第二讲比热容热量热值

第二讲比热容热量热值热机热机效率_______班姓名_______一．比热容．热量为了表示不同物质在吸热能力上的差别,物理学里引入了_________这个物理量.1．比热容的定义：__________的某种物质,在温度升高所吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容。用符号_____表示,比热容是物质的一种_________，每种物质都有自己的比热容。2．比热容的单位是______________,符号是_______水的比热容是，它的物理意义是:.____________。3．_____________________叫热量，热量公式：_____________________Q_________c_________各符号的意义及单位m_________Δt_________t_________t0_________探究1、质量为1千克的水，温度升高了80℃，求水吸收的热量。C水=4.2×103焦/（千克·℃）2、夏天早晨，田闯禾苗上常看到晶莹的露珠，这是空气中的水蒸气__________(填一种物态变化名称)形成的。初春培育秧苗时，为了不使秧苗受冻，早晨给水田多排水，傍晚多灌水，这是利用水具有较大的__________这一特性。拓展1.关于物质的比热容,下列说法中正确的是()A一物体切去一半后,剩下部分的比热容减为原来的一半B吸收热量多的物质,比热容一定大C质量相同的不同物质,吸收相同热量后,温度高的物质比热容大D比热容是物质的一种特性,通过测定比热容可以鉴别物质2.。对一桶水来说()A温度高时,比热容大B倒掉一半后,比热容减为原来的一半C结成冰后,比热容与水还是一样大D液态水的比热容是一个确定值,是水的基本特征之一3.关于比热容,下列说法正确的是()A比热容是物质的属性之一,它的物理意义是反映物质吸热或放热本领的大小B只要温度升高相同,比热容小的物体一定比比热容大的物体吸收的热量小C温度高的物体比温度低的物体的比热容大D比热容跟物体的质量有关,质量大的物体的比热容大4.“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”这句话反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著,其主要原因是砂石比水具有较小的()A热量B密度C比热容D内能5.水的比热容较大的性质,在日常生活中有着广泛的应用,下列事例中哪个不是应用这一性质()A北方冬天,用热水循环来供暖B初春傍晚在秧田里灌水可防止秧苗冻坏C用水冷却汽车的发动机D夏天给教室洒水,感觉凉爽6甲乙的质量相同，甲的温度升高20℃，乙的温度升高15℃，乙吸收的热量是甲的2倍，则﹕Ｃ甲﹕Ｃ乙=7.质量为500g的某中物质,温度从20℃升到30℃,吸收了2.1×104J的热量,则这种物质的比热容是多少?它可能是什么物质?8.为了测定某种液体的比热，把质量是100g的铜块从沸腾的水中取出（标准大气压），迅速投入到质量是100g温度为10℃的待测液体中，混合后的共同温度是25℃，若不计热损失，求这种液体的比热容是多少？（已知C铜＝0.4×103J/(kg·℃)二．热值热机热机效率1、热机：利用

