本章复习课 (18)

1、,第十三章 能量综合题专项训练,专题3 内能,例题精选,例1：（2012广东）阅读下面的短文，回答问题。 空气能热水器 空气能热水器（如例1图甲）是吸收空气的热能来制造热水的装置。其耗能约为电热水器的四分之一。空气能属于可再生的新能源，拥有先天的节能环保的优势。 例1图乙是空气能热水器的工作原理示意图，它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成。制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同，其工作过程如下： A液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器迅速汽化，并从空气中吸收热能。 B制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成

2、高温高压的蒸气进入冷凝器。 C在冷凝器中，高温高压的蒸气将热能传递给冷水并发生液化。,例1图,例题精选,制冷剂依此不断循环流动，使水的温度不断上升。 空气能热水器很重要的指标是能效比，它是指水箱中的水吸收的热能(Q)与压缩机等电器消耗的电能（W）的比值。能效比越高，说明热水器的制热效果越好。请回答下列问题： （1）制冷剂在 中汽化，在 中液化。 （2）制冷剂在工作循环过程中，将 中的热能不断地“搬运”至 中。 （3）某品牌空气能热水器正常工作时的参数如下： 从表格中的数据可知，该空气能热水器正常工作1h可产生的热水的体积为 L。水的比热容为4.2103J/(kg)；水的密度为1.0103kg/

3、m3,蒸发器,冷凝器,空气,水,68,【分析】（1）空气能热水器制冷的过程实质上是利用制冷剂在蒸发器内汽化吸热，在冷凝器中液化放热，使温度降低。 （2）空气能热水器是吸收空气的热能，并传给水从而来制造热水。 （3）电功率P=0.84kW，工作时间t=1h，W=Pt=0.84kW1h=0.84kW.h=3.024106J 水箱中的水吸收的热量（Q）与压缩机等电器消耗的电能（W）的比值为3.4 所以，水吸收的热量Q=3.4W=3.43.024106J=1.02816107J 产生热水的质量m=Q/c(t-t0)=1.02816107J/4.2103J/(kg)(560C-200C)=68kg 产生

4、热水的体积V=m/=68kg/1.0103kg/m3=0.068m3=68L,【感悟与超越】本题考察了空气能热水器的工作原理，涉及的考点有物态变化、电功率、比热容、密度等，是一道比较典型的电热综合题。命题者通过图文并茂的方式短文介绍了空气能热水器的工原理，让考生结合材料回答相关问题。从题干中提取解题的有效信息，在短时间内对较新的知识进行快速学习，在文字与图像交互过程中如何抓住问题的本质，怎样才能在错综复杂的信息与问题中找到有效信息，这对考生的综合能力要求很高，同学们要能顺利的解决此类问题必须加强阅读能力，学会提取信息，能够快速在未来的情景与问题中寻找用已知的方法解决问题的途径。,例题精选,例2

5、：（2012广东）为了比较煤油和菜籽油热值的大小，小明 制定了下列的实验方案：取质量相等的小量煤油和菜籽油，分 别盛装在空的酒精灯中，制成油灯。点燃后分别给两个相同的 烧杯（内装质量相等、初温都是20的水）加热，通过观察水 温的变化，判断两种燃料热值的大小。请根据小明的设计方案回答下列有关的问题： （1） 如例2图是煤油燃烧完时，用煤油灯加热的烧杯中温度计的示数，此时水温是 。菜籽油燃烧完后，用菜籽油灯加热的烧杯中温度计的读数是87，由此判断 的热值比较大。 （2）实验中燃料燃烧放出的热量，通过 方式使水的内能增大，温度升高。 （3）小明用天平测出水和煤油的质量，并根据Q吸=cm(t-t0)计

6、算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与课本中给出的煤油热值相比 （偏大、偏小、相等）。看装置图分析原因： 。 （4）小明设计的实验方案中，你认为两杯水的质量要大些好还是小些好？为什么？,例2图,96,煤油,热传递,偏小,煤油燃烧放出的热量，并没有全部被水吸收,水要足够多（或适量） 因为水太少，燃料没有燃烧完水就会开始沸腾，水沸腾后的温度不变。,【分析】（1）图中温度计的分度值是1，液柱指在90上面第6个小格上，因此温度计的读数是96；煤油和菜籽油的质量相等，都给质量相等、初温都是20的水加热，但用煤油灯加热的烧杯中温度计的示数高，说明燃烧相同质量的煤油和菜籽油，煤油产生

