关于热量和状态变化的例题

15 个关于热和状态变化的例子

热问题探讨

1. 要将海水温度升高 1°C，需要3900 焦耳的热量。如果海水的比热容为 3,9 × 10³ ^J /kg°C，那么海水的质量为……

A. 100公斤

B. 10 公斤

C. 1 kg

D. 0,1千克

讨论

已知：

温度变化 ( ΔT ) = 1 ^℃

热量 (Q) = 3900 焦耳

海水的比热容 (c) = 3,9 × 10³ ^J /kg°C = 3900 J/kg°C

问题：海水的质量（m）

回答 ：

加热公式：

Q = mc ΔT

说明：Q = 热量，m = 质量，c = 比热容，ΔT = 温度变化

m = Q / c ΔT = 3900 / (3900)(1) = 3900 / 3900 = 1

所以海水的质量（m）= 1 千克

正确答案是C。

2. 一块质量为 2 kg 的铜，初始温度为 30°C，吸收了 39.000 J 的热量。如果铜的比热容为 390 J/kg·°C，那么铜的最终温度是多少？

A. 80°C

B. 50°C

C. 30°C

D. 20°C

讨论

已知：

质量（米）= 2千克

初始温度 (T1 ) ₌ 30 ^℃

吸收的热量 (Q) = 39.000 焦耳

铜的比热容 (c) = 390 J/kg ^· ℃

问题：铜的最终温度（_T2）

回答 ：

加热公式：

Q = mc ΔT

说明：Q = 热量，m = 质量，c = 比热容，ΔT = 温度变化

Q = mc ΔT = mc (T ₂ – T ₁ )

39.000 = (2)( 390)(T ₂ – 30)

100 = (2)(1)(T ₂ – 30)

100 = (2)(T ₂ – 30)

50 = T ₂ – 30

T ₂ = 50 + 30

T2 = 80 ^℃_​

正确答案是 A。

3. 要将 5 千克水的温度从 15°C 升高到 40°C，所需的热量是……

（水的比热容为 4,2 × 10³ ^J /Kg°C）

A. 525.000 焦耳

B. 420.000 焦耳

C. 150.000 焦耳

D. 21.000 焦耳

讨论

已知：

质量（米）= 5千克

初始温度（T1 _） = 15°C

最终温度（T2 _） = 40°C

水的比热容 (c) = 4,2 × 10³ ^J /kg°C

问：热度（Q）

回答 ：

热公式：

Q = mc ΔT

Q = (5 kg)( 4,2 × 10 ³ J/kg°C)(40°C – 15°C)

Q = (5)( 4,2 × 10 ³ J)(25)

Q = 525 × ^10³ J

Q = 525.000 焦耳

正确答案是 A。

4. 2千克水从24℃加热到90℃。如果水的比热容为4.200焦耳/千克℃，那么水吸收的热量为……

A. 336.000 焦耳

B. 259.200 焦耳

C. 554.400 焦耳

D. 543.600 焦耳

讨论

已知：

水的质量 (m) = 2 kg

初始温度（T1 _） = 24°C

最终温度（T2 _） = 90°C

水的比热容 (c) = 4.200 焦耳/千克°C

问题：水吸收的热量（Q）为……

回答 ：

卡路里：

Q = m c ΔT

Q = (2 kg)( 4.200 焦耳/kg°C)(90°C – 24°C)

Q = (2 kg)( 4.200 焦耳/kg°C)(66°C)

Q = (132)( 4.200 焦耳)

Q = 554.400 焦耳

正确答案是C。

5. 将5克水从10°C加热到40°C。如果水的比热容为1卡/克·摄氏度，那么将水温升高所需的热量为……

A. 100卡路里

B. 150卡路里

C. 200卡路里

D. 400卡路里

讨论

已知：

质量 (m) = 5 克

初始温度 (T1 ) ₌ 10 ^℃

最终温度（T2 ）₌ 40 ^℃

水的比热容 (c) = 1 卡/克°C

问题：将水的温度升高所需的热量

回答 ：

加热公式：

Q = mc ΔT

Q = (5 克)( 1 卡/克°C)(40 ^° C – 10 ^° C)