＿＿＿来做功的装置，它可以把＿＿＿

转化为

＿＿＿的机器

。如蒸汽机、内燃机等。

2、内燃机及其工作原理：将燃料的

＿＿＿

能通过燃烧转化为

＿＿＿

能，又通过做功，把＿＿＿能

转化为＿＿＿

能。按燃烧燃料种类的不同，内燃机可分为＿＿＿

、柴油机等。

(1)内燃机一个工作循环为四个冲程即＿＿＿

冲程、＿＿＿

冲程、＿＿＿

冲程、＿＿

冲程。

(2)一个工作循环中只对外做＿次功，曲轴转＿＿周，飞轮转

＿＿

圈，活塞单向运动

＿

次，往返＿次。

(3)压缩冲程是＿＿对＿＿压缩做功，气体内能＿＿

，这时活塞的＿＿

转化为气体的

＿

能。

(4)做功冲程是气体燃烧时急速膨胀对外做功，内能

＿＿

，这时内能转化为

＿＿

能。

(5)汽油机和柴油机工作的四个冲程中，只有＿＿冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性

完成。

（7）汽油机和柴油机在结构和工作上有什么不同？

①结构方面：汽油机顶部是＿＿＿

，而柴油机顶部是

＿＿＿

；且汽油机比较轻巧，柴油机比较

厚重；

②工作过程中：吸气冲程汽油机吸入的是

＿＿

，而柴油机只吸入＿＿

；压

缩冲程结束的瞬间，汽油机＿＿＿

，而柴油机＿＿＿

。

③工作效率方面：汽油机20%-30%

，而柴油机30%-40%

。

3、燃料的热值

(1)燃料燃烧过程中的能量转化：燃料燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，

物体的＿＿＿

能转化为周围物体的＿＿＿

能。

(2)燃料的热值

①定义：＿＿＿＿＿＿＿＿＿

，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。

②热值的单位＿＿

，读作焦耳每千克。还要注意，气体燃料有时使用J/m3，读作焦耳每立方米。

③热值是为了描述相同质量的不同燃料在燃烧时放出热量不同而引人的物理量。它反映了燃料通过燃烧放

出热量本领大小不同的燃烧特性。不同燃料的热值一般是＿＿的，同种燃料的热值是一定的，它与燃料

的质量、体积、放出热量多少无关。

4、热机效率

(1)定义：热机对外做＿＿＿的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值，称为热机效率。

(2)公式：η=E有/Q放。式中，E有为做有用功的能量；Q放为燃料完全燃烧释放的能量。(3)提高热机效率的主要途径

①改善燃烧环境，使燃料尽可能＿＿＿燃烧。

②尽量减小各种热散失。

③减小各部件间的

＿＿＿

以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。

④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。

探究

1、干木材的热值是1.2×107J/kg，它的物理意义是____________________________。要放出3.6×107J的热量，需要完全燃烧________kg的干木材。

2、酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：___________________________煤气的热值是3.9×107J/m3，

它表示：___________________________3、关于热值的概念，下列说法中正确的是（

）

A．任何物体都有热值

B．燃料燃烧时才有热值

C．燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关

D．燃烧时放出热量多的燃料热值大

4、关于热机的效率，下述正确的是（

）

A．热机的效率有可能等于1

B．热机的效率一定小于1

C．热机的效率越高，其损失的能量越多

D．热机的效率越高，对环境的影响越大

5、火箭采用液态氢做燃料，火箭点火后，高温高压的燃气迅速膨胀向外喷出，火箭则获得推力快速上升，并达到一定的速度。下列关于火箭的说法中不正确的是（

）

A.

无论如何改进，火箭的热机效率也不可能达到100%

B.

采用液态氢做燃料，污染较小

C.

采用液态氢做燃料，是因为氢气的热值很大

D.

燃气的内能全部转化为箭身的机械能

6、柴油机的效率比汽油机高，是因为（

）

A.

柴油的热值比汽油的热值高

B.

柴油的比热容比汽油的比热容大

C.

柴油机气缸内燃气的压强、温度比汽油机内的大

D.

柴油的密度比汽油的密度大

7、四冲程汽油机的的转速是120转/秒，则它每秒钟对外做功的次数为（

）

A.40次

B.60次

C.102次

D.240次

8、质量为3kg的石油，用去1/3后，剩下的石油（

）

A．比热容变为原来的2/3，热值不变

B．比热容不变，热值变为原来的2/3

C．比热容和热值均变为原来的2/3

D．比热容和热值都不变拓展9、某台单缸四冲程内燃机的活塞面积是120cm2，一个冲程是0.3m，做功冲程中燃气对活塞的平均压强是

5×105Pa，曲轴转速是300r/min。求：

⑴内燃机每分钟做多少功？

⑵其功率是多少？

10、“低碳生活”是当今社会所倡导的绿色生活方式。利用太阳能将2000kg的水从15℃加热到50℃，可以少燃烧多少烟煤？[设烟煤完全燃烧，烟煤的热值为2.94×107

J

/

kg

C水=4.2×103J/(kg•℃)]

思考题某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×lO5Pa，飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油0.1L．汽油的密度ρ=0.8×103kg/m3；汽油的热值为4.6×l07J/kg．求：

