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1、第 14 課時(shí)比熱容熱機(jī) 物質(zhì)的吸、放熱性能 比較方法:(1)加熱相同時(shí)間,比較升高的溫度。質(zhì)量相同的不同物質(zhì),當(dāng)吸收或放出相同的熱量時(shí),比熱容較大的物質(zhì)溫度變化較小。(2)升高相同的溫度,比較加熱時(shí)間的長(zhǎng)短。質(zhì)量相同的不同物質(zhì),當(dāng)溫度的變化量相同時(shí),比熱容較大的物質(zhì)吸收或放出的熱量較多比熱容 在數(shù)值上等于單位質(zhì)量的某種物質(zhì),溫度升高(或降低)1 所吸收(或放出)的熱量,用符號(hào)表示 單位 J/(kg ),讀作焦每千克攝氏度考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)一比熱容及其計(jì)算c 考點(diǎn)知識(shí)聚焦 種類(lèi)物理意義 反映了不同物質(zhì)吸、放熱能力的強(qiáng)弱反映物質(zhì)自身性質(zhì)的物理量,它的大小只與物質(zhì)的及有關(guān),不隨物質(zhì)的質(zhì)量、吸收(或放

2、出)熱量的多少以及溫度的變化而變化 水的比熱容是4.2103 J/(kg ),表示:的水溫度升高(或降低)所吸收(或放出)的熱量為 J;水的比熱容大的利用:一是取暖(暖氣用水做介質(zhì));二是散熱;三是調(diào)節(jié)氣候 公式 吸熱公式:Q 吸=; 放熱公式:Q放= 狀態(tài)1 kg1 4.2103cm (t-t0)cm (t0-t) 考點(diǎn)知識(shí)聚焦現(xiàn)象解釋 用水來(lái)降溫:在質(zhì)量、溫度變化相同時(shí),水的比熱容大,吸收的熱量多沙漠地區(qū)晝夜溫差大:在質(zhì)量相同,吸、放熱相同時(shí),砂石的比熱容小,溫度變化大海濱城市晝夜溫差小:在質(zhì)量相同,吸、放熱相同時(shí),海水的比熱容大,溫度變化小 考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)二熱值及其計(jì)算熱值 某種燃料燃

3、燒時(shí)所放出的熱量與其質(zhì)量之比,用符號(hào)表示 性質(zhì) 熱值是燃料本身的一種特性,只與燃料的 有關(guān),與燃料的質(zhì)量、體積以及是否完全燃燒均沒(méi)有關(guān)系 單位 J/kg或J/m 3(氣體)公式 Q= 或Q= (氣體) 意義 木炭的熱值是3.4107 J/kg,它表示1 kg的木炭 燃燒時(shí)所放出的熱量為3.4107 J 完全q 種類(lèi)qm qV 完全 能量轉(zhuǎn)化 燃料的化學(xué)能 內(nèi)能 機(jī)械能分類(lèi) 汽油機(jī) 柴油機(jī)汽油機(jī)四個(gè)沖程 沖 程 沖 程 沖 程 沖 程 考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)三熱機(jī)的能量轉(zhuǎn)化及其效率吸氣 壓縮 做功 排氣 考點(diǎn)知識(shí)聚焦說(shuō)明:做功沖程是將 能轉(zhuǎn)化為 能;壓縮沖程是將 能轉(zhuǎn)化為 能。吸氣、壓縮和排氣沖程都是

4、靠飛輪的慣性來(lái)完成的。 1個(gè)工作循環(huán)包含 個(gè)沖程,飛輪轉(zhuǎn) 圈,曲軸轉(zhuǎn) 圈,活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng) 次,對(duì)外做功 次。 汽油機(jī)與柴油機(jī)的區(qū)別:汽油機(jī)的頂部有 ,柴油機(jī)的頂部有 ,另外在工作過(guò)程中也略有不同 熱機(jī) 效率 定義:用來(lái)做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比計(jì)算公式:= 100%= 100%提高效率的措施:使燃料充分燃燒;盡量減少各種熱量損失;良好的潤(rùn)滑,減少因摩擦而額外消耗的能量 內(nèi) 機(jī)械 機(jī)械 內(nèi)4 2 2 21 火花塞 噴油嘴 考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)四能量的轉(zhuǎn)化和守恒方式 概念 舉例轉(zhuǎn)化 能量由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式 電燈發(fā)光,電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能轉(zhuǎn)移 能量不經(jīng)過(guò)變化直接由一個(gè)物體轉(zhuǎn)移

