課時 16比熱容 熱機(jī)第六單元內(nèi)能內(nèi)能的利用 考點知識聚焦考點一比熱容的探究與計算1.探究:比較不同物質(zhì)的吸熱能力探究課題:比較不同物質(zhì)的吸熱能力實驗裝置實驗 設(shè)計 比較水和食用油吸熱能力差異的方法:吸收相同的熱量,比較;升高相同的溫度,比較 升高的溫度吸收的熱量 考點知識聚焦探究方法 實驗過程中應(yīng)當(dāng)控制水和食用油的 、相同,升高相同溫度或吸收相同熱量(即加熱相同時間),這種研究問題的方法稱為 得出結(jié)論 質(zhì)量相等的水和食用油,升高相同的溫度,吸收的熱量多,說明水的吸熱能力;物體吸收熱量的多少與物質(zhì)種類、質(zhì)量多少、升溫多少有關(guān)實驗注意事項 在此實驗中,物質(zhì)吸收熱量的多少通過 來表示;實驗中使用相同的電加熱器(或酒精燈)的目 的: 初溫質(zhì)量控制變量法 水強(qiáng) 加熱時間使水和食用油相同時間內(nèi)吸收的熱量相同 物理意義 比熱容是描述物質(zhì)吸熱本領(lǐng)的物理量,比熱容越大,吸熱能力越強(qiáng)定義 質(zhì)量的某種物質(zhì),在溫度升高時吸收的與它的質(zhì)量和升高的乘積之比,叫這種物質(zhì)的比熱容。用字母表示單位 ,符號是 考點知識聚焦 熱量2.比熱容 一定溫度 cJ/(kg )焦每千克攝氏度 水的比熱容 水的比熱容是,它的物理意義:的水溫度升高(或降低) 所吸收(或放出)的為4.2103J。水的比熱容大的利用:一是取暖(冬季供熱用的散熱器、暖水袋、暖氣、地暖等)。二是作為冷卻劑(汽車的發(fā)動機(jī)、發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)冷卻系統(tǒng)用水作冷卻劑)。三是調(diào)節(jié)氣候(沿海地區(qū)晝夜溫差小,內(nèi)陸地區(qū)晝夜溫差大,形成海陸風(fēng);農(nóng)民在秧田里灌一些水,夜晚降溫時,對秧苗起保護(hù)作用)吸、放熱公式 吸熱公式:;放熱公式:。如果我們用t表示溫度的變化,物體在溫度變化時所吸收或放出熱量的計算公式:Q=;若不考慮熱損失,則Q吸=Q放補(bǔ)充說明 比熱容是物質(zhì)的一種,它的大小與物體的、有關(guān),與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。不同物質(zhì)的比熱容一般 考點知識聚焦 4.2103 J/(kg )熱量 1 不同1 kg 狀態(tài)特性 cm t種類Q放=cm (t0-t)Q吸=cm (t-t0) 考點知識聚焦考點二內(nèi)能的利用熱機(jī)1.熱機(jī)(1)原理:(2)內(nèi)燃機(jī)分類:汽油機(jī)和柴油機(jī)(3)汽油機(jī)工作過程 考點知識聚焦圖示 名稱及工作過程沖程;進(jìn)氣門打開,排氣門關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動,汽油和空氣混合物進(jìn)入汽缸沖程;進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動,將能轉(zhuǎn)化為 能 壓縮 機(jī)械吸氣 內(nèi) 考點知識聚焦沖程;進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動,將能轉(zhuǎn)化為能沖程;進(jìn)氣門關(guān)閉,排氣門打開,活塞向上運(yùn)動,將廢氣排出汽缸說明:每個工作循環(huán)經(jīng)過個沖程,在一個工作循環(huán)中,活塞往復(fù)次,飛輪轉(zhuǎn)動周,對外做功次; 在一個工作循環(huán)中,只有沖程對外做功,其余沖程都是靠飛輪的來完成的 做功排氣 內(nèi) 機(jī)械4 2做功 慣性2 1 考點知識聚焦2.