题目
天然气是当今家庭中使用较普遍的一种能源，现用天然气来加热水。
（1）为使2kg的水温度从20℃加热到100℃，水需要吸收多少热量？
（2）如果加热过程中，天然气放出的热量只有50%被水吸收，则需要完全燃烧多少m3的天然气？[天然气的热值为8.3×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（Kg·℃）]。 |
题型：计算题难度：中档来源：湖南省月考题
所属题型：计算题
试题难度系数：中档
答案
解：
（1）水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×103J/（Kg·℃）×2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×105J；
（2）∵η= ，
∴天然气需要放出的热量：
Q放= = =1.344×106J；
∵Q放=qV，
∴消耗天然气的体积：
V= = ≈0.0162m3 |
考点梳理
初中二年级物理试题“天然气是当今家庭中使用较普遍的一种能源，现用天然气来加热水。”旨在考查同学们对
热量的计算、
热值、
热平衡方程的应用、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
此练习题为精华试题，现在没时间做？添加到收藏夹，以后再看。
根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。
考点名称：热量的计算
热量的概念：
热量是指由于温度差别而转移的能量;也是指1公克的水在1大气压下温度上升1度c所产生的能量 ; 在温度不同的物体之间，热量总是由高温物体向低温物体传递;即使在等温过程中，物体之间的温度也不断出现微小差别，通过热量传递不断达到新的平衡。由于温差的存在而导致的能量转化过程中所转化的能量;而该转化过程称为热交换或热传递;热量的公制为焦耳。
热量的计算公式：
①经某一过程温度变化为△t，它吸收(或放出)的热量。Q表示热量(J)，
Q=c·m·Δt.
Q吸=c·m·(t-t0)
Q放=c·m·(t0-t)
(t0是初温;t是末温)
其中C是与这个过程相关的比热(容).
热量的单位与功、能量的单位相同。在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦，缩写为J)(为纪念科学家焦耳而立)。历史上曾定义热量单位为卡路里(简称卡，缩写为cal)，只作为能量的辅助单位，1卡=4.184焦。
注意：1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦
某一区域在某一时段内吸收的热量与释放、储存的热量所维持的均衡关系。
△T=(t1-t0)
②固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=mq 气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq Q表示热量(J)，q表示热值( J/kg )，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m^3)。
q=Q放/m(固体);q=Q放/v(气体)
W=Q放=qm=Q放/m W=Q放=qV=Q放/v (W：总功)(热值与压强有关)
热量的单位：
Q———某种燃料完全燃烧后放出的热量———焦耳 J
m———表示某种燃料的质量———千克 kg
q———表示某种燃料的热值———焦耳每千克 J/kg
考点名称：热值
热值：热值指某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，是一种物质特定的性质。单位是J/kg或J/m^3(气体)。
(1)燃料的热值与燃料的种类有关，热值反映的是所有能燃烧的物质的一种性质，也就是说它是燃料的一种特性，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小。燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。
(2)“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽，1kg的某种燃料，只有在完全燃烧的情况下，放出的热量才等于这种燃料的热值，若该燃料在燃烧时没有完全燃烧，放出的热量就比对应的热值小。
燃料热值计算公式
固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=mq，气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq Q表示热量(J)，q表示热值( J/kg )，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m^3)。
q=Q放/m(固体);q=Q放/v(气体)
W=Q放=qm=Q放/m W=Q放=qV=Q放/v (W：总功)(热值与压强有关)
SI制国际单位： Q———某种燃料完全燃烧后放出的热量———焦耳 J
m———表示某种燃料的质量———千克 kg
q———表示某种燃料的热值———焦耳每千克 J/kg
热值的单位换算
燃料及其燃烧的关系
能够燃烧并且在燃料时放出光和热的物质，叫做燃料。
燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧的过程中，燃料的化学能转化为内能，这就是我们常说的释放能量，然后，转移到其他物体上或转化为其他形式的能量供人们使用.
说明：按照状态，燃料可分为固体燃料(如煤、炭、木材等)、液体燃料(如汽油、煤油、石油等)和气体燃料(如天然气、煤气、沼气等)。
考点名称：热平衡方程的应用
热平衡方程：
1、热平衡方程又称热交换定律，指在热传递过程中，如果没有热量损失，则高温物体放出的热量Q放等于低温物体吸收的热量Q吸，即Q放=Q吸，把这个关系叫热平衡方程。
2、此方程只适用于绝热系统内的热交换过程，即无热量的损失;在交换过程中无热和功转变问题;而且在初、末状态都必须达到平衡态。系统放热，一般是由于温度降低、凝固、液化及燃料燃烧等过程。而吸热则是由于温度升高，熔解及汽化过程而引起的。
3、温度不同的两个或几个系统之间发生热量的传递，直到系统的温度相等。在热量交换过程中，遵从能的转化和守恒定律。从高温物体向低温物体传递的热量，实际上就是内能的转移，高温物体内能的减少量就等于低温物体内能的增加量。
验证热平衡方程的方法
1、用量筒量出50克冷水倒入烧杯内;量出100克热水倒入量热器内。分别测出热水和冷水的温度。
2、小心地将冷水倒入盛热水的量热器中，用搅拌器搅拌水，促使水的温度很快变得相同。用温度计测出混合后的水温。
3、计算出热水降低到混合水温时放出的热量，以及冷水升高到混合水温时吸收的热量。
4、改变初始水温及冷水、热水的质量再做2次实验。
将测量及计算结果填入表中：
5、对热水放出的热量与冷水吸收的热量进行比较，看看二者是否相等。如果二者不相等，试分析产生误差的原因。
【注意事项】
1、混合后要用搅拌器充分搅拌，但搅拌时间不宜太长，停止搅拌时要立即读出混合后的水温。
2、注意正确使用量筒、量热器和温度计，结合实验者的操作情况分析误差产生的原因，从而正确理解热平衡方程。
热平衡方程的应用
例：家庭使用的液化石油气储存在钢罐里，钢罐顶部有一个阀门开关，罐内气压大于大气压.石油气泄漏时易发生中毒、爆炸和火灾事故，已知石油气热值为3.5×107J/kg，烧水时，设石油气燃烧放出的热量只有50%被水吸收，问：
(1)将质量为2.5kg，初温为20℃的水加热到100℃，需吸收多少热量?需完全燃烧石油气多少千克?(C水=4.2×103J•kg-1•℃-1)
(2)当发现家中钢罐内的液化石油气泄漏时，为防止事故的发生你应采取哪些措施?
分析：(1)知道水的质量、比热容和温度的变化，根据Q吸=cm(t-t0)求出水吸收的热量;由题意可知Q放=Q吸，根据Q放=mq求出需完全燃烧石油气的质量;
(2)由于液化石油气是易燃气体，故不能有明火出现.
解答：（1）水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）
=4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃-20℃）
=8.4×105J；
由题意可知，Q放=Q吸=8.4×105J，
由Q放=mq可得，需完全燃烧石油气的质量m′=Q放/q=2.4kg,即
（2）严禁有明火出现、关闭阀门、开窗通气．
答：(1)水吸收8.4×105的热量，需完全燃烧石油气2.4kg;
(2)严禁有明火出现、关闭阀门、开窗通气.
点评：本题考查了学生对公式Q吸=cm△t和Q=mq的理解与掌握，要注意当液化石油气泄漏时，应当关闭阀门、开窗通气，一定不要出现明火，否则会发生爆炸.