5、到另一個(gè)物體 碰撞時(shí),動(dòng)能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體能量守恒定律內(nèi)容 能量既不會(huì)憑空消滅,也不會(huì)憑空產(chǎn)生,它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中,能量的總量保持不變 說(shuō)明 能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移都是有方向性的;能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一 例1 2018安徽模擬 如圖14-1所示是甲、乙兩種質(zhì)量相等的非燃料液體吸收的熱量與溫度變化情況的圖像,請(qǐng)根據(jù)圖像中提供的信息判斷,液體的比熱容較大;如果要你在甲、乙兩種液體中選擇一種作為汽車(chē)的冷卻液,你認(rèn)為選擇液體更好。 熱點(diǎn)考向探究探究一比熱容及其應(yīng)用 解釋(1)根據(jù)比熱容的概念可知,比熱容大的

6、物質(zhì)每升高(或降低)1 所吸收(或放出)的熱量就多,根據(jù)圖像判斷甲、乙液體,升高相同的溫度,乙需要吸收的熱量多,故乙的比熱容大。(2)根據(jù)Q=cmt可知,吸收相同的熱量,比熱容大的,溫度升高得少,更適合做冷卻液。故用乙液體做冷卻液更好。變式該物質(zhì)處于固態(tài)時(shí)的比熱容小于處于液態(tài)時(shí)的比熱容圖14-1 乙 乙 【變式】 2018霍邱縣二模 圖14-2甲是某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究某種固體物質(zhì)熔化特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)裝置。圖乙是該同學(xué)描繪的物質(zhì)溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系曲線(xiàn),在A(yíng)B段和CD段加熱的時(shí)間相同,但升高的溫度卻不同,這是因?yàn)?。 熱點(diǎn)考向探究甲 乙 圖14-2該物質(zhì)處于固態(tài)時(shí)的比熱容小于處于液態(tài)時(shí)的比熱容 例2

7、2018霍邱縣一模 某家庭用燃?xì)鉄崴鲗①|(zhì)量為8 kg、溫度為10 的自來(lái)水加熱到50 ,消耗的天然氣體積為0.1 m3(假設(shè)天然氣完全燃燒)。已知水的比熱容為4.2103 J/(kg ),天然氣的熱值為3.2107 J/m3。求:(1)天然氣完全燃燒放出的熱量。(2)水吸收的熱量。(3)該熱水器工作時(shí)的效率。熱點(diǎn)考向探究探究二比熱容、熱值的相關(guān)計(jì)算 解:(1)天然氣完全燃燒放出的熱量:Q放=Vq=0.1 m33.2107 J/m3=3.2106 J。(2)水吸收的熱量:Q吸=cm(t-t0)=4.2103 J/(kg )8 kg(50 -10 )=1.344106 J。 (3)該熱水器工作時(shí)

8、的效率。熱點(diǎn)考向探究 【變式1】 2018巢湖市模擬 2017年5月18日,我國(guó)宣布在南海進(jìn)行的可燃冰試采獲得成功?？扇急且环N固態(tài)晶體,在常溫常壓下會(huì)迅速變?yōu)闅鈶B(tài)。它的熱值約為1.41010 J/m3,2 m3的可燃冰完全燃燒后,若這些熱量60 %被水吸收,可以將 kg的水從0 加熱到100 。c水=4.2103 J/(kg ) 熱點(diǎn)考向探究 4104 【變式2】 2018安慶模擬 質(zhì)量相同的甲、乙兩個(gè)物體由于吸熱而升溫,若它們的比熱容之比為1 2,升高的溫度之比為3 2,則它們吸收的熱量之比是 ()A.3 1 B.4 3C.1 3 D.3 4熱點(diǎn)考向探究 例3 2018安慶二模 如圖14-

9、3所示的某款油電混合動(dòng)力小汽車(chē),在一段平直的公路上勻速行駛了50 km,用了半小時(shí),受到的阻力為2103 N。(1)若在這一過(guò)程中消耗燃油510-3 m3,這一過(guò)程中燃油完全燃燒放出的熱量是多少?(已知燃油密度為0.8103 kg/m3,熱值為4.6107 J/kg)(2)小汽車(chē)勻速行駛100 km發(fā)動(dòng)機(jī)做的功是多少?(3)若該車(chē)改用電動(dòng)力行駛,若每行駛100 km消耗電能100 kWh,則此過(guò)程的效率為多少?熱點(diǎn)考向探究探究三熱機(jī)解:(1)消耗燃油的質(zhì)量:m=V=0.8103 kg/m3510-3m3=4 kg,燃油完全燃燒放出的熱量:Q 放=mq=4 kg4.6107 J/kg=1.841

