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1、第 13 课时比热容内能的利用第一篇教材梳理项目比热容热值概念一定的某种物质,在温度升高时所吸收的热量与它的质量和所升高的温度的之比,用符号c表示,单位为J/(kg)某种燃料放出的热量与其质量(固体、液体)或体积(气体)之比,用符号q表示,单位为J/kg或J/m3影响因素比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与质量、体积、温度等无关热值是燃料的一种属性,只与燃料的种类有关,与燃料的形状、体积、质量无关考点一比热容与热值质量质量乘积乘积完全燃烧完全燃烧（续表）项目比热容热值热量的计算Q吸=Q放=Q放=(固体、液体)Q放=(气体、液体)变式求质量:m=;求温度差:t=求质量:m=;求体
2、积:V=cm(t0-t)cm(t-t0)mqqV点拨(1)比热容越大,该物质的吸放热能力越强,具体表现为质量相等时,升高相同的温度,吸收的热量多;吸收相同的热量(加热时间相等),温度变化量小。(2)水的比热容较大的应用:做冷却剂;热水袋、暖气片用水作为介质;调节气候(人工湖)。考点二热机及热机效率1.能量转化能量转化燃料的化学能内能机械能2.汽油机四个冲程汽油机四个冲程冲程冲程冲程冲程说明:做功冲程是将能转化为能;压缩冲程是将能转化为能。吸气、压缩和排气三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成的。1个工作循环包含个冲程,飞轮转圈,曲轴转圈,活塞往复运动次,对外做功次。汽油机与柴油机的区别:汽油机的顶部有
3、,柴油机的顶部有,另外在工作过程中也略有不同吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气内内机械机械机械机械内内42221火花塞火花塞喷油嘴喷油嘴3.热机效率热机效率考点三能量守恒定律能量既不会凭空,也不会凭空,它只会从一种形式为其他形式,或者从一个物体到另一个物体,而在和的过程中,能量的总量。产生产生消灭消灭转化转化转移转移转化转化转移转移保持不变保持不变考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破探究一比热容、热值的理解及其相关计算1.(多选)下列关于热现象的说法正确的是()A.物体的温度越高,分子热运动越剧烈B.物体温度升高,内能一定增加C.物体吸收的热量越多,其比热容越大D.燃料燃烧越充分,其热值越大AB
4、考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破2.2019山西适应性训练生活中处处有物理,下列说法中错误的是()A.塑料吸盘能牢牢地吸在玻璃上,说明分子间存在斥力B.冬天很冷的时候搓手就感到暖和,是通过做功的方式改变内能的C.端午节米粽飘香,能闻到米粽的香味是由于分子在做无规则运动D.夏天在河边觉得沙子热得发烫而水却很清凉,是因为水的比热容大A考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破3.沿海地区昼夜温差较小,而内陆沙漠地区的昼夜温差较大,这主要是因为海水的比热容,砂石的比热容,吸收或放出相同的热量,海水温度变化,砂石温度变化。大大小小图13-1小小大大考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破4.2019苏州如图
5、13-2甲所示,将质量相等的冰和烛蜡分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热。绘制出温度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是()A.图甲中的实验装置,安装时应按照“由上到下”的顺序B.图甲中两试管放在同一烧杯中加热,可以控制相同时间内冰和烛蜡吸收的热量相同C.由图乙可知,图线A对应物质的内能先增大后不变再增大D.由图乙可知,图线B对应的物质是冰图13-2考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破答案B解析图甲中的实验装置,安装时应按照“由下到上”的顺序,故A错误;图甲中两试管放在同一烧杯中加热,可以控制相同时间内冰和烛蜡吸收的热量相同,B正确;由图乙可知,图线A对应物质虽然在熔化过程
6、中温度保持不变,但是仍然在吸收热量,内能继续增大,则整个过程其内能一直增大,故C错误;由图乙可知,图线B对应的物质是非晶体,没有固定的熔点,而冰有固定的熔点,是晶体,故D错误。考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破5.某同学用如图13-3甲所示的实验装置,比较不同物质的比热容和探究水沸腾时温度变化的特点。将分别盛有相同质量的水和食用油的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连,计算机上显示的实验图线如图乙所示。由图乙可知:水沸腾时吸热,温度(选填“升高”“不变”或“降低”);加热2min水吸收的热量(选填“大于”“等于”或“小于”)食用油吸收的热量;
7、食用油的比热容为J/(kg)。不变不变图13-3等于等于2.1103考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破6.2019绵阳标准大气压下,将质量为1.0kg的水从20加热到沸腾,水吸收的热量是J。小明家天然气热水器的热效率是84%,他某次洗澡,耗水40kg,自来水进热水器时的温度是24,出热水器时的温度是40,小明这次洗澡消耗天然气m3。已知水的比热容是4.2103J/(kg),天然气的热值是3.2107J/m3。考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破答案3.361050.1考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破探究二热机 7.2019淄博下列关于如图13-4所示四幅图的说法正确的是()A.图甲:活塞
