车油箱内装有32kg 汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km ．假设轿车是匀速
7
行驶，且受到的阻力为920N ．已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6×10J/kg．求：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油．
11、华扬1870系列太刚能热水器的数据如下： （1）已知我市向着阳光的地方每平方米的面积在1h 内得到的
6
太阳辐射能平均为 3×10J ．若每天接收太阳能的时间以8h 计算．热水器能把接收到的太阳能的50％转变成
3
水的内能．则正常情况下一天内该热水器能把初温为20℃的一箱水加热到多少摄氏度？[已知c 水=4.2×10J ／（kg ・℃）
3
3
7
参考答案：
1. 解析：根据Q 吸=cm Δt 可得，它的比热容为c=Q 吸/m Δt =8.4×10J/2kg×20℃=2.1×10J/（kg ·℃）。 2. 解析：Q 吸=cm （t -t 0）=4.2×10J/(kg ·℃) ×50kg ×（45-25）℃=4.2×10J 3. 解析：（1）0.5m 天然气完全燃烧放出的热量Q 放=qV =7.0×10J/m×0.5m =3.5×10J/m。 （2）水吸收的热量Q 吸=cm Δt =4 .2×10J/（kg •℃）×100kg ×（70℃-20℃）=2.1×10J 。 （3）燃气灶的效率η=Q吸/Q 放=2.1×10J/3.5×10J/m=60%。 4、70℃
5、解析：（1）一台热水器的水箱能容纳的水的质量为m=ρ
水
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V=1.0×103kg/m3×200×10-3m 3=200kg，
1台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃，所吸收的热量为
Q 吸=c 水m (t 2－t 1) = 4.2×103J/（kg ·℃）×200kg ×（65℃-15℃）=4.2×107J ，
那么，10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收的热量为Q 总=10Q 吸=4.2×10J 。 （2）设10台热水器获得的太阳能相当于质量为 M 的天然气完全燃烧放出的热量，则Mq =Q
Q 总4. 2⨯108J
==5kg 。即若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要5千克天然气。 =q 8. 4⨯107J /kg
总
8
，所以，M
6. 解析：（1）Q 吸=cm 水(t – t 0)=4.2×10 J／(kg·℃) ×50kg ×(50℃ - 10℃)=8.4×10 J
（2）η=Q 吸/Q 总=8.4×10J ／2.8×10J=30％
（3）根据Q 放=m 煤q 可得，需完全燃烧煤：m 煤=Q 放／q =2.8×10J ／3.5×10J ／kg=0.8 kg 7、（1）小汽车的速度v ＝72km/h＝20m/s，运动的时间t=s/v=100×10m/20m/s=5×10s 。 （2）发动机做的功W=Pt=20×10W ×5×10s=1×10J 。 （3）汽油完全燃烧放出的热量Q=mq，又因为Q=W/η，故
3
3
8
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36
m=Q/q=W/ηq=1×108J/ （25％ ×4.6×107J/kg）=8.7kg。
8. 解：(1)
= m/V m=
V （1分）
3
3
-33
= 0.7×10 kg/m×10×10m = 7kg (1分) Q 放=质量×热值
78
=7kg×4.6×10J ／kg=3.22×l0J (1分) (2)W有=Q放×30%
87
=3.22×l0J ×30%=9.66×10J (1分) W 有= Fs F= W有/s（1分）
966N （1分）
车匀速直线行驶 (1分) f= F= 966N (1分)
9、解析：（1）知道汽车总重，又在水平路面上，可求汽车对路面的压力，又知道受力面积，利用压强公式求汽车对路面的压强。
∵汽车静止在水平路面上，∴汽车对路面的压力：F=G=1.2×10N ，汽车对路面的压强：
4
F 1. 2⨯104N 5p ===10Pa 2
S 0. 12m
（2））知道汽油的体积和汽油的密度，利用密度公式求汽油的质量，再利用燃料完全燃烧公式Q 放=mq 求10L 汽油完全燃烧放出的热量。
V =10L=0.01m3，汽油的质量：m=ρV =0.7×103kg/m3×0.01m 3=7kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q 放=mq =7kg×4.6
×10J/kg=3.22×10J 。
（3）发动机做的有用功：W=Q放×30%=3.22×10J ×30%=9.66×10J ，汽车发动机的功率：
8
7
7
8
W 9. 66⨯107J
P ===2. 68⨯104W =26. 8kW
t 3600s
10、 （1）匀速行驶时牵引力F = f = 920N
38
W = F s = 920N×300×10m = 2.76×10 J
（2）轿车消耗汽油的质量为m ，其完全燃烧产生的内能Q = q m 由题得：W = ηQ = ηqm 即
m = = 20 kg