10、08 J。(2)因?yàn)槠?chē)勻速行駛,所以牽引力F=f=2103 N,小汽車(chē)行駛100 km發(fā)動(dòng)機(jī)做的功:W1=Fs=2103 N100103 m=2108 J。 圖14-3 (3)若該車(chē)改用電動(dòng)力行駛,若每行駛100 km消耗電能100 kWh,則此過(guò)程的效率為多少?熱點(diǎn)考向探究 【變式】 2018銅陵一模 某工廠(chǎng)科研人員研制生產(chǎn)的載重汽車(chē)專(zhuān)用柴油發(fā)動(dòng)機(jī),采用了很多新技術(shù),從而達(dá)到提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)效率、減少?gòu)U氣污染并產(chǎn)生大牽引力的目的。該種汽車(chē)以72 km/h的速度在平直公路上勻速行駛時(shí),柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為220 kW。最低油耗可達(dá)240 g/(kWh),柴油的熱值為4.5107 J/kg。求:(

11、1)該柴油發(fā)動(dòng)機(jī)效率最高可達(dá)多少。(2)該汽車(chē)以72 km/h的速度在平直公路上勻速行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的牽引力。熱點(diǎn)考向探究 (2)該汽車(chē)以72 km/h的速度在平直公路上勻速行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的牽引力。熱點(diǎn)考向探究 熱點(diǎn)考向探究突破探究不同物質(zhì)的吸熱能力【考點(diǎn)歸納】選擇質(zhì)量相等的不同物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),這里用到了控制變量法。實(shí)驗(yàn)器材的組裝順序:自下而上。實(shí)驗(yàn)所需的測(cè)量工具:溫度計(jì)、停表和天平。熱源的選擇:酒精燈或電加熱器。電加熱器更好,因?yàn)閮?nèi)部加熱,相對(duì)穩(wěn)定,熱損失少,同時(shí)便于控制相同時(shí)間內(nèi)提供的熱量相同。選用相同熱源:保證不同物質(zhì)在相同時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相同。實(shí)驗(yàn)突破 熱點(diǎn)考向探究判斷物質(zhì)的吸熱能力:

12、a.加熱相同時(shí)間比較溫度變化,溫度變化慢的吸熱能力強(qiáng);b.升高相同的溫度,比較加熱時(shí)間,加熱時(shí)間長(zhǎng)的吸熱能力強(qiáng)。這里用到了轉(zhuǎn)換法。實(shí)驗(yàn)中改變內(nèi)能的方式:熱傳遞。熱量的計(jì)算:Q吸=cm(t-t0)。誤差分析:實(shí)驗(yàn)過(guò)程中存在著熱量的損失。實(shí)驗(yàn)中可利用加蓋子的方法來(lái)減少熱量損失。實(shí)驗(yàn)突破 例 1 在“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖14-4所示。(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)量取(選填“質(zhì)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(gè)相同規(guī)格的電加熱器加熱,目的是使甲、乙兩種液體在相同時(shí)間內(nèi)。通過(guò)來(lái)比較甲和乙兩種液體吸收熱量的多少。 熱點(diǎn)考向探究質(zhì)量 圖14-4 吸收的熱

13、量相同加熱時(shí)間 (3)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)如下表所示,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知物質(zhì)的吸熱能力強(qiáng)。 【實(shí)驗(yàn)拓展】(4)實(shí)驗(yàn)中除了天平、溫度計(jì)外,我們還需要的測(cè)量工具是。 熱點(diǎn)考向探究 停表加熱時(shí)間/min 0 1 2 3 4甲的溫度/ 30 34 38 42 46乙的溫度/ 10 18 26 34 42甲 (5)如果要使甲液體和乙液體升高的溫度相同,就要給加熱更長(zhǎng)的時(shí)間,此時(shí)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。 (6)若甲、乙兩液體分別為水和食用油,則圖14-5中能合理反映該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖像是。 熱點(diǎn)考向探究大于 圖14-5 甲液體 B 例2 2017臨沂 小明用相同的酒精燈分別