熱值定義 某種燃料完全燃燒放出的與其之比,叫這種燃料的熱值單位 固體、液體燃料:;氣體燃料: 公式 固體、液體燃料:Q=;氣體燃料:Q= 物理意義 酒精的熱值是3.010 7J/kg,表示:酒精完全燃燒放出的熱量是3.0107J煤氣的熱值是3.9107J/m3,表示:煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9107J理解 熱值是燃料本身的一種,它只與燃料的有關(guān),與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、燃燒速度、是否完全燃燒等均無關(guān)1 kgJ/kg 熱量 質(zhì)量J/m3 種類特性m qqV 1 m3 考點知識聚焦3.熱機(jī)的效率定義 熱機(jī)用來做的那部分能量與燃料完全燃燒放出的之比叫熱機(jī)的效率公式 = 提高途徑 使燃料充分,如:將煤粒磨成煤粉、加大送風(fēng)量等;盡量減小各種熱量損失;機(jī)件間保持良好的潤滑、減小摩擦有用功 能量燃燒 熱點考向探究/知識縱橫/汽油機(jī)與柴油機(jī)內(nèi)燃機(jī)項目 汽油機(jī) 柴油機(jī)構(gòu)造不同 汽缸頂部有火花塞 汽缸頂部有噴油嘴燃料不同 汽油 柴油吸氣沖程 吸入的是汽油和空氣的混合物 只吸入空氣 熱點考向探究內(nèi)燃機(jī)項目 汽油機(jī) 柴油機(jī)點火方式 點燃式 壓燃式效率 效率低 效率高應(yīng)用 機(jī)體輕便,主要用于汽車、飛機(jī)、摩托車等 機(jī)體笨重,主要用于載重汽車、火車、輪船等 例1下面是小明同學(xué)在學(xué)習(xí)比熱容后的認(rèn)識,其中正確的是 ()A.一杯水和一塊鐵在溫度和質(zhì)量相同時,吸熱能力是相同的B.各種物質(zhì)都有自己的比熱容,比熱容不隨物質(zhì)狀態(tài)的變化而變化C.兩個物體若吸收相等的熱量,則比熱容小的物質(zhì)溫度高D.質(zhì)量相等的不同物質(zhì),升高相同的溫度吸收的熱量不相等,它們的比熱容就不相等熱點考向探究探究一物質(zhì)的比熱容 D 例2兩個相同的容器分別裝滿了質(zhì)量相同的甲、乙兩種液體,用同一熱源分別加熱,液體溫度與加熱時間的關(guān)系如圖16-1所示,則 ()A.甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容B.如果升高相同的溫度,兩液體吸收的熱量相同C.加熱相同的時間,甲液體吸收的熱量大于乙液體吸收的熱量D.加熱相同的時間,甲液體溫度升高的比乙液體溫度升高得多熱點考向探究 D 圖16-1 變式1用兩個相同的電熱器給質(zhì)量相同的物質(zhì)甲和水加熱,它們的溫度隨加熱時間的變化關(guān)系如圖16-2所示,據(jù)此判斷物質(zhì)甲的比熱容為已知c水=4.2103J/(kg ) ()A.2.1103J/(kg )B.4.2103J/(kg )C.1.2103J/(kg )D.條件不足,不能確定熱點考向探究 A圖16-2 變式2用兩個相同的電熱器分別給質(zhì)量相同的水和某種液體加熱,每隔1min記錄一次數(shù)據(jù),如下表所示,則該液體的比熱容為已知c水=4.2103J/(kg ) ()A.0.9103J/(kg )B.1.8103J/(kg )C.3.6103J/(kg )D.1.2103J/(kg )熱點考向探究 加熱時間/min 0 1 2水的溫度/ 20 26 32液體的溫度/ 20 34 48B 例3圖16-3是汽油機(jī)一個工作循環(huán)的四個沖程,順序排列正確的是 ()A.甲、乙、丙、丁B.乙、丙、甲、丁C.丁、丙、乙、甲D.丁、甲、丙、乙熱點考向探究探究二熱機(jī) C圖16-3 變式12017臨沂下列關(guān)于如圖16-4所示實驗的說法錯誤的是()A.試管口出現(xiàn)的白霧是液化的結(jié)果B.該實驗基本能反映熱機(jī)的工作原理C.木塞沖出的過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.該實驗可以說明做功能改變物體的內(nèi)能熱點考向探究 圖16-4 答案C解析口出現(xiàn)的白霧是水蒸氣遇冷液化形成的,故A說法正確,不符合題意;木塞沖出的過程中試管內(nèi)水蒸氣對外做功,水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的機(jī)械能,使水蒸氣內(nèi)能減小,溫度降低,反映了熱機(jī)的工作原理,也說明了做功能改變物體的內(nèi)能,故B、D說法正確,不符合題意,C說法錯誤,符合題意。 