第13課時比熱容內能的利用第一篇教材梳理項目比熱容熱值概念

一定

的某種物質,在溫度升高時所吸收的熱量與它的質量和所升高的溫度的

之比,用符號c表示,單位為J/(kg·℃)

某種燃料

放出的熱量與其質量(固體、液體)或體積(氣體)之比,用符號q表示,單位為J/kg或J/m3

影響因素

比熱容是物質的一種特性,只與物質的種類和狀態有關,與質量、體積、溫度等無關

熱值是燃料的一種屬性,只與燃料的種類有關,與燃料的形狀、體積、質量無關考點一比熱容與熱值質量乘積完全燃燒（續表）項目比熱容熱值熱量的計算

Q吸=

Q放=

Q放=

(固體、液體)

Q放=

(氣體、液體)

變式

求質量:m=

;

求溫度差:Δt=

求質量:m=

;

求體積:V=

cm(t0-t)cm(t-t0)mqqV[點撥](1)比熱容越大,該物質的吸放熱能力越強,具體表現為質量相等時,升高相同的溫度,吸收的熱量多;吸收相同的熱量(加熱時間相等),溫度變化量小。(2)水的比熱容較大的應用:①做冷卻劑;②熱水袋、暖氣片用水作為介質;③調節氣候(人工湖)。考點二熱機及熱機效率1.能量轉化燃料的化學能

內能

機械能2.汽油機四個沖程

沖程

沖程

沖程

沖程

說明:做功沖程是將

能轉化為

能;壓縮沖程是將

能轉化為

能。吸氣、壓縮和排氣三個沖程都是靠飛輪的慣性來完成的。

1個工作循環包含

個沖程,飛輪轉

圈,曲軸轉

圈,活塞往復運動

次,對外做功

次。

汽油機與柴油機的區別:汽油機的頂部有

,柴油機的頂部有

,另外在工作過程中也略有不同

吸氣壓縮做功排氣內機械機械內42221火花塞噴油嘴3.熱機效率考點三能量守恒定律

能量既不會憑空

,也不會憑空

,它只會從一種形式

為其他形式,或者從一個物體

到另一個物體,而在

和

的過程中,能量的總量

。

產生消滅轉化轉移轉化轉移保持不變探究一比熱容、熱值的理解及其相關計算1.(多選)下列關于熱現象的說法正確的是 (

)A.物體的溫度越高,分子熱運動越劇烈B.物體溫度升高,內能一定增加C.物體吸收的熱量越多,其比熱容越大D.燃料燃燒越充分,其熱值越大AB2.[2019·山西適應性訓練]生活中處處有物理,下列說法中錯誤的是 (

)A.塑料吸盤能牢牢地吸在玻璃上,說明分子間存在斥力B.冬天很冷的時候搓手就感到暖和,是通過做功的方式改變內能的C.端午節米粽飄香,能聞到米粽的香味是由于分子在做無規則運動D.夏天在河邊覺得沙子熱得發燙而水卻很清涼,是因為水的比熱容大A3.沿海地區晝夜溫差較小,而內陸沙漠地區的晝夜溫差較大,這主要是因為海水的比熱容

,砂石的比熱容

,吸收或放出相同的熱量,海水溫度變化

,砂石溫度變化

。

大小圖13-1小大4.[2019·蘇州]如圖13-2甲所示,將質量相等的冰和燭蠟分別裝在兩個相同的試管中,放入裝有水的燒杯中加熱。繪制出溫度隨時間變化的圖像如圖乙所示。下列說法正確的是 (

)A.圖甲中的實驗裝置,安裝時應按照“由上到下”的順序B.圖甲中兩試管放在同一燒杯中加熱,可以控制相同時間內冰和燭蠟吸收的熱量相同C.由圖乙可知,圖線A對應物質的內能先增大后不變再增大D.由圖乙可知,圖線B對應的物質是冰圖13-2[答案]B

[解析]圖甲中的實驗裝置,安裝時應按照“由下到上”的順序,故A錯誤;圖甲中兩試管放在同一燒杯中加熱,可以控制相同時間內冰和燭蠟吸收的熱量相同,B正確;由圖乙可知,圖線A對應物質雖然在熔化過程中溫度保持不變,但是仍然在吸收熱量,內能繼續增大,則整個過程其內能一直增大,故C錯誤;由圖乙可知,圖線B對應的物質是非晶體,沒有固定的熔點,而冰有固定的熔點,是晶體,故D錯誤。5.某同學用如圖13-3甲所示的實驗裝置,比較不同物質的比熱容和探究水沸騰時溫度變化的特點。將分別盛有相同質量的水和食用油的兩個試管固定在鐵架臺上,溫度傳感器的探頭與水和食用油良好接觸,將溫度傳感器與計算機相連,計算機上顯示的實驗圖線如圖乙所示。由圖乙可知:水沸騰時吸熱,溫度