14、給水和煤油加熱(如圖14-6甲所示),以探究水和煤油的吸熱能力。(1)本實(shí)驗(yàn)需要用到天平這一測(cè)量工具,目的是。 (2)加熱10 min,水吸收的熱量(選填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的熱量。 熱點(diǎn)考向探究 等于 圖14-6 量取相同質(zhì)量的水和煤油 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),小明作出了水和煤油的溫度隨加熱時(shí)間變化的圖像(如圖乙所示),由圖像可知,實(shí)驗(yàn)時(shí)水的沸點(diǎn)是 ,煤油的比熱容是 J/(kg )。c水=4.2103 J/(kg ) (4)若本實(shí)驗(yàn)共消耗酒精20 g,則這些酒精完全燃燒放出的熱量是J。(q酒精=3.0107 J/kg) 熱點(diǎn)考向探究2.1103 解析（3）由題圖乙可知,質(zhì)量相等、

15、升高相同的溫度時(shí),水吸收的熱量是煤油的2倍,由Q吸=cm(t-t0)可知,水的比熱容是煤油的2倍,則煤油的比熱容為2.1103 J/(kg )。986105 【實(shí)驗(yàn)拓展】(5)選用兩套完全相同的裝置分別給水和煤油加熱,這樣做的目的是 。 (6)由圖乙可知,如果要使水和煤油的最后溫度相同,就要給加熱更長(zhǎng)的時(shí)間,此時(shí)水吸收的熱量煤油吸收的熱量。 (7)如果升高相同的溫度但要減少加熱的時(shí)間,可采取的做法是。 熱點(diǎn)考向探究 水保證相同時(shí)間內(nèi)水和煤油吸收的熱量相同大于 減少水和煤油的質(zhì)量 1. 2014安徽9題4分 某太陽(yáng)能熱水器裝有100 kg、初溫為20 的冷水,經(jīng)過(guò)一天的太陽(yáng)照射,水溫升高到65

16、,則這些水吸收的熱量等于完全燃燒m3天然氣所放出的熱量;假如用功率為2 kW的電熱水器產(chǎn)生同樣多的熱量,則通電的時(shí)間為s。已知水的比熱容為4.2103 J/(kg ),天然氣的熱值為4.2107 J/m3 中考真題回顧考點(diǎn)一比熱容、熱值的相關(guān)計(jì)算 94500.45 中考真題回顧 2. 2017安徽7題4分 農(nóng)作物的秸稈可以回收加工制成秸稈煤。完全燃燒0.5 kg的秸稈煤可放出 J的熱量;若這些熱量完全被質(zhì)量為100 kg、初溫為20 的水吸收,可使水溫升高到 。已知q秸稈煤=2.1107 J/kg,c水=4.2103 J/(kg ) 中考真題回顧1.0510745 3. 2018安徽10題4分

17、 一臺(tái)額定功率為2000 W的電熱水器,水箱內(nèi)裝有50 kg的水,要把這些水從20 加熱到60 ,熱水器正常工作需要s;若水吸收的熱量全部由燃燒天然氣提供,則需要完全燃燒m3的天然氣。不計(jì)能量損失,已知c水=4.2103 J/(kg ),q天然氣=4.2107 J/m3 中考真題回顧4200 0.2 1. 2015安徽12題3分 下列說(shuō)法正確的是 ()A.彈簧測(cè)力計(jì)只能測(cè)量重力的大小B.使用滑輪組既可以省力,也可以省功C.驗(yàn)電器的工作原理是異種電荷相互吸引D.內(nèi)燃機(jī)在做功沖程中把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能中考真題回顧考點(diǎn)二熱機(jī) D 中考真題回顧2. 2016安徽21題8分 某家用轎車(chē),重為1.5104 N,車(chē)以72 km/h的速度勻速行駛了0.5 h,消耗了3 kg汽油,期間受到的阻力為車(chē)重的0.08。已知汽油的熱值為4.6107 J/kg,在此過(guò)程中,求:(1)車(chē)通過(guò)的路程。(2)牽引力做功的功率。(3)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。(結(jié)果保留整數(shù)) 解:(1)車(chē)通過(guò)的路程:s=vt=72 km/h0.5 h=36 km。 中考真題回顧(3)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。(結(jié)果保留整數(shù))