7、的热量多，也就是煤油的热值大。 （2）实验中燃料燃烧放出的热量，通过热传递的方式使水的内能增大，温度升高。 （3）由于给水加热时有热损失，因此根据Q吸=cm（t-t0）计算出水吸收的热量要比煤油完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出煤油的热值，要比课本中给出的煤油热值偏小。 （4）水要足够多（或适量）。因为水太少，燃料没有燃烧完水就会开始沸腾，水沸腾后的温度不变。,【感悟与超越】 本题考察了热值和比热容的相关知识，为了比较两种不同燃料的热值，关键是要比较相同质量的燃料燃烧后放出的热量多少，命题者设计了一个实验情景，巧妙地通过水吸收的热量多少来体现燃料放出热量的多少，然后利用转换法将水吸收热量

8、的多少又通过温度计示数变化来反映，最后通过对实验方案的评价，加深了考生对该知识点的理解，使考生的情感价值观得到升华。解决此类问题，要求考生必须熟悉相关知识点，举一反三。,内能过关测试,1 (2007广东) 阅读下面短文 内 能 内能是指物体内部所包含的总能量，包括分子的动能(即分子无规则热运动动能)、分子的势能(即分子间相互作用能)、分子内的能量、原子内的能量、原子核内的能量等在热学中，由于在热运动中上述后三项能量不发生变化，所以内能一般指前两项由于分子的动能跟温度有关，分子的势能跟分子间的距离有关，所以物体的内能跟温度、体积都有关系 请回答下列问题： （1）慢慢压缩针筒里的气体，气体内能中哪

9、部分发生变化？答： _。 （2）加热针筒里的气体，气体内能中哪部分发生变化？答： _。 （3）金属块在受热膨胀时，金属块内能中哪些部分发生变化？ 答： _。,分子势能,分子动能,分子动能和分子势能,1. （1）分子势能 （2）分子动能 （3）分子动能和分子势能 【解析】（1）慢慢压缩针筒里的气体，分子间的距离发生改变，分子势能也发生改变。 （2）加热针筒里的气体，气体温度发生改变，分子动能也发生改变。 （3）金属块在受热膨胀时，物体温度和分子间的距离都发生改变，分子动能和分子势能都发生改变。,2（2015广东）如题2图是一种电热暖手宝及其主要参数，暖手宝内有水及加热元件等，选用水作为吸热或放热

10、物质是因为水的 较大（选填“密度”、“比热容”或“质量”）。使用前要先给暖手宝通电加热，假设所消耗的电能有70%转化为水的内能，则在额定电压下，水由15加热至自动断电，此过程中消耗的电能是 J，所需要的加热时间为 s。C水=4.2103J/(kg.),比热容,题2图,3105,600,2.比热容 3105 600 【解析】因为水的比热容较大，可以用来作吸热或放热物质； 水由15加热至自动断电时，水吸收的热量Q=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)1kg(560C-150C)=2.1105J 消耗的电能W电=Q/=2.1105J/70%=3105J 所需要的加热时间t=W电/P=3105J

11、/500W=600s,3（2011广东）阅读下面的短文，回答问题。 太阳能热水器 太阳能热水器能具有安全、节能、环保等优点。如题3图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空。如题3图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。 玻璃吸热管工作原理如图”所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为热能，将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向

12、上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。,请回答以下问题： （1）玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，所受到的浮力 重力。 （2）能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上?简单说明理由。 。 （3）将质量为100kg初温为20的水加热到60，求这些水需要吸收的热量是 J水的比热容是4.2103J/(kg) （4）某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m2，热效率为=40%(即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的热能)，该地点太阳能辐射到地面的平均功率为P=1.4103W/m

13、2(即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4103J)。在第(3)小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热 小时。,大于,不能，因为玻璃是热的不良导体，集热管中有真空层，不利于将热量传递给管内的水,1.68107,4.17h,3. （1）大于 （2）不能，因为玻璃是热的不良导体，集热管中有真空层，不利于将热量传递给管内的水 （3）1.68107J （4）4.17h 【解析】 （1）玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，浮力变大，根据物体的漂浮条件，浮力大于重力而向上运动。 （2）玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料，吸收太阳辐射热，传递给水，水吸热温度升高；若将黑色的吸热材料