Q = (5)( 1 cal)(30)

Q = 150 卡路里

正确答案是 B。

6. 导热性最好的物质是……

A. 铝

B. 汞

C. 铁

D. 玻璃

讨论

材料的导热性能取决于材料的种类。表征材料导热能力的物理量称为热导率。热导率越高，材料的导热能力就越好。

以下是几种材料的热导率值：

铝 = 200 J/ms C ^o

铁 = 40 J/ms C ^o

汞 = 8,30 J/ms C ^o

玻璃 = 0,84 J/ms C ^o

根据以上数据，导热系数最高的是铝。

正确答案是 A。

7. 0,2 kg 温度为 25 ℃ 的水^被加热，吸收了 42.000 焦耳的热量。如果水的比热容为 4200 J/kg ^℃，那么水的最终温度是……

A. 100^摄氏度

B. 80^摄氏度

C. 75^摄氏度

D. 50^摄氏度

讨论

除温度单位外，所有单位均以国际单位制表示；温度单位仍使用摄氏度，因为热量的单位是 J/kg ^·℃。

已知：

水的质量 (m) = 0,2 kg

热量 (Q) = 42.000 焦耳

水的比热容 (c) = 4200 J/kg ^· ℃

初始温度 (T1 ) ₌ 25 ^℃

问题：最终温度（_T2）

回答 ：

加热公式：

Q = mc ΔT = mc (T ₂ – T ₁ )

配方说明：

Q = 热量，m = 质量，c = 比热容，ΔT = 温度变化，T₁ ₌初始温度，T₂ ₌最终温度

水的最终温度为：

Q = mc (T ₂ – T ₁ )

42.000 = (0,2)(4200)(T ₂ – 25)

42.000 = 840 (T ₂ – 25)

42.000 = 840 T ₂ – 21.000

42.000 + 21.000 = 840 T ₂

63.000 = 840 T ₂

T2 = _63.000 / 840

T2 = 75 ^℃_​

正确答案是C。

温度变化和形态变化

8.根据图表，5千克水从C点到D点所需的热量（水的比热容=4.200焦耳/千克·^摄氏度）为……

A. 210.000 焦耳

B. 420.000 焦耳

C. 21.000.000 焦耳

D. 42.000.000 焦耳

讨论

已知：

水的质量 (m) = 5 kg

水的比热容 (c) = 4200 J/kg ^· ℃

初始温度（T1 _） = 0 ^℃

最终温度（T2 ）₌ 10 ^℃

温度变化 ( ΔT ) = 10 ^℃ – 0 ^℃ = 10 ^℃

问题：吸收的热量（Q）

回答 ：

加热公式：

Q = mc ΔT = (5 kg)(4200 J/kg ^o C)( 10 ^o C) = (5)(4200 J)( 10 ) = (50)(4200 J) = 210.000 焦耳

正确答案是 A。

9.看旁边的图表！如果冰的比热容为 2100 J/kg ^· ℃，冰的熔化热为 336.000 J/kg，那么将 200 克冰在过程 A 中转化为过程 C 所需的热量是……