(選填“升高”“不變”或“降低”);加熱2min水吸收的熱量

(選填“大于”“等于”或“小于”)食用油吸收的熱量;食用油的比熱容為

J/(kg·℃)。

不變圖13-3等于2.1×1036.[2019·綿陽]標準大氣壓下,將質量為1.0kg的水從20℃加熱到沸騰,水吸收的熱量是

J。小明家天然氣熱水器的熱效率是84%,他某次洗澡,耗水40kg,自來水進熱水器時的溫度是24℃,出熱水器時的溫度是40℃,小明這次洗澡消耗天然氣

m3。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),天然氣的熱值是3.2×107J/m3。

[答案]3.36×105

0.1探究二熱機7.[2019·淄博]下列關于如圖13-4所示四幅圖的說法正確的是 (

)A.圖甲:活塞壓縮空氣,硝化棉燃燒,此過程與熱機的壓縮沖程原理相同B.圖乙:瓶內空氣推開瓶塞,內能減少,瓶口出現的“白霧”是汽化現象C.圖丙:抽出玻璃板,下瓶中出現紅棕色二氧化氮氣體,表明氣體間可以發生擴散現象D.圖丁:懸掛重物不能把兩鉛塊分開,說明分子間存在引力,沒有斥力圖13-4[答案]A[解析]活塞壓縮空氣,硝化棉燃燒,機械能轉化為內能,此過程與熱機的壓縮沖程原理相同,故A正確;瓶內空氣推開瓶塞,內能減少,瓶口出現的“白霧”是液化現象,故B錯誤;圖丙中,上方的二氧化氮氣體的密度較大,抽去玻璃板后,下瓶中出現的紅棕色二氧化氮氣體,可能是擴散現象,也可能是重力作用的結果,故C錯誤;懸掛重物不能把兩鉛塊分開,說明分子間存在引力,分子間的引力和斥力是同時存在的,故D錯誤。8.[2019·武漢]如圖13-5所示是四沖程汽油機的剖面圖,下列對于其四個沖程的描述正確的是 (

)A.吸氣沖程中,汽油和空氣的混合物進入汽缸B.壓縮沖程中,通過做功的方式使汽缸內氣體的內能減小C.做功沖程中,燃料釋放的能量絕大部分轉化為機械能D.排氣沖程中,廢氣帶走了燃料釋放的能量的極少部分圖13-5[答案]A

[解析]汽油機四個沖程的特點:吸氣沖程吸入汽油和空氣的混合物,故A正確;壓縮沖程是通過做功的方式使汽缸內氣體的內能增加,故B錯誤;做功沖程中部分能量轉化為機械能,大部分能量損失了,故C錯誤;排氣沖程中,廢氣帶走了燃料釋放的能量的大部分,故D錯誤。9.[2019·成都]如圖13-6是汽車四沖程發動機的一個沖程示意圖,下列說法正確的是 (

)A.該沖程是做功沖程B.該沖程機械能轉化為內能C.這種汽車對環境沒有污染D.此發動機的效率可達90%圖13-6A探究三能量的轉化與守恒10.如圖13-7所示為一種人們設想的永動機,高處的水流下時將重力勢能轉化為動能,沖擊葉片,葉片轉動又帶動抽水機將水抽到高處,從而循環工作,這種不消耗能量又不斷對外做功的永動機是

(選填“能夠”或“不能夠”)永遠工作下去的,它違背了

定律,抽水機在工作過程中,有部分機械能會轉化為

,機械能總量減少。

圖13-7不能夠能量守恒內能突破比較不同物質吸熱的情況【設計和進行實驗】1.主要器材:①測量工具:溫度計、停表和天平(選用質量相等的不同物質進行實驗)。②熱源:酒精燈或電加熱器(電加熱器更好,因為內部加熱,相對穩定,熱損失少;實驗中選用相同熱源是保證不同物質在相同時間內吸收的熱量相同)。2.實驗方法:轉換法(加熱相同時間,比較升高的溫度,或升高相同溫度,比較加熱時間)和控制變量法(相同熱源,被加熱物質的質量和初溫相同)?！緮祿幚砗头治觥?.設計實驗數據記錄表格(升高相同溫度比較加熱時間,如表一所示;加熱相同時間比較溫度變化,如表二所示)并繪制溫度-時間圖像,分析可得出:①升高相同的溫度,加熱時間長的物質吸熱能力強;②加熱相同時間,溫度變化小的物質吸熱能力強。