14、涂在玻璃吸热管的外表面，因为玻璃是热的不良导体，集热管中又有真空层，不利于将热量传递给管内的水。 （3）水吸收热量Q=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)100kg(600C-200C)=1.68107J （4）热水器每秒水吸收的热量 Q吸=Pst40%=1.4103W/（sm2）2m21s40%=1.12103J， 加热时间t=Q/Q吸=1.68107J/1.12103J=1.5104=4.17h,4夏天中午海边沙子热，海水却很凉；傍晚海边的沙子凉，海水却较暖和。对此，同学们提出以下猜想：可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快。研究小组都设计实验去验证。 （1）他们在实验前准备了两个规格

15、相同的热源、两个烧杯、铁架台、石棉网、搅棒、适量的水和沙子、两支温度计，除此之外，还需要的测量器材有_和_；实验时使用搅棒的作用是_。 （2）怎样确定水和沙子是否吸收了相同的热量？ 。 （3）能否准确控制物体吸收热量的多少，是本次实验成败的关键。若提供的热源有两个规格相同的电加热器；两盏相同的酒精灯，你认为选用 比较合理（填序号）。 （4）两小组获得的实验结论分别是： 等质量的沙子和水升高相同的温度，加热沙子的时间短； 等质量的沙子和水加热相同时间，沙子的温度上升得多。你认为上述结论能验证实验猜想的是 （选填“仅是”、“仅是”或“和”）,天平,手表,使水和沙子受热均匀,用两个规格相同的热源，给

16、水和沙子加热相同的时间,和,（5）其中一个小组用相同的热源分别给质量都是200g的水和沙子加热，并绘制出水和沙子的温度随加热时间的变化图像，如题4图所示。其中_图是沙子吸热升温的图像，根据图像计算出沙子的比热容是_，若加热一段时间后，水的温度升高了100c，则沙子的温度升高了_0C。,题4图,A,0.84103 J/(kg),50,4. （1）天平 手表 使水和沙子受热均匀 （2）用两个规格相同的热源，给水和沙子加热相同的时间 （3） （4）和 （5）A 0.84103 50 【解析】（1）本实验需要测量质量与加热时间，所以需要天平和手表。使用搅棒的作用是使水和沙子受热均匀。 （2）两个规格相

17、同的热源，单位时间内产生的热量相同，给水和沙子加热相同的时间，能够使水和沙子吸收了相同的热量。 （3）酒精灯燃烧产生的热量有部分会散失到空气中，不能准确地控制放出热量的多少；用电加热器能够准确地控制放出热量的多少。 （4）比较两种物质吸热能力的方法有：a.控制它们质量相同，看它们在吸收相同热量时，温度升高是否相同；b.控制它们质量相同，看它们在升高相同温度时，吸收热量是否相同。 （5）由于沙子的比热容比水小，相同质量且吸收相同热量时温度升高得比水多，所以A图是沙子吸热升温的图像。加热2min时，沙子吸收热量与水吸收热量相同。 水吸收热量Q=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)0.2kg(

18、700C-200C)=4.2104J 沙子比热容c=Q/m(t-t0)=4.2104J/0.2kg(2700C-200C)=0.84103J/(kg) 水的比热容是沙子比热容的5倍，吸收相同热量时，沙子升高的温度是水升高温度的5倍。,5某同学设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如题5图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)。 （1）在安装、调整实验器材时，合理的顺序是(甲图中)：先调整固定_的位置，再调整固定_的位置(选填“A”或“B”)。 （2）为保证实验结论的可靠性，实验时除了应控制两套装置中加热时间相同外，还应控制水的_、_相同。

19、（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是_。 （4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质量，并根据记录的数据， 利用公式Q吸=cm(tt0)计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。 你认为他的计算结果可靠吗?_；为什么? _。,B,A,质量,水的初温,煤油,不可靠,有热散失、煤油菜籽油不能完全燃烧,5. （1）B A （2）质量 水的初温 （3）煤油 （4）不可靠、有热散失、煤油菜籽油不能完全燃烧 【解析】（1）安装、调整实验器材时，遵循从下往上的顺序。 （2）实验时除了应控制两套装置中加热时间相同外，还应控制水的质量和初温相同。 （3）由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大。 （4）由于煤油和菜籽油不一定完全燃烧（或有热量的散失），即使实验前用天平测出了烧杯中水的质量，由记录的数据计算出水吸收的热量，并依次计算出煤油和菜籽油的热值也是不可靠。,6强强利用如题6图甲所示装置和器材，探究水的沸腾特点和物质的吸热能力。 （1）强强设计的电路中的R甲、R乙必须满足的条件是_。 （2）只闭合开关S2，观察水的沸腾，测得数据如下表： 分析数据可知，水沸腾过程中的特点为：_。,阻值相等,不断吸热，