（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；

（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；

（3）汽油机的功率．

（4）该汽油机的效率．

达标测试1一、填空1、比热容是物质的一种属性，它与物体的质量和物体吸收热量的多少。2、物体吸收热量的多少与、、有关。3、一块冰的比热容为，其物理意义是从中间一分为二后，其比热容为。4、夏天在海边玩耍，感觉沙子烫脚而海水却是凉的，这是因为沙子的比热容比海水的（填“大”或“小”），在受到同样的太阳光照射时，的温度升高得更多。5、培育秧苗时，夜间多灌一些水，是利用水的的特性，放出相同的热量时，温度降低较，使秧苗的温度不致，起到了保护秧苗的作用。汽车散热器内用水做冷却剂，是因为相同的条件下水能吸收热量，冷却效果好。6、在城市修建人工湖，不但可以美化生活环境，而且能有效调节周围环境的气温，这是由于水的大，在同样受热或冷却时，温度变化的缘故。7、甲、乙两种不同物质做成的实心体，质量之比为3：1，吸收相同的热量后，升高的温度之比为2：3，则甲乙两种物质的比热容之比为8、汽车发动机是用水作冷却剂的，这是利用了水的__________________________的性质；一辆汽车的水箱中装有10kg水，如果这些水的温度都升高了50oC，则它吸收的热量是_____________J[C水=4.2×103J/（kg·oC）]。9、已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则1kg的水温度升高50°C吸收

J的热量。生活中我们经常看到司机往汽车发动机的水箱里灌水，这是因为水的大，所以在相同条件下水能带走较多的，冷却效果好。10、若以太阳能热水器内装100kg、温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到70℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），则热水器内的水吸收了

J的太阳能；这是通过

的方式改变水的内能，若用电热水器给水加热，是将能转化为能，这是用的方式改变水的内能。11、质量相等、初温相同的两种液体a和b，在相同的酒精灯下同时分别加热，它们升高的温度随时间变化的图像如下图所示。若它们升高的温度相同，加热液体

的时间长，比热容的大小关系是Ca

Cb（选填“>”、“=”和“<”）。12、如图所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置．①加热过程中，用搅棒搅动的目的是_____________；水和煤油吸热的多少是通过______________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。②关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是______________（填字母）A．采用相同的加热方法(如酒精灯火焰的大小，与烧杯底的距离等)B．烧杯中分别装入相同体积的水和煤油C．使用相同的烧杯二、选择题1、关于比热容，下列说法中是正确的是（）A、一块铁的比热容比一个铁钉的比热容大B、50℃的水的比热容比100℃水的比热容小C、把一桶水由地球移到月球上去比热容会改变D、物质的比热容跟质量和温度无关2、“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”这句民谚反映了我国新疆某些地区夏季昼夜气温变化显著，沿海地区没内陆地区昼夜气温变化那么大。其主要原因是砂石比水有较小的（）A、热量B、密度C、比热容D、内能3、丁萌同学学习了比热容知识后，联想到热水袋，设计了一种水暖背心，冬天将袋内灌满热水，穿在身上可暖胸背，他的设计原理是（）A、水的比热容大，吸热本领强B、水的比热容大，降温时放热多C、水资源比较丰富D、水的流动性强，穿起来柔软舒服4、初温相同的铁块，甲的质量是乙的2倍，使它们分别放出相同的热量后立即接触，则（）A、热从甲传到乙B、热从乙传到甲C、甲乙间无热传递发生D、温度由甲传到乙5、厦门是个美丽的滨海城市，在这座城市里，一年四季如春，日夜温差小，街道干净，花草繁多，环境优美。其中形成日夜温差小的主要原因是（）A．地处南方，气温高不寒冷