表一物質次數質量m/kg升高的溫度Δt/℃加熱的時間t/min水10.110220.2104食用油30.110140.2102表二【交流、反思與評估】4.改變內能的方式:熱傳遞。熱量的計算:Q吸=cm(t-t0)。

5.誤差分析:實驗過程中存在著熱量的損失。加熱時間/min00.511.5…溫度/℃食用油水例在“比較不同物質的吸熱能力”的實驗中,實驗裝置如圖13-8Ⅰ甲、乙所示。圖13-8(1)實驗中應量取

(選填“質量”或“體積”)相等的甲、乙兩種液體,分別倒入相同的燒杯中。

(2)選用兩個相同規格的電加熱器加熱,目的是使甲、乙兩種液體在相同時間內

。通過比較

來比較甲和乙兩種液體吸收熱量的多少。

質量吸收的熱量相同加熱時間例在“比較不同物質的吸熱能力”的實驗中,實驗裝置如圖13-8Ⅰ甲、乙所示。圖13-8(3)實驗記錄的數據如下表所示,分析實驗數據可知:吸收相同熱量,

液體升溫更高,說明

液體的吸熱能力強,

液體更適合作汽車發動機的冷卻液。加熱時間/min01234甲的溫度/℃3034384246乙的溫度/℃1018263442乙甲甲例在“比較不同物質的吸熱能力”的實驗中,實驗裝置如圖13-8Ⅰ甲、乙所示。圖13-8(4)如果要使甲、乙兩液體升高的溫度相同,就要給

液體加熱更長的時間,此時甲液體吸收的熱量

(選填“大于”“小于”或“等于”)乙液體吸收的熱量。若加熱到相同的溫度后停止加熱,冷卻相同的時間后

液體的末溫高。加熱時間/min01234甲的溫度/℃3034384246乙的溫度/℃1018263442甲大于甲例在“比較不同物質的吸熱能力”的實驗中,實驗裝置如圖13-8Ⅰ甲、乙所示。圖13-8(5)若甲、乙兩液體從如圖Ⅱ所示的初溫分別升高到40℃和35℃,吸收熱量之比為2:1,則甲、乙兩液體的比熱容之比為

。加熱時間/min01234甲的溫度/℃3034384246乙的溫度/℃10182634423∶2·實驗拓展·該班同學又利用如圖13-9甲所示的實驗裝置探究水和煤油的吸熱能力。(6)在圖甲中除了所給的實驗器材外,還需要的測量工具有天平和

。

停表圖13-9該班同學又利用如圖13-9甲所示的實驗裝置探究水和煤油的吸熱能力。(7)實驗中第1、2兩組同學記錄的實驗數據如下表:通過分析實驗數據,能夠得出的結論是

。質量相同的水和煤油升高相同的溫度,吸收的熱量不同(或質量相同的水和煤油升高相同的溫度,水吸收的熱量多)圖13-9實驗組別液體質量/g初溫/℃末溫/℃加熱時間/min1水200254013.5煤油20025406.52水200254012煤油20025405.5該班同學又利用如圖13-9甲所示的實驗裝置探究水和煤油的吸熱能力。(8)圖乙是第1組同學繪制的“吸收熱量-時間”和“溫度-時間”圖像,能正確描述該實驗真實情況的圖像是

(選填序號)。C圖13-9該班同學又利用如圖13-9甲所示的實驗裝置探究水和煤油的吸熱能力。(9)使質量相同的水升高相同的溫度,加熱時間應該相同,但1、2兩組的同學在交流實驗數據時發現:第1組的加熱時間明顯偏長,其原因可能是

。酒精燈的火焰大小不同(答案合理即可)圖13-9該班同學又利用如圖13-9甲所示的實驗裝置探究水和煤油的吸熱能力。(10)這兩組同學對圖甲的裝置進行了改進,將分別裝有水和煤油的試管放在同一個燒杯中用水加熱,如圖13-10所示,而不是用兩個酒精燈分別加熱,這樣做的好處是