變式2如圖16-5所示的流程圖是用來說明單缸四沖程汽油機(jī)的一個工作循環(huán)及涉及的主要能量轉(zhuǎn)化情況。下列對圖中的補(bǔ)充正確的是()A.做功沖程,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,壓縮沖程,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.壓縮沖程,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,做功沖程,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.做功沖程,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,壓縮沖程,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.壓縮沖程,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,做功沖程,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能熱點考向探究 A 圖16-5 變式3某四沖程汽油機(jī)工作轉(zhuǎn)速是2400r/min。關(guān)于此熱機(jī)的工作,下列說法正確的是()A.壓縮沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B.一個工作循環(huán)中曲軸轉(zhuǎn)動2圈,同時對外做功2次C.此汽油機(jī)每秒對外做功10次D.此汽油機(jī)每秒對外做功20次熱點考向探究 D 例4關(guān)于燃料的熱值,下列說法正確的是 ()A.燃料的熱值與燃料的燃燒情況有關(guān)B.容易燃燒的燃料的熱值一定大C.煤的熱值比干木柴的大,煤燃燒放出的熱量比干木柴放出的熱量多D.0.5kg煤油和1.5kg煤油的熱值一樣大熱點考向探究探究三熱值及熱機(jī)效率 D 變式1關(guān)于熱機(jī),下列說法錯誤的是 ()A.熱機(jī)性能好壞的重要標(biāo)志之一是熱機(jī)效率B.在四沖程內(nèi)燃機(jī)中減少廢氣帶走的大量熱量可以大大提高熱機(jī)效率C.柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)的高,這是因為柴油的熱值比汽油的大D.現(xiàn)在火箭中用液態(tài)氫作燃料,是因為它具有較大的熱值熱點考向探究 C 變式2如圖16-6所示,甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同,圖中燃料的質(zhì)量相同,燒杯內(nèi)液體的質(zhì)量也相同。要比較不同燃料的熱值和不同物質(zhì)的比熱容,下列選項正確的是 ()A.比較熱值,應(yīng)選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實驗;比較比熱容,應(yīng)選擇甲、丙兩圖進(jìn)行實驗B.比較熱值,應(yīng)選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實驗;比較比熱容,應(yīng)選擇乙、丙兩圖進(jìn)行實驗C.比較熱值,應(yīng)選擇甲、丙兩圖進(jìn)行實驗;比較比熱容,應(yīng)選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實驗D.比較熱值,應(yīng)選擇乙、丙兩圖進(jìn)行實驗;比較比熱容,應(yīng)選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實驗熱點考向探究 圖16-6 A 例52017聊城2017年5月18日消息,中國科學(xué)家首次在南海試采可燃冰取得圓滿成功,實現(xiàn)了我國天然氣水合物開發(fā)的歷史性突破?？扇急鍧崯o污染、儲量巨大,是一種非常理想的新型能源?？扇急鶡嶂岛艽?是天然氣熱值的10倍以上,若按15倍計算。