8、压缩空气,硝化棉燃烧,此过程与热机的压缩冲程原理相同B.图乙:瓶内空气推开瓶塞,内能减少,瓶口出现的“白雾”是汽化现象C.图丙:抽出玻璃板,下瓶中出现红棕色二氧化氮气体,表明气体间可以发生扩散现象D.图丁:悬挂重物不能把两铅块分开,说明分子间存在引力,没有斥力图13-4考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破答案A解析活塞压缩空气,硝化棉燃烧,机械能转化为内能,此过程与热机的压缩冲程原理相同,故A正确;瓶内空气推开瓶塞,内能减少,瓶口出现的“白雾”是液化现象,故B错误;图丙中,上方的二氧化氮气体的密度较大,抽去玻璃板后,下瓶中出现的红棕色二氧化氮气体,可能是扩散现象,也可能是重力作用的结果,故C错
9、误;悬挂重物不能把两铅块分开,说明分子间存在引力,分子间的引力和斥力是同时存在的,故D错误。考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破8.2019武汉如图13-5所示是四冲程汽油机的剖面图,下列对于其四个冲程的描述正确的是()A.吸气冲程中,汽油和空气的混合物进入汽缸B.压缩冲程中,通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小C.做功冲程中,燃料释放的能量绝大部分转化为机械能D.排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量的极少部分图13-5考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破答案A解析汽油机四个冲程的特点:吸气冲程吸入汽油和空气的混合物,故A正确;压缩冲程是通过做功的方式使汽缸内气体的内能增加,故B错误;做功冲程
10、中部分能量转化为机械能,大部分能量损失了,故C错误;排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量的大部分,故D错误。考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破9.2019成都如图13-6是汽车四冲程发动机的一个冲程示意图,下列说法正确的是()A.该冲程是做功冲程B.该冲程机械能转化为内能C.这种汽车对环境没有污染D.此发动机的效率可达90%图13-6A考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破探究三能量的转化与守恒10.如图13-7所示为一种人们设想的永动机,高处的水流下时将重力势能转化为动能,冲击叶片,叶片转动又带动抽水机将水抽到高处,从而循环工作,这种不消耗能量又不断对外做功的永动机是(选填“能够”或“不能够
11、”)永远工作下去的,它违背了定律,抽水机在工作过程中,有部分机械能会转化为,机械能总量减少。图13-7不能够不能够能量守恒能量守恒内能内能考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破突破比较不同物质吸热的情况【设计和进行实验设计和进行实验】1.主要器材主要器材:测量工具:温度计、停表和天平(选用质量相等的不同物质进行实验)。热源:酒精灯或电加热器(电加热器更好,因为内部加热,相对稳定,热损失少;实验中选用相同热源是保证不同物质在相同时间内吸收的热量相同)。2.实验方法实验方法:转换法(加热相同时间,比较升高的温度,或升高相同温度,比较加热时间)和控制变量法(相同热源,被加热物质的质量和初温相同)。考点
12、梳理 夯实基础考向探究 逐个击破【数据处理和分析数据处理和分析】3.设计实验数据记录表格(升高相同温度比较加热时间,如表一所示;加热相同时间比较温度变化,如表二所示)并绘制温度-时间图像,分析可得出:升高相同的温度,加热时间长的物质吸热能力强;加热相同时间,温度变化小的物质吸热能力强。表一物质次数质量m/kg升高的温度t/加热的时间t/min水10.110220.2104食用油30.110140.2102考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破表二【交流、反思与评估交流、反思与评估】4.改变内能的方式改变内能的方式:热传递。热量的计算:Q吸=cm(t-t0)。5.误差分析误差分析:实验过程中存在着
13、热量的损失。加热时间/min00.511.5温度/食用油水考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破例例 在“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图13-8甲、乙所示。图13-8(1)实验中应量取(选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中。(2)选用两个相同规格的电加热器加热,目的是使甲、乙两种液体在相同时间内。通过比较来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。质量质量吸收的热量相同吸收的热量相同加热时间加热时间考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破例例 在“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图13-8甲、乙所示。图13-8(3)实验记录的数据如下表所示,分析实验
