12.2 热量与热值
知识点 1 热量
1.关于热量,下列说法中正确的是 ( )
A.热量表示物体热的程度
B.热量表示热能的多少
C.热量表示物体冷热程度的变化
D.热量表示物体在热传递过程中内能改变的多少
2.一高温物体与一低温物体接触达到相同温度(两物体与外界没有热量交换),则 ( )
A.高温物体放出的热量一定大于低温物体吸收的热量
B.高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
C.高温物体降低的温度一定大于低温物体升高的温度
D.高温物体降低的温度一定等于低温物体升高的温度
3.通常所说的“热”包含有内能、热量、温度三种含义,请指出下面“热”的含义。
(1)摩擦生热: 。
(2)天气很热: 。
(3)吸热升温: 。
知识点 2 探究物体吸收或放出的热量
4.在“探究水吸收的热量与水的质量和水升高的温度是否有关”的实验中,记录的实验数据如图下表。
实验次数 质量m/kg 初温 T0/℃ 末温 T/℃ 加热时间 t/min
1 0.1 20 30 2
2 0.2 20 30 4
3 0.3 20 30 6
4 0.3 20 40 12
5 0.3 20 50 18
(1)该实验中,记录加热时间的目的是 。
(2)比较第 这三次实验,可以探究水吸收的热量与水的质量是否有关。
(3)第3、4、5这三次实验,是探究水吸收的热量与 是否有关。
(4)通过实验可得出结论:水吸收的热量与 和 有关。
知识点 3 热值及其计算
5.关于燃料的热值,下列说法中正确的是 ( )
A.燃料的热值与质量有关
B.燃料的热值与燃料是否容易燃烧、燃烧条件无关,只与燃料的种类有关
C.容易燃烧的燃料热值一定大
D.固体燃料的热值一定小于液体燃料的热值
6.已知甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值,下列说法中正确的是 ( )
A.甲种燃料含有的热量比乙种燃料多
B.完全燃烧一定质量的甲种燃料,刚好烧开一壶水,则用同样质量的乙种燃料不能烧开这壶水
C.燃烧相同质量的两种燃料,甲放出的热量多
D.只要通风条件好,供氧充足,乙的热值可能大于甲的热值
7.酒精的热值是3.0×107 J/kg,其物理意义是 ;酒精灯里装有100 g酒精,燃烧了一半,剩余酒精的热值是 。
8.“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力。同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的 很大。以10倍的关系粗略计算,则1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 。(q煤气=4.2×107 J/kg)
9.[2020·安徽] 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是 ( )
A.0 ℃的物体也具有内能
B.只要物体放出热量,温度就一定降低
C.物体温度越高,含有的热量越多
D.热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
10.下列关于热值和热效率的说法,正确的是 ( )
A.使燃料燃烧更充分,可以增大热值
B.使燃料燃烧更充分,可以提高热效率
C.现代锅炉的热效率可达到100%
D.燃料燃烧释放的热量越多,热值越大
11.某学校物理小组设计实验,探究“酒精、煤油、汽油”的热值(如图示)。甲、乙、丙装置完全相同,水的质量和初温及待测燃料的质量也相同。通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温(均未达到沸点)t甲A.q甲>q乙>q丙 B.q甲>q乙=q丙
C.q甲12.如图示是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图像,从图像可以推断出A燃料的热值 (选填“大于”“等于”或“小于”)B燃料的热值。
13.我国航天事业用氢气作燃料是因为氢气的 ,放出2.8×108 J的热量需要完全燃烧 m3氢气,相当于完全燃烧 (根据实际情况保留一位小数)kg干木柴。(q氢气=1.4×108 J/m3,q干木柴=1.2×107 J/kg)
14.汽油的热值为4.6×107 J/kg。这个数值究竟有多大 有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小:一个46 kg的人,从大厦的1楼步行至第11楼(走了10层楼),每层楼的层高为3 m,g取10 N/kg,他克服重力做的功为 J;如图果汽油完全燃烧获得的热量和这些功的数值相等,需要汽油的质量是 g,这大约相当于生活中 (选填“一张纸”或“一个苹果”)的质量。