B．四面环海，海水比热容大，对气温起调节作用C．街道干净，容易通风散热

D．花草多，植物能起到保温作用，提高环境温度6、两个相同的烧杯里分别盛有质量和温度都相同的水和煤油，用两个相同的酒精灯给它们加热，可以看到煤油的温度比水的温度升高的快．若水和煤油的比热分别用C水和C煤油表示，则()A．C水＞C煤油 B．C水＝C煤油C．C水＜C煤油 D．条件不足，无法比较7、质量100kg的地热水，温度从80℃降低到20℃，放出的热量是多少?(C水=4.2×103J／(kg·℃)。8、给0.2Kg铝壶中的2Kg水从20℃加热到70℃，共吸收多少热量Q吸？若这么多的水吸收8.4×105J的热量，水的温度为多少℃？[C铝＝0.9×103焦/（千克·℃）]9、太阳能是一种廉价的清洁能源，从有关资料获悉，在地面地表晴天时垂直于阳光表面接受到的热辐射为2.1×103J/（m2·s）。有一台太阳能热水器，可将接收到的热辐射40%用来升高水温。若该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2m2，晴天晒了1h，求水箱中质量为50kg的冷水温度最多能升高多少？达标测试2一、选择题（每题3分，共30分）1．关于燃料和热值，以下说法正确的是（）A．燃料热值与燃料的燃烧情况无关B．容易燃烧的燃料，热值一定大C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多D．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料2.近期煤价节节攀升，少数不法商贩将煤矿石破粹后掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的:（）A热值B比热容C温度D质量3.热机甲比热机乙效率高,这说明()A在相同的时间内,甲做的有用功比乙做的有用功多B热机甲比热机乙做的有用功多C在做相同的有用功时,燃烧同种燃料的条件下甲消耗的燃料少D热机甲工作时损失的能量一定比乙热机少4.我国大力发展火力发电,火电站进的是“煤”,出的是“电”,在这个过程中能量的转化是()A机械能—内能—化学能—电能B化学能—内能—机械能—电能C化学能—重力势能—动能—电能D内能—化学能—机械能—电能5．关于“热机”，下列说法中正确的是：()A．压缩冲程中的能量转化是内能转化为机械能B．做功冲程中的能量转化是机械能转化为内能C．热机所产生的噪音，可以被热机上的消音器完全吸收D．用水循环来降低热机的温度，主要是利用水比热容较大的特性6．关于热机和环境保护的下列说法，正确的是（）A．热机的大量使用会造成环境污染 B．全部热机都是用汽油作燃料C．汽车排出的尾气全部都是有毒气体D．蒸气机是用蒸汽作燃料的热机7．下列各物理量中能反映物质特性的是()A．比热容B．内能C．热量D．温度8、四口之家分别单独使用不同种类的燃料时平均月消耗量分别为：木柴约200kg，烟煤约80kg，液化石油气约30kg煤气约60kg。这四种燃料中哪一种燃料的热值最高（）A、液化石油气B、煤气C、烟煤D、木柴9、热机效率的高低，决定于（）A、热机功率的大小，功率大，效率高B、热机的燃料的热值。燃料的热值大的放出热量多，效率就高C、热机对燃料的利用率。利用率高的热量损失少，效率就高D、热机做功本领。做功本领大的效率就一定高10、电动机通电后，电动机带动其他机器运转，一段时间后，电动机的外壳就会变得烫手，则下列关于能的转化和守恒的说法正确的是（）A、电能全部转化为机械能，总的能量守恒B、电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒C、电能全部转化为内能，内能守恒D、电能转化为机械能和内能，机械能守恒一、填空题（第5题5分，其余每空一分）30分1．热机是把能转化为能的机器2.某种燃料放出的热量，叫做这种燃料的热值，热值的单位。3.能的转化和守恒定律的内容是：能量既__________，也__________，它只会从一种形式__________，或者从一个物体__________到另一个物体，而能的总量__________。4．焦炭的热值为3.0×107J/kg，它的物理意义是．完全燃烧kg的焦炭放出的热量能把200kg的水温度升高50℃．5．①摩擦生热是能转化为能，②水轮机带动发电机发电是能转化为能，③电动机带动机器转动是能转化为能，④气体膨胀对外做功是能转化为能，⑤燃料燃烧发热是能转化为能。（5分）6.在我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区。天然气与煤相比，从热学角度分析它突出的优点是__________；从环保角度分析它突出的优点是____________。（天然气、煤的热值分别为1.14×108J/kg、3×107J/kg）7.如图为汽油机工作时各冲程的示意图，其中做功冲程是：_____，____能转化为____能。____图靠飞轮的惯性来完成运转。8．神舟”五号飞船在轨道上正常运行时，飞船上的电子仪器都依靠太阳能电池供电，太阳能电池能把接收到的太阳能的20%转化为电能，“神舟”五号飞船上的太阳能电池是由很多片单晶硅组成，每片单晶硅电池可输出0.6V电压和0.1A电流，则每小时照射到一片单晶硅电池上的太阳能为______J，“神舟”五号飞船绕地球飞行14圈后返回大气层，向地面靠近，由于空气阻力的作用，飞船的机械能将_________,势能将_________(选填（增