20kg＜32kg ，不需加油． 11、解（1）8h 内太阳能热水器接收的太阳能
6227
Q=3×10J/（m ・h ）×2.1m ×8h=5.04×10J 8h内太阳能热水器转变成水的内能
77
Q水=5.04×10J ×50%=2.52×10J 水箱内水的质量m=150kg 由Q=cm(t-t0) 得
比热容、热量和热机效率计算题
1、质量为2kg 的某种物质，吸收8.4×10J 的热量，温度升高20℃，它的比热容为多少J/(kg·℃) ？
2、某太阳能热水器中装有质量为50kg 的水，在阳光的照射下，该热水器中水的温度从25℃升高到45℃。求这些水吸收的热量。[水的比热容为4.2×10J/(kg·℃)]
3、 天然气灶烧水，燃烧0.5m 的天然气，使100kg 的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容为c =4 .2×10J/（kg •℃），天然气的热值为q =7.0×10J/m。求：（1）0.5m 天然气完全燃烧放出的热量Q 放； （2）水吸收的热量Q 吸；（3）燃气灶的效率η。
3、完全燃烧42g 焦炭所放出的热量，若有50％被2kg 、30℃的水吸收，则水温可升高多少℃？[c水=4.2×10J/(kg·℃) ，q 焦炭=3.0×10J/kg，此时外界为1标准大气压]
4、为了利用太阳能资源，节约经营成本，崇左市某大型宾馆在楼顶安装了10台相同的太阳能热水器，每台热水器的水箱容积为200L 。在夏季光照条件下，一满箱15℃的水经白天太阳能加热，温度可达到65℃。已知水的比热容为4.2×10J/（kg ·℃），天然气的热值为8.4×10J/kg。求：（1）10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量？（3分）（2）若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？
6. 如图是某太阳能热水器，向其中注入50 kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃。水的比热容是4.2×10J ／(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2.8×10J ，则这段时间该热水器的效率是多少?(3)若用煤燃烧来提供2.8×10J 的热量，需完全燃烧多少千克煤? （煤的热值约为3.5×l0J ／kg ）
7、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20 kW。若小汽车行驶的距离为100km ，汽油的热值q ＝4.6×10J/kg，小汽车发动机的效率为25％。求小汽车在这段路程中：（1）运动的时间；（2）发动机所做的功；（3）消耗汽油的质量。
8一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km ，消耗汽油10L 。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×10 J/kg，密度为0.7×10kg/m，求：(1)这些汽油完全燃烧放出的热量； (2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
9、一辆汽车，总重为1.2×10N ，四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m ，该车在平直公路上匀速行驶1h ，消
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耗汽油10L ，汽油完全燃烧放出的热量有30％转化为机械能。(汽油的热值为4.6 ×10 J ／kg ，密度为0.7 ×10kg ／m ，g=10N／kg) 求：（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少? （2）10L 汽油完全燃烧放出的热量是多少? （3）这段时间内该汽车发动机的功率是多少kW?(功率的计算结果保留小数点后一位)
10、某辆小轿车油箱内装有32kg 汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km ．假设轿车是匀速
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行驶，且受到的阻力为920N ．已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.6×10J/kg．求：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油．
11、华扬1870系列太刚能热水器的数据如下： （1）已知我市向着阳光的地方每平方米的面积在1h 内得到的
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太阳辐射能平均为 3×10J ．若每天接收太阳能的时间以8h 计算．热水器能把接收到的太阳能的50％转变成
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水的内能．则正常情况下一天内该热水器能把初温为20℃的一箱水加热到多少摄氏度？[已知c 水=4.2×10J ／（kg ・℃）
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参考答案：