14、数据可知:吸收相同热量,液体升温更高,说明液体的吸热能力强,液体更适合作汽车发动机的冷却液。加热时间/min01234甲的温度/3034384246乙的温度/1018263442乙乙甲甲甲甲考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破例例 在“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图13-8甲、乙所示。图13-8(4)如果要使甲、乙两液体升高的温度相同,就要给液体加热更长的时间,此时甲液体吸收的热量(选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体吸收的热量。若加热到相同的温度后停止加热,冷却相同的时间后液体的末温高。加热时间/min01234甲的温度/3034384246乙的温度/1018263442甲
15、甲大于大于甲甲考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破例例 在“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图13-8甲、乙所示。图13-8(5)若甲、乙两液体从如图所示的初温分别升高到40和35,吸收热量之比为2:1,则甲、乙两液体的比热容之比为。加热时间/min01234甲的温度/3034384246乙的温度/10182634423 2考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破 实验拓展 该班同学又利用如图13-9甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。(6)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和。停表停表图13-9考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破该班同学又利用如图13-9甲所示
16、的实验装置探究水和煤油的吸热能力。(7)实验中第1、2两组同学记录的实验数据如下表:通过分析实验数据,能够得出的结论是。质量相同的水和煤油质量相同的水和煤油升高相同的温度升高相同的温度,吸收的热量不同吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油或质量相同的水和煤油升高相同的温度升高相同的温度,水吸收的热量多水吸收的热量多)图13-9实验组别液体质量/g初温/末温/加热时间/min1水200254013.5煤油20025406.52水200254012煤油20025405.5考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破该班同学又利用如图13-9甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。(8)图乙是第1组同学绘制的
17、“吸收热量-时间”和“温度-时间”图像,能正确描述该实验真实情况的图像是(选填序号)。C图13-9考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破该班同学又利用如图13-9甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。(9)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1组的加热时间明显偏长,其原因可能是。酒精灯的火焰大小不同酒精灯的火焰大小不同(答案合理即可答案合理即可)图13-9考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破该班同学又利用如图13-9甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。(10)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水
18、加热,如图13-10所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是。在相同时间内吸收的热量相同在相同时间内吸收的热量相同使水和煤油使水和煤油图13-9图13-10考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破1.2013山西13题3分如图13-11所示是内燃机的某冲程工作示意图,以下改变内能的方式与此相同的是()A.烤火取暖B.搓手取暖C.向手“呵气”取暖D.用热水袋取暖图13-11B考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破2.2012山西14题3分如图13-12所示是用电热水壶烧水时的情景,下列有关描述正确的是()A.壶盖被水蒸气顶起时能量的转化与热机压缩冲程能量的转化相同B.水沸腾时,继续通电,水的温
19、度会升高C.壶盖和壶口上方的“白气”是由水蒸气汽化形成的D.烧水过程中,电能转化为内能图13-12D考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破3.2019山西38题2分小亮的叔叔承包了村里的鱼塘,有人向叔叔推荐了一个一本万利的投资项目,设计图纸如图13-13所示。用水管和水池就可以让水车持续转动,带动发电机不断发电。你认为这个投资项目的设计方案(选填“可行”或“不可行”),理由是。图13-13考点梳理 夯实基础考向探究 逐个击破答案不可行水管中的水只能达到与水池水面相同的高度(答案合理即可)解析能量不可能凭空产生,也不可能凭空消失,只会从一种形式转化为另一种形式,且能量是守恒的,水和发电机运转过程中,必然要消耗能量,因此不可能实现让水车持续转动的现象。