A. 4.200 焦耳

B. 67.200 焦耳

C. 71.400 焦耳

D. 75.600 焦耳

讨论

已知：

所有单位必须采用国际单位制表示。

冰的质量 (m) = 200 克 = 200/1000 千克 = 0,2 千克

比热容 (c) = 2100 J/kg ^· ℃

冰的熔化热 (L_{_F} ) = 336.000 J/kg

问题：从 A 到 C 的过程需要多少热量？

回答 ：

在过程 A 到 B 中，冰吸收热量，使其温度从 -10 摄氏度升高^到0^摄氏度。

利用热量公式计算过程 A 到 B 吸收的热量：

Q = mc ΔT

公式说明：Q = 吸收的热量，m = 冰的质量，c = 冰的比热容，ΔT = 温度变化

因此，吸收的热量为：

Q ₁ = mc ΔT = (0,2)( 2100)(0-(-10) = (0,2)(2100)(10) = (2)(2100) = 4200 焦耳

在过程 B 至 C 中，吸收热量将所有冰融化成水。在此过程中，只发生了状态变化，温度没有变化。冰和水的温度始终保持在 0 ^° C。

利用热量公式计算过程 B 到 C 吸收的热量：

Q ₂ = m L _F = (0,2 kg)( 336.000 J/kg) = 67200 焦耳

从 A 到 C 的过程吸收的热量：

Q = _Q1 + Q2 ₌ 4200 焦耳 + 67200 焦耳 = 71400 焦耳

正确答案是C。

10.请看下面的实验结果图！

如果加热 2 kg 水，水蒸气的比热容为 2,27 × 10⁶ ^J /kg，水的比热容为 4.200 J/kg ^· ℃，大气压为 1 个大气压，那么从 B 点到 C 点所需的热量为……

A. 3.360千焦

B. 4.540 千焦

C. 4.876 千焦

D. 5.212 千焦

讨论

已知：

水的质量 (m) = 2 kg

水蒸气的热容 (LV ₎ = 2,27 × ^10⁶ J/kg

水的比热容 (c) = 4.200 J/kg ^· ℃

问题：从 B 到 C 的过程吸收的热量是多少？

回答 ：

在过程 A 到 B 中，水吸收的热量用于将水的温度从 60 摄氏度升高^到100^摄氏度。在 1 个大气压下，水的沸点是 100^摄氏度，达到 100 摄氏度后^，水的温度不再发生变化，而是从液态变为气态。

在过程 B 至 C 中，吸收的热量用于将所有水蒸发成气体。吸收的热量使用以下公式计算：

Q = m L _V = (2 kg)(2,27 x 10 ⁶ J/kg) = 4,54 x 10 ⁶焦耳 = 4540 x 10 ³焦耳 = 4540 千焦耳

正确答案是 B。

11.

请注意以下图表
质量为 50 克的冰从 -5 度加热到 -5 度。^o将 C 溶于 60 度的水中^oC 水。如果冰的熔化热为 80 卡/克，则冰的比热容为 0,5 卡/克。 ^oC，水的比热容 = 1 卡/克 ^oC，那么从 C 到 D 的过程所需的热量为……

A. 125卡路里
B. 3.000卡路里
C. 4.000卡路里
D. 7.125卡路里

讨论

已知：
冰的质量 (m es) = 50 克
冰温（T es）= -5 ^oC
冰的比热容 (c_es) = 0,5 卡/克 ^oC
冰（L冰）的熔化热 = 80 卡/克
水温（T_水）= 60 ^oC
水的比热容（c_水）= 1 卡/克 ^oC
问题：过程 C 到 D 的热量是多少？
回答 ：

在过程 A 到 B 的过程中，冰的温度从 -5 变为 -5 ^oC 变为 0 ^oC
在过程 B 到 C 中，所有冰都变成了水（固态变成液态）。在此过程中，温度保持不变。
在过程 C 到 D 中，水温从 0 变化到 0。 ^oC 变为 60 ^oC

A过程到B过程所需的热量：
Q = mc ΔT
Q = (m_es)(c_es)(0 – T_es)
Q = (50)(0,5)(0-(-5)) = (50)(0,5)(5) = 125 卡路里
过程 B 到 C 所需的热量：
Q = m L
Q = m_es L_es
Q = (50)(80) = 4000 卡路里
C 至 D 过程所需热量：
Q = mc ΔT
Q = (m_AIR)(c_AIR)(T_AIR - 0）
Q = (50)(1)(60-0) = (50)(1)(60) = 3000 卡路里

A 至 D 过程所需的热量：
Q = 125 + 4000 + 3000
Q = 7125 卡路里

作者计算了每个过程所需的热量，以帮助你理解如何解决这类问题。问题是：过程 C 到 D 所需的热量是多少？

正确答案是 B。

12.

