12.2 热量与热值 (共43张PPT)-2023-2024学年沪粤版物理九年级上册课件

(共43张PPT)
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热量与热值
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我们已经知道，热传递可以改变物体的内能。那么，怎样描述和度量热传递过程中物体内能改变的多少呢？
学习目标
1．了解热量的概念，知道热量是表示在热传递过程中物体
内能改变的多少。
2．知道当质量一定时，水吸收的热量跟升高的温度成正比；
升高的温度相同时，水吸收的热量跟它的质量成正比。
3. 了解热值的概念，知道不同燃料的热值不同。会根据热
值来计算燃料完全燃烧放出的热量。
什么叫做热量
热传递过程中，物体能改变的多少叫作热量
热量是物体内能改变的一种量度。
Q
热量和内能的单位都是焦 (J)
1.定义：
3.单位：
2.符号：
发生热传递的条件是有温差存在。
吸热时Q吸，放热时Q放
当仅有热传递时，物体吸收热量，内能增加；
放出热量，内能减少。
一根火柴完全燃烧放出的热量约为 103 J。
温度、热量、内能的区别
1. 热量是过程量，温度、内能是状态量
2. 单位区别
3. 表述区别
温度后面只能接“是……、降低……、升高……”
热量只能说“吸收……热量、放出……热量”
内能只能“具有内能、改变内能、内能增加(减少)”
4. 温度、热量、内能的联系
热传递可以改变物体的内能，使内能增加或减少，但吸收(或放出)热量时温度不一定改变。
我们从经验可知，对同一种物质来说，例如，水吸收或放出的热量跟水的质量和温度变化有关，它们之间存在怎样的关系呢
让我们通过实验来进行研究。
探究物体
吸收或放出的热量
活动1
实验器材：铁架台一个，酒精灯一盏，温度计一支，量筒一个，相同的烧杯几个，钟表一只。
探究水的吸热与其温度变化、质量的关系
A. 探究水的吸热与温度变化的关系
水吸收热量的多少可以根据加热时间的长短来粗略判定。根据这一思路，设计如图所示的实验装置，烧杯中盛有100 mL (即100g)的水。
酒精灯对水加热后，选取一个温度作为起始温度开始计时，并将水每升高相同温度(例如5℃)所用的时间记录在下表中。
实验的起始温度为_________℃。
5 10 15 20 25 …
100
实验中，当水升高的温度相同时，加热的时间基本相等，这表明，当质量一定时，水吸收的热量与升高的温度成________。
升高的温度
Δ t/℃
加热的
时间t/min
水的质量m/g
B. 探究水的吸热与水的质量的关系
根据活动要求，参考前面的实验，设计实验方案，画出记录表格，进行实验。
实验表明，当升高的温度相同时，水吸收的热量跟它的质量成_________。
想一想，你能用上面的实验装置，探究物体温度降低时所放出的热量与物体的质量、温度变化的关系吗
某种物质升温时吸收热量的多少可能与哪些因素有关，有怎样的关系呢？
观察与思考
烧开满壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？
把一壶水烧开与烧成温水需要的热量一样多吗？
不一样多，满壶水所需热量多。
不一样多，烧成开水所需热量多。
小结：对于同种物质(如水)，水吸收的热量与水的
________________和___________有关。
质量 (m)
升高的温度 (Δt)
质量越_____，吸收的_____________；
温度升高的度数越______，吸收的___________。
大
热量越多
多
热量越多
柴薪
煤炭
石油
天然气
从哪里获得内能？
进一步的研究表明，当物体温度升高或者降低时，它吸收或放出的热量与物体质量的大小、温度的变化多少成正比。
英国物理学家焦耳经过长期的实验研究得出：1 kg 纯水温度升高1℃ 时所吸收的热量是4.2×103J；1 kg 纯水温度降低 1 ℃ 时所放出的热量也是4.2×103J。
燃料的热值
我们知道，煤、石油、天然气等燃料燃烧时，能放出热量。
木柴、煤等固体燃料
汽油、柴油等液体燃料
天然气等气体燃料
图12－9 各种燃料
想一想
你能列举出一些常见的燃料吗 它们分别属于上述燃料中的哪类
固体燃料：千木柴、木炭、焦炭、烟煤、无烟煤等；
液体燃料：汽油、柴油、酒精、煤油等；
气体燃料：氢气、天然气、液化气、煤气等。
实验表明，质量相等的不同燃料，在完全燃烧时所放出的热量是不相等的。
例如，1kg干木柴完全燃烧，能放出1.2×107J的热量；而1kg汽油完全燃烧可以放出4.6×107J的热量，几乎是干木柴的4倍。
　不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？