1. 解析：根据Q 吸=cm Δt 可得，它的比热容为c=Q 吸/m Δt =8.4×10J/2kg×20℃=2.1×10J/（kg ·℃）。 2. 解析：Q 吸=cm （t -t 0）=4.2×10J/(kg ·℃) ×50kg ×（45-25）℃=4.2×10J 3. 解析：（1）0.5m 天然气完全燃烧放出的热量Q 放=qV =7.0×10J/m×0.5m =3.5×10J/m。 （2）水吸收的热量Q 吸=cm Δt =4 .2×10J/（kg •℃）×100kg ×（70℃-20℃）=2.1×10J 。 （3）燃气灶的效率η=Q吸/Q 放=2.1×10J/3.5×10J/m=60%。 4、70℃
5、解析：（1）一台热水器的水箱能容纳的水的质量为m=ρ
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1台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃，所吸收的热量为
Q 吸=c 水m (t 2－t 1) = 4.2×103J/（kg ·℃）×200kg ×（65℃-15℃）=4.2×107J ，
那么，10台热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收的热量为Q 总=10Q 吸=4.2×10J 。 （2）设10台热水器获得的太阳能相当于质量为 M 的天然气完全燃烧放出的热量，则Mq =Q
Q 总4. 2⨯108J
==5kg 。即若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要5千克天然气。 =q 8. 4⨯107J /kg
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，所以，M
6. 解析：（1）Q 吸=cm 水(t – t 0)=4.2×10 J／(kg·℃) ×50kg ×(50℃ - 10℃)=8.4×10 J
（2）η=Q 吸/Q 总=8.4×10J ／2.8×10J=30％
（3）根据Q 放=m 煤q 可得，需完全燃烧煤：m 煤=Q 放／q =2.8×10J ／3.5×10J ／kg=0.8 kg 7、（1）小汽车的速度v ＝72km/h＝20m/s，运动的时间t=s/v=100×10m/20m/s=5×10s 。 （2）发动机做的功W=Pt=20×10W ×5×10s=1×10J 。 （3）汽油完全燃烧放出的热量Q=mq，又因为Q=W/η，故
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m=Q/q=W/ηq=1×108J/ （25％ ×4.6×107J/kg）=8.7kg。
8. 解：(1)
= m/V m=
V （1分）
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= 0.7×10 kg/m×10×10m = 7kg (1分) Q 放=质量×热值
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=7kg×4.6×10J ／kg=3.22×l0J (1分) (2)W有=Q放×30%
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=3.22×l0J ×30%=9.66×10J (1分) W 有= Fs F= W有/s（1分）
966N （1分）
车匀速直线行驶 (1分) f= F= 966N (1分)
9、解析：（1）知道汽车总重，又在水平路面上，可求汽车对路面的压力，又知道受力面积，利用压强公式求汽车对路面的压强。
∵汽车静止在水平路面上，∴汽车对路面的压力：F=G=1.2×10N ，汽车对路面的压强：
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F 1. 2⨯104N 5p ===10Pa 2
S 0. 12m
（2））知道汽油的体积和汽油的密度，利用密度公式求汽油的质量，再利用燃料完全燃烧公式Q 放=mq 求10L 汽油完全燃烧放出的热量。
V =10L=0.01m3，汽油的质量：m=ρV =0.7×103kg/m3×0.01m 3=7kg，汽油完全燃烧放出的热量：Q 放=mq =7kg×4.6
×10J/kg=3.22×10J 。
（3）发动机做的有用功：W=Q放×30%=3.22×10J ×30%=9.66×10J ，汽车发动机的功率：
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W 9. 66⨯107J
P ===2. 68⨯104W =26. 8kW
t 3600s
10、 （1）匀速行驶时牵引力F = f = 920N
38
W = F s = 920N×300×10m = 2.76×10 J
（2）轿车消耗汽油的质量为m ，其完全燃烧产生的内能Q = q m 由题得：W = ηQ = ηqm 即
m = = 20 kg
20kg＜32kg ，不需加油． 11、解（1）8h 内太阳能热水器接收的太阳能
6227
Q=3×10J/（m ・h ）×2.1m ×8h=5.04×10J 8h内太阳能热水器转变成水的内能
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Q水=5.04×10J ×50%=2.52×10J 水箱内水的质量m=150kg 由Q=cm(t-t0) 得