天然氣熱值q天然氣=7.0107J/m3,c水=4.2103J/(kg )(1)求體積為0.01m3的可燃冰完全燃燒放出的熱量。(2)若這些熱量的90%被質(zhì)量為100kg的冷水吸收,求水升高的溫度。熱點考向探究探究四熱值、熱量及機(jī)械效率的計算解:(1)0.01m 3的可燃冰完全燃燒放出的熱量為Q放=q可燃冰V=15q天然氣V=157.0107J/m30.01m3=1.05107J。 熱點考向探究(2)若這些熱量的90%被質(zhì)量為100kg的冷水吸收,求水升高的溫度。 變式1我國北方地區(qū)冬季用燃煤取暖所造成的大氣污染,已越來越引起人們的關(guān)注?，F(xiàn)在有些家庭已經(jīng)改用燃油取暖,以降低對大氣的污染。小明家的住房面積約110m2,住房高度約3m,若將住房的門窗關(guān)好,用燃燒柴油來取暖,并使室溫升高10 ,不計熱量散失到室外,則所需的柴油至少約為已知柴油的熱值為4.3107J/kg,空氣的密度約為1.3kg/m3,空氣的比熱容為1.0103J/(kg )()A.0.01kgB.0.1kgC.1kgD.10kg熱點考向探究 變式2某物理興趣小組的同學(xué)用煤爐給10kg的水加熱,同時繪制了如圖16-7所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖線,若在6min內(nèi)完全燃燒了0.2kg的煤,水的比熱容為4.2103J/(kg ),煤的熱值約為3107J/kg。求:(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量。(2)經(jīng)過6min時間加熱,水所吸收的熱量。(3)煤爐燒水時的熱效率。熱點考向探究 圖16-7解:(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量Q 放=qm=3107J/kg0.2kg=6.0106J。 熱點考向探究(2)經(jīng)過6min時間加熱,水所吸收的熱量。(2)由題圖可以看出,經(jīng)過6min時間加熱,水的溫度由20 升高到80 ,水吸收的熱量Q吸=cm水(t-t0)=4.2103J/(kg )10kg(80 -20 )=2.52106J。(3)煤爐燒水時的熱效率。 例在“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實驗中,有A、B兩種方案。(1)A方案的實驗裝置如圖16-8甲所示:熱點考向探究突破探究不同物質(zhì)的吸熱能力 圖16-8 在完全相同的兩個燒杯中分別裝入、都相同的水和煤油。實驗中選擇相同規(guī)格的電加熱器,可以認(rèn)為在相同時間內(nèi)水和煤油相同,然后用比較的方法來完成探究實驗。某同學(xué)根據(jù)實驗測得的數(shù)據(jù)描繪出了水和煤油兩種液體的溫度隨時間變化的圖像,如圖乙所示,則的吸熱能力更強(qiáng),且可得煤油的比熱容為J/(kg )。已知c水=4.2103J/(kg ) (2)B方案的實驗裝置如圖丙所示:組裝好器材,要完成該實驗,除圖丙所示器材外,還需要的測量工具是、。在對實驗進(jìn)行反思時,他們認(rèn)為原方案有需要兩次加熱、耗時長等缺點,因此改進(jìn)方案設(shè)計了如圖丁所示的裝置。與原方案相比,該方案除克服了上述缺點外還具有的優(yōu)點是 。熱點考向探究 質(zhì)量 初溫 吸收熱量升高的溫度水 2.1103 天平 停表受熱均勻 評估交流 (3)在設(shè)計實驗方案時,加熱方式選擇下列的更科學(xué)。(填字母序號)A.用兩只功率相同的電熱器分別浸沒在水和煤油中加熱B.用兩只相同的酒精燈分別給裝水和煤油的燒杯加熱在水和煤油都不沸騰的前提下,小明認(rèn)為要把水、煤油兩種液體加熱到相同的溫度然后進(jìn)行比較;小芳認(rèn)為要加熱相同的時間然后進(jìn)行比較。你認(rèn)為方法可行的是(選填“小明的”“小芳的”或“兩人都可行”)。(4)本次實驗采用的科學(xué)方法是 。(5)下列現(xiàn)象可用比熱容知識來解釋的是。A.夏天在教室灑水,感到?jīng)鏊珺.金屬勺裝有塑料手柄 C.沙漠地區(qū)晝夜溫差較大 熱點考向探究 A 兩人都可行控制變量法 C