　 经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。
一．热值
　在物理学中，把某种燃料完全燃烧时放出的热量与燃料质量的比叫做这种燃料的热值。
1. 定义
热值在数值上等于1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量。
2. 物理意义
热值用符号 q 表示
3. 符号
国际单位：焦每千克；符号：J/kg。
气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
4. 单位
二．了解燃料的热值表
常用燃料的热值表 (单位：J/kg)
气 体 热值 q/( J·m－3)
氢 气 1.26×107
天然气 3.3×107 ~ 4.5× 107
煤 气 1.8×107
液 体 热值 q/( J·kg－1)
酒 精 3.0×107
柴 油 4.3×107
石 油 4.4×107
汽 油 4.6×107
煤 油 4.6×107
液化气 4.9×107
固 体 热值 q/( J·kg－1)
干木柴 1.2×107
烟 煤 2.9×107
焦 炭 3.0×107
无烟煤 3.4×107
木 炭 3.4×107
热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧无关。
知道了某种燃料的热值，就可以算出定质量的这种燃料完全燃烧时所放出的热量。
三．有关燃料燃烧放热的计算
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
如果用q表示燃料的热值，用m 表示燃料的质量，那么燃料在完全燃烧时放出的热量Q就可用下式进行计算
热值计算公式
Q ＝ mq
固体或液体燃料
气体燃料：
Q ＝ Vq
想一想
500 g 汽油完全燃烧，可以放出多少热量
汽油完全燃烧放出的热量：
Q ＝ mg
＝ 500×10－3kg×4.6×107J/kg
＝2.3×107J
根据热值表，计算一下10吨氢气完全燃烧放出多少焦耳的热量？
氢气的热值是 1.4×108 J/kg
放出热量Q ＝热值q×质量m
＝1.4×108 J/kg× 10×103 kg
＝1.4×1012 J
再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？
干木柴的热值 1.2×107 J/kg
需要干木柴 m＝ ＝ ＝ 1.2×105 kg
约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。
在多数情况下，燃料不可能完全燃烧，因此，燃料燃烧时实际放出的热量往往少于根据热值计算出来的热量。另外，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。
例如，用煤炉烧水时，煤燃烧时放出的热量，一部分散失到空气中，一部分传给盛水的容器和炉子，被水吸收的只是煤燃烧放出热量中的一部分。
普通的家用煤炉燃烧无烟煤，热效率只有15%。
普通燃煤锅炉的热效率约为30%；
现代化的锅炉，热效率可达90%左右。
因此，改善燃烧条件，使燃料尽可能充分燃烧，同时尽可能减少各种热量损失，既可节约燃料，又可减少污染，保护环境。
活动 2
怎样选择燃料
(1) 从燃料热值表所列出的固体、液体、气体燃料中，各找出一种热值最大的燃料，并说明它们的热值表示什么意思。
(2) 你家经常使用的是哪种燃料 估算一下，你家一个月需支付多少燃料费 采取哪些措施可以减少燃料费的支出
信息浏览
西气东输
天然气是继煤和石油之后的第三大能源，而且是污染较少的能源。我国是世界上使用天然气最早的国家之一，也是天然气资源大国。我国的天然气主要分布在新疆等西部地区为适应国民经济发展和改善环境的需要，国家动工建设“西气东输”工程。
一线管道工程西起新疆塔里木盆地的轮南油田，东至上海，途经10个省(区、市)，全长约 4000 km，于2004 年建成投产。二线管道工程西起新疆霍尔果斯，南至香港特别行政区，途经 14 个省(区、市)和特别行政区，干线全长约5000 km，新疆霍尔果斯至广州段于2011 年建成投产，广州至香港特别行政区段于 2012 年 12 月建成。
本课小结
一、热 量
1. 定 义：物体在热传递的过程中放出或吸收能量的多少
符 号：Q
2. 单 位：焦耳 符号：J
3. 物体放出或吸收热量的多少跟物体质量的大小、温度
变化多少成正比
二、燃 料 的 热 值
1. 定 义：1千克的某种燃料在 完全燃烧 时所放出的热
量叫作这种燃料的热值。
符号：q
2. 单 位：焦耳/千克 (J / kg 或 J kg－1)
3. 计 算 公 式：Q ＝ qm