【备考2023】浙教版科学中考第二轮复习讲义第8讲：比热、热值的理解与计算【word，含答案】
文档属性
| 名称 | 【备考2023】浙教版科学中考第二轮复习讲义第8讲：比热、热值的理解与计算【word，含答案】 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 548.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-03 19:36:03 | ||
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文档简介
一、比热容和热值
1. 比热容
(1)定义：一定质量的某种物质，在温度升高时所吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比．用符号c表示．
(2)单位：焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)．
(3)理解：比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与物质的质量、体积、吸放热无关．
(4)水的比热容较大的应用：汽车发动机用水做冷却剂；用水作为暖气片、热水袋的传热介质、修建人工湖减缓热岛效应等．
2.热量的计算公式
3. 燃料的热值
(1)定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，用符号q表示．
(2)单位：焦每千克，符号：J/kg．
(3)理解：热值是燃料的一种属性，与燃料的体积、质量、是否充分燃烧等无关，只与燃料的种类有关．
4. 燃料放出热量的计算公式
当q的单位为J/kg时，Q＝mq．
当q的单位为J/m3时，Q＝qV_．
二、热机效率
1. 定义：热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值．
2. 公式
注：η＜1.
3. 提高热机效率的方法：a.让燃料燃烧更充分；b.在设计和制造过程中，不断改进和创新，以减少各种能量损失；c.设法利用废气的能量．
例1、福建沿海地区昼夜温差较小，而内陆沙漠地区昼夜温差较大．这主要是因为海水与砂石相比具有较大的( )
A. 密度 B. 内能
C. 比热容 D. 质量
例2、利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”．操作如下：
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且________相等的沙子和水；
(2)用相同的酒精灯外焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为________℃.根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像，如图丙所示；
(3)实验中，是通过比较____________来间接反映沙子和水所吸收的热量；
(4)分析图像可知，对于质量相等的沙子和水，升温较快的是________；若使两者升高相同的温度，则________吸收的热量较多．由此可见，________的比热容较大．
例3、森林是一所巨大的天然“氧吧”，因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气，小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一个脸盆装6kg的水，水面的表面积为0.1m2，经太阳垂直照射15min，温度升高了1℃。请计算：[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
（1）实验时6kg的水吸收了多少热量？
（2）若地表植物接收太阳能的能力与水相等，每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳？
（3）100m2绿地每秒可以放出多少升的氧气？(设绿色植物在光合作用下每吸收103J的太阳能可以放出0.05L的氧气)
1.下列关于热值的说法正确的是( )
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. 燃料燃烧不完全时热值变小
D. 燃料的热值是燃料本身的一种特性，与其他因素无关
2.下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是( )
A. 不同物质的比热容一定不同
B. 物质的物态发生变化，比热容不变
C. 质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多
D. 质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多
3.合理分类和利用垃圾可以变废为宝．在一定条件下，1吨垃圾能“榨”出170 kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107 J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为________J，燃烧时燃料油的化学能转化为________能．
4.太阳能热水器吸收1.4×107 J的能量能把质量为20 kg的水从25 ℃加热到75 ℃，则水吸收的热量为________J，热水器的热效率为________．[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
5.习近平总书记来到荆州港码头乘船，沿江察看荆江两岸生态环境和发展建设情况，强调长江经济带建设要“共抓大保护，不搞大开发”．合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝．在一定条件下，1 t生活垃圾能“榨”出140 kg燃料油．若燃料油的热值为4.0×107 J/kg，某城镇每天产生50 t生活垃圾，则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为________J．在一个标准大气压下，这些热量的30%被500 m3 30 ℃的水吸收，则水温能升高__________℃.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]
6.小明家用铁皮桶制作简易太阳能热水器，替代燃烧木柴的加热方式．小明观测到某日铁皮桶装满水后，经过一天的太阳光照，水温从20 ℃升高到60 ℃.已知铁皮桶的容积为50 L，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1×103 kg/m3，问：
(1)当日桶内的水吸收的热量有多大？
(2)设用燃烧木柴加热，木柴完全燃烧释放热量的28%被桶内水吸收，则当日使用该太阳能热水器可节约多少木柴？(q木柴＝1.2×107 J/kg)
7.有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如表所示。将它安装在阳光充足的水平台面上，并装满水。
型号 JL8801A
水容量/L 80
