专题15 热平衡方程
一、选择题
1.（2018陕西）甲、乙两容器中装有质量相等的水，水温分别为25℃和75℃，现将一温度为65℃的金属球放入甲容器中，热平衡后水温升高到45℃，然后迅速取出金属球并放入乙容器中，热平衡后乙容器中水温为（不计热量散失和水的质量的变化）（ ） A．65℃ B 60℃ C．55℃ D．50℃ 【答案】B
【解析】①当将金属球放入甲容器中时，金属球放出的热量与水吸收的热量相等，即：Q
水
金
=Q
．
金
设金属球的质量为m则：Q
金
、比热容为c
金
、水的质量为m
水
水
、水的比热容为c
水
=m
金
金
×c
水
金
（65℃-45℃），Q
水
=m×c
水
（45℃-25℃）
因为：Q所以：m
=Q
金
×c
水
金
（65℃-45℃）=m
水
水
×c
水
（45℃-25℃）
化简得： m×c/ m
金
×c
金
=1:1
水
②当将金属球放入乙容器中时，乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等，即：Q=Q
金
．
由于甲乙容器中的水的质量相等，又是同一个金属球，所以仍设金属球的质量为m
金
、比
热容为c则：Q
水
金
、水的质量为m
水
水
、水的比热容为c
金
水
，此时两者共同的温度为t℃
=m
水
×c
金
水
（75℃-t℃），Q=m
金
×c
金
（t℃-45℃）
因为：Q即：m
水
=Q
水
×c（75℃-t℃）=m
金
×c
金
（t℃-45℃），
∴75℃-t℃=t℃-45℃ 解得：t=60℃，故选B．
2.（2018山东东营）水的比热容为4.2×10J/（kg·℃），1kg水温度从50℃降低到20℃，放出的热量是（ ）
A．4.2×10J B．8.4×10J C．1.26×10J D．2.1×10J 【答案】C
【解析】只要理解放出热量的公式Q放=cm(t0-t)=cm⊿t中各个字母代表的物理含义，知道单位的使用方法，看清题中已知条件，就可以根据公式求解该题。题中已给出比热容c、质量m、初温t0、降低后的温度t。
1
3
4
5
5
3
求解放出热量Q放可以直接根据公式Q放=cm(t0-t)。 二、填空题
3．（2019?凉山州）现有0.028kg酒精，完全燃烧释放的热量为 J，若这些热量完全被水吸收，可以使10kg的水，温度从20℃升高到 ℃[q洒精＝3×10J/kg，c水＝4.2×l0J/（kg?℃）] 【答案】8.4×10；40。
【解析】（1）完全燃烧0.028kg酒精放出的热量： Q放＝q酒精m酒精＝3×10J/kg×0.028kg＝8.4×10J； （2）由热量完全被水吸收，Q吸＝cm△t＝Q放， 所以水温度升高值： △t＝
＝
＝20℃。
7
5
5
7
3
可以使水的温度升高到20℃+20℃＝40℃。
4.（2018湖北孝感）截止到2018年，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。每辆汽车每年耗油1.8t，这些汽油完全燃烧放出的热量为 J（q汽油=4.6×10J／kg）。当汽车从身边经过时，我们会闻到汽油味，说明汽油分子在不停地做 。 【答案】8.28×10；无规则运动。
【解析】第一个空是利用燃料完全燃烧放出热量的公式Q放=qm命制的试题。汽油的热值q汽油=4.6×10J／kg，汽油的质量m=1.8t=1.8×10kg，应用公式直接代入数值计算即可。
5.（2018湖北仙桃）在一标准大气压下，把体积为2L，温度为20℃的水烧至沸腾，水至少需要吸收 J的热量。若不计热量损失，需要燃烧 kg干木柴（q干木柴=1.2×10J/kg）。 【答案】6.72×10；5.6×10。
【解析】该题的解题思路是利用燃料完全燃烧放出的热量等于水达到沸腾时需要吸收的热量这一点。本题中“若不计热量损失”这个条件非常重要。
第一个空根据密度公式求出水的质量，然后直接应用吸热公式计算即可。第二个空属于利用燃料完全燃烧放出热量的公式Q放=qm命制的试题，需要对公式进行灵活变形。
6.（2018湖南张家界）质量为1.5 g的水温度升高80℃，需吸收的热量是 J；若用功率为1400W的电热水壶来提供这些热量，需要的时间为 s．[c水=4.2×10 J/（kg?℃）]． 【答案】5.04×10；360． 【解析】（1）水吸收的热量：
5
3
5
－2
7
3
7
10
7
2
Q吸=cm（t﹣t0）
=4.2×10J/（kg?℃）×1.5kg×80℃=5.04×10J， （2）若不计热损失，则W=Q吸=5.04×10J， 由P=可得： t==
=360s．
5
3
5
7.（2018哈尔滨）我国在南海进行的可燃冰试采获得成功．可燃冰是一种固态晶体，在常温压下会迅速 （填物态变化）为气态．它的热值约为1.4×1010J/m3，2m3的可燃冰完全燃烧后可放出 J的热量，若这些热量60%被水吸收，可以将 kg的水从0℃加热到100℃．（C水=4.2×10J/（kg?℃）） 【答案】升华；2.8×1010；4×104．
【解析】物质由固态直接变成气态的过程叫做升华，升华吸热；知道可燃冰的质量和热值，根据Q放=mq求出完全燃烧释放热量的计算，根据η=的质量．
（1）可燃冰在常温压下会迅速变为气态，此过程为升华过程； （2）2m3的可燃冰完全燃烧释放的热量： Q放=Vq=2m×1.4×10J/m=2.8×10J， 由η=
×100%可得，水吸收的热量：
3
10
3
10
3
×100%求出水吸收的热量，再根据Q吸=cm（t﹣t0）求出加热水
Q吸=ηQ放=60%×2.8×1010J=1.68×1010J， 由Q吸=cm（t﹣t0）可得，加热水的质量： m=
=
=4×104kg．
8.（2018绥化）菜油最适宜的烹饪温度在150℃至180℃之间．用天然气将质量为0.02kg的菜油从室温20℃加热到170℃，天然气燃烧释放出的热量有60%被菜油吸收．则菜油吸收了 J热量，燃烧了 m的天然气．（取c菜油=2.0×103J/（kg?℃），天然气的热值为4×107J/m3） 【答案】6×10；2.5×10．
【解析】本题考查了学生对吸热公式、燃料燃烧放热公式的掌握和运用，因条件已给出，难度不大．知道菜油的质量、比热容和菜油的初温和末温，利用吸热公式求菜油吸收的热量；知道效率，利用效率公式可
3
﹣4
3
3
2020年中考一轮复习物理专题操练15热平衡方程试题