15.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图示的两套规格完全相同的装置,并每隔1 min记录了杯中水的温度(见下表)。
加热的时间/min 0 1 2 3 4 5 6
甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(图甲中):先调整固定 (选填“A”或“B”)的位置。
(2)为保证实验结论的可靠性,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的 、 。
(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 。(假设煤油和菜籽油的燃烧速度相同)
16.在医学上常用大卡(又称千卡)作为热量的单位,如图某人跑完一次马拉松比赛消耗的热量是2500大卡。已知1卡=4.2 J,酒精的热值是q酒精=3.0×107 J/kg。试求:
(1)此人跑完一次马拉松比赛消耗的热量是多少焦。
(2)这些热量相当于完全燃烧多少千克酒精产生的热量。
考|题|展|示
17.[2020·西宁] 青海油田涩北天然气田连续10年保持稳产,为西宁人民的生产、生活用气提供了有力保障。已知天然气的热值是7×108 J/m3,若小明家完全燃烧0.01 m3的天然气,放出的热量为 J;做饭时会闻到饭香,从物理学的角度来看,属于 现象。
18.[2020·金昌改编] 2020年是全面建成小康社会目标的实现之年,乡亲们淘汰了柴炉,改用了清洁干净的液化天然气炉。要将2 kg、初温为20 ℃的一壶水恰好加热到100 ℃,需要吸收的热量为6.72×105 J;若液化天然气炉完全燃烧天然气放出的热量有40%被水吸收,则烧开这壶水需要燃烧 m3天然气。(天然气热值为4.2×107 J/m3)
1.D 2.B
3.(1)内能 (2)温度 (3)热量
4.(1)比较水吸收热量的多少 (2)1、2、3
(3)水升高的温度 (4)水的质量 水的温度的变化
5.B 6.B
7.1 kg酒精完全燃烧时放出的热量是3.0×107 J
3.0×107 J/kg
8.热值 4.2×108 J
9.A 一切物体都具有内能,0 ℃的物体也具有内能,故A正确;物体放出热量,温度可能降低,可能不变,如图晶体凝固时放出热量,内能减少,温度不变,故B错误;热量是出现在热传递过程中的一个过程量,不能说物体含有热量,可以说吸收或放出热量,故C错误;发生热传递时,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,故D错误。
10.B 热值是燃料的一种特性,与燃烧情况无关,故A错误;使燃料燃烧更充分,可以增大有效利用的能量,提高热效率,故B正确;现代锅炉利用燃料燃烧释放的热量来加热水时,总有一部分热量散失掉,故现代锅炉的热效率不能达到100%,故C错误;热值是燃料的一种特性,与放出热量的多少无关,故D错误。
11.C 12.小于
13.热值大 2 23.4 由Q放=qV得,需要氢气的体积:V氢气===2 m3;需要完全燃烧干木柴的质量:m干木柴==≈23.4 kg。
14.1.38×104 0.3 一张纸
人的重力:G=mg=46 kg×10 N/kg=460 N;克服重力做的功:W=Gh=460 N×3 m×10=1.38×104 J;因为Q放=W,Q放=qm,所以需要燃烧汽油的质量:m===0.3 g,大约相当于一张纸的质量。
15.(1)B (2)初温 质量 (3)煤油
(1)为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热,安装器材时需要先固定B的位置,然后再调整A的位置,并且不要碰到烧杯壁和烧杯底。(2)为了保证实验的可靠性,需要控制水的质量和水的初温相同,并且酒精灯的加热时间也要相同。(3)在相同的加热设备下,相同时间内,消耗的燃料质量相同,由Q=qm知,水温上升高的,即燃烧产生的热量多,对应的燃料的热值较大,所以煤油的热值大。
16.(1)此人跑完一次马拉松比赛消耗的热量:
Q放=2500×103×4.2 J=1.05×107 J。
(2)根据Q=qm可知,完全燃烧酒精的质量:
m酒精===0.35 kg。
17.7×106 扩散 完全燃烧0.01 m3的天然气,放出的热量:Q放=Vq=0.01 m3×7×108 J/m3=7×106 J;做饭时会闻到饭香,说明了分子在不停地做无规则运动,是扩散现象。
18.0.04 由η=×100%可得,天然气完全燃烧放出的热量:Q放===1.68×106 J,由Q放=Vq得需要天然气的体积:V===0.04 m3。