根据旁边的图表，数量为 热 ABC工艺过程中需要3公斤冰……（比热容 es = 2.100 J/kg^oC, 熔化热 es = 336.000 J/kg)

A. 630 千焦
B. 819 千焦
C. 1071 千焦
D. 3276 千焦

讨论

上图展示了冰转化为水的过程。
在AB工艺中，利用热量将冰的温度从-10℃升高到-10℃。^o摄氏度到0^oC.
Q = mc (ΔT)
Q = (3)(2100)(0-(-10)) = (3)(2100)(10) = 63.000 焦耳 = 63 kJ (kJ = 千焦耳)
在BC工艺中，利用热量将所有冰融化成水。在此过程中，冰的温度不会发生变化。
Q = m L_F
Q = (3)(336.000) = 1.008.000 焦耳
ABC工艺制冰所需的热量为：
63 kJ + 1.008 kJ = 1071 kJ
正确答案是C。

13.

请注意 500 克冰在 -10 摄氏度时的加热曲线。^o低于C！如果冰的比热容为2100 J/kg^oC，水的比热容为 4.200 J/kg^o已知C，冰的熔化热为336.000 J/kg。BCD过程需要多少热量？

A. 31.500 焦耳
B. 63.000 焦耳
C. 168.000 焦耳
D. 231.000 焦耳

讨论
冰的质量以克为单位，因此需要将其转换为千克（国际单位制）。500克 = 0,5千克。
在BC工艺中，利用热量将所有冰融化成水。
Q = m L_F
Q = (0,5)(336.000) = 168.000 焦耳
在CD工艺中，利用加热将水的温度从0升高到0。^o摄氏度到30^oC
Q = mc (ΔT)
Q = (0,5)(4200)(30-0) = (0,5)(4200)(30) = 63.000 焦耳
BCD工艺中制冰所需的热量：
168.000 焦耳 + 63.000 焦耳 = 231.000 焦耳
正确答案是D。

14.
请看下图，图中展示了1千克冰的加热过程！如果冰的比热容为2.100焦耳/千克^oC，冰的熔化热为336.000 J/kg，水的比热容为4.200 J/kg。^oC，那么PQR过程中所需的热量为……
A. 10.500 焦耳
B. 21.000 焦耳
C. 336.000 焦耳
D. 346.500 焦耳
讨论
在PQ过程中，利用热量将冰的温度从-5℃升高到-5℃。^o摄氏度到0^oC
Q = mc (ΔT)
Q = (1)(2100)(0-(-5)) = (1)(2100)(5) = 10.500 焦耳
在QR过程中，利用热量将所有冰融化成水。
Q = m L_F
Q = (1)(336.000) = 336.000 焦耳
PQR工艺中制冰所需的热量为：
10.500 焦耳 + 336.000 焦耳 = 346.500 焦耳
正确答案是D。

15. 请查看下图所示的 1 公斤冰的加热曲线！

如果冰的比热容为 2.100 J/kg ^· ℃，冰的熔化热为 336.000 J/kg，水的比热容为 4.200 J/kg ^· ℃，那么 PQR 过程中所需的热量为……

A. 10.500 焦耳

B. 21.000 焦耳

C. 336.000 焦耳

D. 346.500 焦耳

讨论

已知：

冰的质量 = 1 千克

冰的熔化热 (L_{_F} ) = 336.000 J/kg

冰的比热容 (c_es) = 2.100 J/kg ^· ℃

水的比热容（c_水）= 4.200 J/kg ^· ℃

问题： PQR工艺所需​​的热量

回答 ：

在 P 到 Q 的过程中，利用热量将冰的温度从 -5 ℃ 升高^到0 ^℃。热量的计算公式为：Q = mc ΔT，其中Q = 热量，m = 冰的质量，c = 冰的比热容，ΔT = 从 -5 ^℃到 0 ^℃的温度变化。

P 到 Q 过程所需的热量：

Q = mc ΔT = (1)(2100)(0-(-5)) = (2100)(5) = 10500 焦耳

在Q到R过程中，需要利用热量将所有冰融化成水。在此过程中，温度保持不变。热量的计算公式为：Q = m L _F，其中Q为热量，m为冰的质量，L _F为冰的熔化热。

Q 到 R 过程中所需的热量：

Q = m L _F = (1)(336.000) = 336.000 焦耳

总热量：

10500 + 336.000 = 346.500 焦耳

正确答案是D。

问题来源：

初中/伊斯兰初中科学全国统考题