自身质量/kg 50
（1）某地区（晴天）一天中接收的太阳能3.36×107J，接收的太阳能，如果由燃烧煤气（热值q=4.2×107J/kg）来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？
（2）装满的水质量是多少千克？
（3）若这一天中接收的太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使初温为20℃的水温度升高到多少度 [c=4.2×103J/（kg·℃)]
1.关于水的比热容，下列说法正确的是( )
A. 水变成冰后，比热容不变
B. 一桶水比一杯水的比热容大
C. 沿海地区昼夜温差小是因为水的比热容小
D. 水的比热容较大，可用作发动机的冷却剂
2.西昌卫星发射中心成功发射了第四十二、四十三颗北斗导航卫星，北斗三号基本系统星座部署圆满完成，中国北斗定位将能精确到几厘米．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. 较低的凝固点 B. 较低的沸点 C. 较大的比热容 D. 较大的热值
3.用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，根据测量数据绘制如图所示图像，由图可知：甲物质的温度比乙物质的温度升高______(选填“快”或“慢”)，甲物质的比热容________(选填“大于”或“小于”)乙物质的比热容．
4.如图是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热，两种晶体熔化前后温度随时间变化的图象。单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较，Q甲 Q乙；AB是晶体甲熔化图像上的两个点，该晶体在A点时的内能 B点时的内能。（均选填“大于”、“小于”或“等于”）
5.用燃气灶烧水，燃烧0.5千克的煤气，能使50千克的水从20℃升高到70℃(不计热散失)。已知水的比热容为4.2×103焦/(千克·℃) ，煤气的热值为4.2×107焦/千克。求：
（1）0.5千克煤气完全燃烧放出的热量。
（2）水吸收的热量。
（3）燃气灶烧水的效率。
参考答案
例1、C
例2、(1)质量(2)39(3)加热时间(4)沙子 水 水
例3、（1）实验时6kg水吸收的热量为Q＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×6kg×1℃＝2.52×104J。
（2）每平方米水每秒吸收的太阳能为 ＝280J，
由于地表植物接收太阳能的能力与水相等，所以每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为280J。
（3）100m2绿地每秒可以放出氧气 ×0.05L＝1.4L。
【解析】（1）根据公式Q=cm△t计算水吸收的热量；
（2）每平方米水每秒吸收的太阳能=；
（3）首先根据每平方米绿地每秒吸收的太阳能×面积×时间计算出绿地吸收的太阳能，再根据计算出放出氧气的体积。
1.D
2.C
3.6.8×109 内
4.4.2×106 30%
5.2.8×1011 40
6.
7.（1）需要完全燃烧煤气的煤气质量： ;
（2）装满的水的质量：;
（3）水一天中吸收的热量Q'＝ηQ＝60%×3.36×107J＝ 2.016×107J，
由公式Q＝cmΔt＝cm（t-t0）得：
水升高到的温度：。
1.D
2.D
3. 快 小于
4.小于；小于
5.（1）煤气燃烧放出的热量Q=qm=4.2×107焦/千克×0.5千克=2.1×107焦；
（2）水吸收的热量Q吸=c水m水△t水=4.2×103焦/(千克·℃)×50千克×（70℃-20℃）=1.05×107J；
（3）燃气灶的效率。
【解析】（1）根据Q=qm计算煤气放出的热量；
（2）根据Q吸=c水m水△t水计算水吸收的热量；
（3）根据计算燃气灶的效率。
【备考2023】浙教版科学中考第二轮复习--第8讲
比热、热值的理解与计算
1. 比热容
(1)定义：一定质量的某种物质，在温度升高时所吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比．用符号c表示．
(2)单位：焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)．
(3)理解：比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与物质的质量、体积、吸放热无关．
(4)水的比热容较大的应用：汽车发动机用水做冷却剂；用水作为暖气片、热水袋的传热介质、修建人工湖减缓热岛效应等．
2.热量的计算公式
3. 燃料的热值
(1)定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，用符号q表示．
(2)单位：焦每千克，符号：J/kg．
(3)理解：热值是燃料的一种属性，与燃料的体积、质量、是否充分燃烧等无关，只与燃料的种类有关．
4. 燃料放出热量的计算公式
当q的单位为J/kg时，Q＝mq．
当q的单位为J/m3时，Q＝qV_．
二、热机效率
1. 定义：热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值．
2. 公式
注：η＜1.
3. 提高热机效率的方法：a.让燃料燃烧更充分；b.在设计和制造过程中，不断改进和创新，以减少各种能量损失；c.设法利用废气的能量．
例1、福建沿海地区昼夜温差较小，而内陆沙漠地区昼夜温差较大．这主要是因为海水与砂石相比具有较大的( )
A. 密度 B. 内能
C. 比热容 D. 质量
例2、利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”．操作如下：
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且________相等的沙子和水；
(2)用相同的酒精灯外焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为________℃.根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像，如图丙所示；
(3)实验中，是通过比较____________来间接反映沙子和水所吸收的热量；
(4)分析图像可知，对于质量相等的沙子和水，升温较快的是________；若使两者升高相同的温度，则________吸收的热量较多．由此可见，________的比热容较大．
例3、森林是一所巨大的天然“氧吧”，因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气，小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一个脸盆装6kg的水，水面的表面积为0.1m2，经太阳垂直照射15min，温度升高了1℃。请计算：[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
（1）实验时6kg的水吸收了多少热量？
（2）若地表植物接收太阳能的能力与水相等，每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳？
