九年级全册物理人教版 第十四章 第2节　热机的效率（第1课时） 习题课件(共27张PPT)

(共27张PPT)
第2节　热机的效率（第1课时）
1．了解内能的利用在人类发展史上的重要意义．
2．了解燃料的热值．（重点）
3．掌握燃料热值的有关计算．（重难点）
如图所示，小明同学想测量家中色拉油的比热容，设计了如下的方案：
①在两个相同的易拉罐中分别装入200 g水和200 g色拉油，测得它们的温度均为20 ℃；
②按如图所示的装置，将器材装配好；
③用酒精灯给水加热4 min，测得其温度为32 ℃；
④用同样的方法给色拉油加热4 min，测其温度为48 ℃；
⑤整理器材，并计算色拉油的比热容．
请替小华完成计算过程：
（1）加热4 min，水吸收到的热量是Q水＝　　　 　J；[已知：c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]
（2）加热相同时间，色拉油吸收的热量　　　　　（选填“大于”“小于”或“等于”）水吸收的热量；
（3）计算出色拉油的比热容为c色拉油＝　　　　　　　　J/（kg·℃）．
1.008×104
等于
1.8×103
人类所用能量很大部分是从燃料的燃烧中获得的，如图所示是人类使用的一些燃料：
提问：不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较出哪种燃料的放热本领强呢？
知识点一　比较不同燃料的放热能力
演示实验1.探究煤油和酒精的放热能力
如图所示，两套完全相同的装置，甲、乙烧杯中加入质量和初温都相同的水．在甲、乙燃烧器皿中分别加入质量相同的煤油和酒精，待燃料完全燃烧后观察温度计示数．
（1）怎样比较燃料放出的热量？
燃料燃烧给水加热，不计热量损失，水吸收全部热量，通过比较　　　　　　　　来比较燃料放出的热量．
（2）怎样比较水吸收的热量？
质量、初温相同的水，通过比较
　　　　　　　　　　来比较水
吸收的热量．
水吸收的热量
水升高的温度
（3）实验记录了如下数据：
燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
酒精 25 34
分析数据得出结论：质量相同的煤油和酒精，　　　　　燃烧放出热量多，即放热能力强．
（4）为了形容燃料的放热能力，我们将某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的　　　　.
煤油
热值
知识归纳：
1．在比较不同燃料放热能力实验中，水的质量和初温相同，目的：便于通过比较水的末温得出水吸收热量，从而得出燃料放出热量．
2．燃料质量相同，但加热时间可以不同，对该实验没有影响．
3．只有在燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比才叫热值，燃料不完全燃烧计算出的热值比真实热值小（实际上这个数据不叫热值，因此不能说燃料热值变小）.
4．热值是燃料本身的一种属性，一般不变．只与燃料种类有关，与放出的热量、质量和燃料是否完全燃烧无关．（比如：1 kg的煤和1 t的煤热值一样）
①单位：Q—焦耳（J）　②m—千克（kg）　
③V—立方米（m3）
④q—焦耳每千克（J/kg）或焦耳每立方米（J/m3）

例1　我国于2019年5月17日在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射一颗北斗导航卫星．发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有 （　　）
A.较小的密度
B.较大的比热容
C.较高的热值
D.较低的沸点
C
变式训练1　对于燃料的热值，下列说法正确的是 （　　）
A.2 kg煤的热值大于1 kg煤的热值
B.燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C.燃料不完全燃烧时热值变小
D.燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关
D
知识点二　燃料燃烧放热的有关计算
例2　（2021·扬州）如图，“长征五号B”运载火箭首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机．煤油的热值为4.6×107 J/kg，完全燃烧2 kg煤油放出的热量为多少J
解：m＝2 kg，q＝4.6×107 J/kg，
Q＝mq＝2 kg×4.6×107 J/kg＝9.2×107 J.
答：2 kg煤油放出热量为9.2×107 J.
变式训练2　（2021·重庆模拟）一个成人参加一次马拉松长跑消耗的能量为1.32×107 J．这些能量需要完全燃烧多少千克的干木柴才能得到？（q干木柴＝1.2×107 J/kg）
知识归纳：
求燃料放出热量公式Q放＝mq和Q放＝Vq的选取．
1．燃料的热值q的单位为J/kg（如：酒精q＝3.0×107 J/kg），计算燃料燃烧放出的热量用公式：Q＝mq.
2．燃料的热值q的单位为J/m3（如：煤气q＝3.9×107 J/m3），计算燃料燃烧放出的热量用公式：Q＝Vq.
知识点三　与比热容、热值有关的综合计算
例3　小明想估算一下自己家每天烧水做饭需要的热量．通过实验发现，这些热量相当于每天将30 kg、20 ℃的水烧开．[c水＝4.2×103 J/（kg·℃），一标准大气压下]求：
（1）小明家每天烧水做饭需要多少热量？
（2）如果普通煤的热值为3×107 J/kg，从理论上讲，小明家每天烧水做饭需要多少千克普通煤？（不考虑热损失）
解：(1)m＝30 kg，Δt＝100 ℃－20 ℃＝80 ℃，
c＝4.2×103 J/(kg·℃)，
Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×30 kg×80 ℃
＝1.008×107 J.
答：略．
变式训练3　烟煤的热值是2.9×107J/kg，完全燃烧160 g烟煤放出的热量是多少？若这些热量全部被20 kg 水吸收，水的温度增加多少？[c水＝4.2×103 J/（kg·℃）]（不计热散失；燃料均完全燃烧；结果保留整数）
解：m＝160 g＝0.16 kg，q＝2.9×107 J/kg，
Q＝mq＝0.16 kg×2.9×107 J/kg＝4.64×106 J.
热量全部被吸收，Q吸＝Q放＝4.64×106 J，
c＝4.2×103 J/(kg·℃)，m＝20 kg，
1．（回归课本）已知干木柴的热值为1.2×107 J/kg，焦炭的热值是3.0×107 J/kg，如果完全燃烧干木柴跟燃烧焦炭放出的热量相等，则干木柴的质量与焦炭质量之比是　　　．
5∶2
2．（回归课本）汽油的热值为4.6×107 J/kg，有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：（1）一个重600 N的人，从山脚爬到高30 m的山顶，他克服重力做了多少焦耳的功？（2）如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等，那么需要汽油的质量是多少千克？（结果利用科学记数法表示并保留一位小数）
解：(1)G＝600 N，h＝30 m，
W＝Gh＝600 N×30 m＝1.8×104 J.
答：(1)从山脚爬高到30 m山顶，克服重力做功1.8×104 J；(2)需要汽油的质量为3.9×10－4 kg.