物理-热值与热量的计算(Q放=qm、Q吸=cmΔt及比例关系)

考点:科学推理 / 物理-热值与热量的计算(Q放=qm、Q吸=cmΔt及比例关系)

问法模型:题干给燃料热值表并问’下列判断正确的是’ → 用’燃料放热Q放=qm全部被水吸收Q吸=cmΔt’建立等量关系,对每个选项代入数值或比例关系逐一验证

推理链

  1. 第1步:从表格读取关键热值:焦炭3.0×10⁷、木炭3.4×10⁷、煤油4.6×10⁷、汽油4.6×10⁷、氢1.4×10⁸ J/kg;水从10℃加热至60℃,温度变化量Δt=60-10=50℃
  2. 第2步:确定两条核心公式与比例规律:燃料放热Q放=qm,因’燃料燃烧释放的能量全部给了水’故Q放=Q吸=cmΔt;等质量燃料比较可加热水量时,水量比=热值比;加热等质量水比较耗燃料时,燃料质量比=热值反比
  3. 第3步:验证A项:相同质量的焦炭与汽油,能加热水的质量比=q焦炭:q汽油=3.0×10⁷:4.6×10⁷≈2:3,选项说’约3:2’,比例方向颠倒,错误
  4. 第4步:验证B项:加热等质量水,消耗木炭与煤油的质量比=m木炭:m煤油=q煤油:q木炭=4.6×10⁷:3.4×10⁷≈7:5(即23:17),选项说’约5:7’,比例方向颠倒且小于1,错误
  5. 第5步:验证C项:2g氢(0.002kg)放热Q=qm=0.002×1.4×10⁸=2.8×10⁵J,可加热水的质量m=Q/(cΔt)=2.8×10⁵/(4.2×10³×50)=2.8×10⁵/2.1×10⁵≈1.33kg≈1.3kg,与选项’约1.3kg’一致,正确
  6. 第6步:验证D项:加热1.5kg水需热Q=cmΔt=1.5×4.2×10³×50=3.15×10⁵J,需汽油质量m=Q/q=3.15×10⁵/(4.6×10⁷)≈6.85×10⁻³kg≈7g,选项说’约3g’,错误
  7. 第7步:综合四项判断,仅C项数值与方向均正确,故选C

最快解法:⚡ 先算数值最’整’的C项锁定答案:2g氢放热=0.002×1.4×10⁸=2.8×10⁵J,直接除以cΔt=4.2×10³×50=2.1×10⁵J/kg,得1.33kg≈1.3kg,秒选C;A、B两个比例题只需用口诀’同质量比水量用热值比、同水量比燃料用热值反比’看方向即可排除(正确均应大于1的方向被颠倒)

易错点

  • ⚠ 比例方向搞反:A项正确比例是焦炭:汽油≈2:3而非3:2;B项木炭热值低应耗更多,正确比例≈7:5而非5:7,两个错误选项都是把热值比/反比颠倒
  • ⚠ 单位换算出错:2g需化成0.002kg代入,结果kg转g时(D项约6.85×10⁻³kg≈7g)易乘除错1000倍
  • ⚠ 温度变化量误取:Δt应为60-10=50℃,误用60℃或10℃代入会使所有数值偏差

母题抽象

🧩 当题干出现’燃料热值表+把水从t1加热到t2+燃烧放热全部被水吸收’的特征时,用Q放=qm=Q吸=cmΔt建等式,比例判断记口诀’燃料等质量→水量比=热值比;水量相等→燃料比=热值反比’,再逐项代入验证。

同类特征:燃料热值表、10℃加热至60℃、能量全部给水、水的比热容4.2×10³、相同质量/等质量的比例比较、g与kg单位换算

相关题

(暂无)


题干

下表中所示为部分燃料的热值。若要将10℃的水加热至60℃,假设燃料燃烧释放的能量全部给了水。已知水的比热容为J/kg·℃。下列判断正确的是:

选项

  • A. 消耗相同质量的焦炭和汽油,能加热水的质量比约为3:2
  • B. 分别加热等质量的水,消耗的木炭质量与煤油质量的比约为5:7
  • C. 2g氢可以加热约1.3kg的水 ✅
  • D. 加热1.5kg的水需要约3g的汽油

官方解析

A项:由题可知,水的比热容已知,且均从10℃升高至60℃(温度改变量=60℃-10℃=50℃),所以根据吸收热量的计算公式可知,水吸收的热量()越大,则可加热的水的质量(m)越大,由于燃料燃烧的热量全部被水吸收,所以,根据热量计算公式可知,相同质量的焦炭和汽油燃烧所释放的热量之比,所以能加热水的质量比约为2:3,错误;

B项:由A项分析可知,加热相同质量的水所需的热量相同,由于,则木炭和煤油的质量之比,错误;

C项:2g氢气燃烧释放的能量J,由于,所以加热水的质量kg,正确;

D项:加热1.5kg的水需要的热量J,则所需汽油的质量kgg,错误。

故正确答案为C。

给定材料

(无)