（3）100m2绿地每秒可以放出多少升的氧气？(设绿色植物在光合作用下每吸收103J的太阳能可以放出0.05L的氧气)
1.下列关于热值的说法正确的是( )
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. 燃料燃烧不完全时热值变小
D. 燃料的热值是燃料本身的一种特性，与其他因素无关
2.下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是( )
A. 不同物质的比热容一定不同
B. 物质的物态发生变化，比热容不变
C. 质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多
D. 质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多
3.合理分类和利用垃圾可以变废为宝．在一定条件下，1吨垃圾能“榨”出170 kg燃料油，若燃料油的热值为4.0×107 J/kg，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为________J，燃烧时燃料油的化学能转化为________能．
4.太阳能热水器吸收1.4×107 J的能量能把质量为20 kg的水从25 ℃加热到75 ℃，则水吸收的热量为________J，热水器的热效率为________．[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
5.习近平总书记来到荆州港码头乘船，沿江察看荆江两岸生态环境和发展建设情况，强调长江经济带建设要“共抓大保护，不搞大开发”．合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝．在一定条件下，1 t生活垃圾能“榨”出140 kg燃料油．若燃料油的热值为4.0×107 J/kg，某城镇每天产生50 t生活垃圾，则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为________J．在一个标准大气压下，这些热量的30%被500 m3 30 ℃的水吸收，则水温能升高__________℃.[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1.0×103 kg/m3]
6.小明家用铁皮桶制作简易太阳能热水器，替代燃烧木柴的加热方式．小明观测到某日铁皮桶装满水后，经过一天的太阳光照，水温从20 ℃升高到60 ℃.已知铁皮桶的容积为50 L，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，ρ水＝1×103 kg/m3，问：
(1)当日桶内的水吸收的热量有多大？
(2)设用燃烧木柴加热，木柴完全燃烧释放热量的28%被桶内水吸收，则当日使用该太阳能热水器可节约多少木柴？(q木柴＝1.2×107 J/kg)
7.有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如表所示。将它安装在阳光充足的水平台面上，并装满水。
型号 JL8801A
水容量/L 80
自身质量/kg 50
（1）某地区（晴天）一天中接收的太阳能3.36×107J，接收的太阳能，如果由燃烧煤气（热值q=4.2×107J/kg）来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？
（2）装满的水质量是多少千克？
（3）若这一天中接收的太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使初温为20℃的水温度升高到多少度 [c=4.2×103J/（kg·℃)]
1.关于水的比热容，下列说法正确的是( )
A. 水变成冰后，比热容不变
B. 一桶水比一杯水的比热容大
C. 沿海地区昼夜温差小是因为水的比热容小
D. 水的比热容较大，可用作发动机的冷却剂
2.西昌卫星发射中心成功发射了第四十二、四十三颗北斗导航卫星，北斗三号基本系统星座部署圆满完成，中国北斗定位将能精确到几厘米．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. 较低的凝固点 B. 较低的沸点 C. 较大的比热容 D. 较大的热值
3.用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，根据测量数据绘制如图所示图像，由图可知：甲物质的温度比乙物质的温度升高______(选填“快”或“慢”)，甲物质的比热容________(选填“大于”或“小于”)乙物质的比热容．
4.如图是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热，两种晶体熔化前后温度随时间变化的图象。单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较，Q甲 Q乙；AB是晶体甲熔化图像上的两个点，该晶体在A点时的内能 B点时的内能。（均选填“大于”、“小于”或“等于”）
5.用燃气灶烧水，燃烧0.5千克的煤气，能使50千克的水从20℃升高到70℃(不计热散失)。已知水的比热容为4.2×103焦/(千克·℃) ，煤气的热值为4.2×107焦/千克。求：
（1）0.5千克煤气完全燃烧放出的热量。
（2）水吸收的热量。
（3）燃气灶烧水的效率。
参考答案
例1、C
例2、(1)质量(2)39(3)加热时间(4)沙子 水 水
例3、（1）实验时6kg水吸收的热量为Q＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×6kg×1℃＝2.52×104J。
（2）每平方米水每秒吸收的太阳能为 ＝280J，
由于地表植物接收太阳能的能力与水相等，所以每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为280J。
（3）100m2绿地每秒可以放出氧气 ×0.05L＝1.4L。
【解析】（1）根据公式Q=cm△t计算水吸收的热量；
（2）每平方米水每秒吸收的太阳能=；
（3）首先根据每平方米绿地每秒吸收的太阳能×面积×时间计算出绿地吸收的太阳能，再根据计算出放出氧气的体积。
1.D
2.C
3.6.8×109 内
4.4.2×106 30%
5.2.8×1011 40
6.
7.（1）需要完全燃烧煤气的煤气质量： ;
（2）装满的水的质量：;
（3）水一天中吸收的热量Q'＝ηQ＝60%×3.36×107J＝ 2.016×107J，
由公式Q＝cmΔt＝cm（t-t0）得：
水升高到的温度：。
1.D
2.D
3. 快 小于
4.小于；小于
5.（1）煤气燃烧放出的热量Q=qm=4.2×107焦/千克×0.5千克=2.1×107焦；
（2）水吸收的热量Q吸=c水m水△t水=4.2×103焦/(千克·℃)×50千克×（70℃-20℃）=1.05×107J；
（3）燃气灶的效率。
【解析】（1）根据Q=qm计算煤气放出的热量；
（2）根据Q吸=c水m水△t水计算水吸收的热量；
（3）根据计算燃气灶的效率。
【备考2023】浙教版科学中考第二轮复习--第8讲
比热、热值的理解与计算