山西省2020中考物理比热容内能的利用专题复习课件

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乘积完全燃烧（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:Δt=

求质量:m=

;

求体积: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:①做冷却剂;②热水袋、暖气片用水作为介质;③调节气候(人工湖)。考点二热机及热机效率1.能量转化燃料的化学能

内能

机械能2.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

,柴油机的顶部有

,另外在工作过程中也略有不同

吸气压缩做功排气内机械机械内42221火花塞喷油嘴3.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

。

产生消灭转化转移转化转移保持不变探究一比热容、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AB2.[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A3.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

。

大小图13-1小大4.[2019·苏州]如图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[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。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;食用油的比热容为

J/(kg·℃)。

不变图13-3等于2.1×1036.[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4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值是3.2×107J/m3。

[答案]3.36×105

0.1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[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。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[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。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”)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不能够能量守恒内能突破比较不同物质吸热的情况【设计和进行实验】1.主要器材:①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)。②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: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)。【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:①升高相同的温度,加热时间长的物质吸热能力强;②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Δt/℃加热的时间t/min水10.110220.2104食用油30.110140.2102表二【交流、反思与评估】4.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:实验过程中存在着热量的损失。加热时间/min00.511.5…温度/℃食用油水例在“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图13-8Ⅰ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。

质量吸收的热量相同加热时间例在“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图13-8Ⅰ甲、乙所示。图13-8(3)实验记录的数据如下表所示,分析实验数据可知: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乙甲甲例在“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图13-8Ⅰ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甲大于甲例在“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图13-8Ⅰ甲、乙所示。图13-8(5)若甲、乙两液体从如图Ⅱ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·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

。

停表图13-9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。(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升高相同的温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同的温度,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“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(答案合理即可)图13-9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