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第10课时 总课时:第 课时 备课时间: 年 月 日
课题 第十二章 机械能和内能复习(二)比热容、热值及热量计算 (附课件)
一、教学目标 巩固有关比热容、热值及热量计算的知识,针对教学目标中的重要内容进行复习。并应用相关知识解释相关的简单现象。训练和培养学生应用数学解决物理物理问题的能力。
二、教学重点 1、应用比热容知识解释有关现象;2、热量计算。
三、教学难点 比热容的理解和热量计算。
四、教学方法讨论交流、指导练习
五、教具 课件和印发练习。
六、教学过程
(一)、知识框图:投影基本知识框图(挂图或画在小黑板上)
(二)分单元复习
四、比热容
引导学生回忆基本知识。对照知识框图,以问题形式提问让学生回答。
1、基本知识
(1)定义:单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量,叫做这种物质的比热容,简称比热
(2)单位: 焦耳/(千克 ℃),单位符号: J/(kg ℃),读法:焦耳每千克摄氏度
(3)、比热容的物理意义:表示1kg的物质温度升高(或降低)1 ℃所吸收(放出)的热量是多少。
( 4)、比热容的特点:
比热容是物质本身的一种物理属性。与物体质量的大小、温度改变的多少、物体的形状、体积、位置等无关,它仅与物质的种类和状态有关。
2、例题讨论与练习
题型一:比热容意义及应用
例1关于比热容,下列说法中正确的是( ) A.物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关 B.物体的比热容跟物体的温度有关 C.物体的质量越大,它的比热容就越大 D.物体的比热容与物体吸、放热及温度和质量都没有关系
点拨与分析:比热容是物质的一种特性,只与物质种类信状态有关,与质量、温度改变量、吸收放出的热量无关。
练习1 2008年6月5日19时30分,中央气象台发布了西安和香港两城市在未来24小时内的天气预报:西安,晴,气温21℃~34℃;香港,晴,气温24℃~28℃。造成两地在同一天内气温变化差别较大的原因之一是 ( )A.水的内能比泥土、砂石的内能大 B.水的比热容比泥土、砂石的比热容大 C.水的内能比泥土、砂石的内能小 D.水的比热容比泥土、砂石的比热容小
点拨与分析:相同质量的不同物质,升高或降低相同的温度,比热大的吸收的热量多,吸收或放出相同的热量,比热大的温度改变量小 ,水的比热容大。所以选取B
五、热量的计算:
1、基本知识
Q=cmΔt Q表示热量,c表示比热容,m表示物体的质量,Δt表示温度改变量。一个物体温度升高时吸收热量计算公式:
Q吸=cm(t-t0)
一个物体温度降低时放出热量计算公式:
Q放=cm(t0-t)
t0表示初温,t表示末温。
2、例题讨论与练习
题型二:应用Q=cmΔt公式的基本计算
例2、已知水的比热容c=4.2×103__________(填单位),把2kg水从20℃开始加热100℃,水的温度升高_________℃,水吸收的热量为____________J.
点拨与解析:这题是考查比热容的单位、对△t的理解和公式Q=cm△t 的运用。只要准确知道各字母表示的物理量,直接应用公式计算即可。
本题:其中△t= 100℃—20℃=80 ℃;而Q吸= cm△t =4.2×103 J/(kg℃)× 2kg× 80 ℃= 6.72×105J。
答案: J/(kg℃),80℃,6.72×105J。
题型二:应用Q=cmΔt公式求比值的计算
例3 初温相同的铜和铅,质量之比是2:3,若它们吸收相等的热量,铜升高的温度与铅升高的温度之比是1:2,它们的比热容之比是( ) A. 2:1 B.1:3 C.3:1 D.3:4
点拨:求比一般用乘积形式的计算式比较简便。本题故然用Q=cm△t
练习2 甲、乙两个物体的质量之比为1:4,比热容之比为1:2,它们吸收了相同的热量,则甲物体温度变化是乙物体温度变化的 倍.
学生依照例题练习。
六、热值
1、基本知识
(1)定义:单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值.符号q.
(2)单位:J/kg
(3)特点:热值是燃料的一种特性,与热量和质量无关,只与燃料的种类有关。
(4)一定质量的燃料完全燃烧时放出的热量,计算公式:Q放=mq
题型三:热值意义
例4、质量为3千克的石油,用去1/3后,剩下石油的密度、比热容和热值情况为( ) A、密度、比热容变为原来的2/3,热值不变 B、密度、比热容不变,热值变为原来的2/3 C、密度、比热容和热值变为原来的2/3 D、密度、比热容和热值都不变
点拨与解析:物质的密度、比热容和热值都是物质的属性,对于同种物质来说,它们不会随物质的质量变化而改变,只要理解了这一意义,就能确定答案。
答案:D
产品名称: 燃气热水器
燃气种类 天然气
温升25℃热水产率: 8L/min
额定热负荷 16KW
练习3、南京呼应“西气东输”早作谋划 ,预计将在三年内用天然气将取代煤气 。以下是某燃气热水器的技术参数
其中“温升25℃热水产率8L/min”含义是:每分钟进水8L,并可使水的温度升高25℃;“额定热负荷16kw”表示的含义:是热水器每秒钟能够产生的最大热量是16kJ
(1) 热水器正常工作一分钟时水所吸收的热量是多少? 已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃).
(2)你认为在南京推广天然气的有益之处是什么?
学生解答:(参考答案)(1)m= ρV=1×103kg/m3×8×10-3m3=8kg
Q吸=CmΔt= 4.2×103J/(kg ℃) × 8kg ×25℃=8.4×105J (2)热值大、污染小、可合理利用能源
题型四:涉及热值、比热容的综合计算题
例5 汽油的热值是4.6×107 J/kg,完全燃烧210g汽油能放出多少热量 若这些热量全部被水吸收,可使多少千克水从20℃到43℃ 【水的比热容为4.2×103 J/(kg.℃)】
分析:根据已知条件,求完全燃烧210g汽油能放出多少热量用什么公式?求可使多少千克水从20℃到43℃ 是求什么物理量的?根据已知条件应该用什么公式?
点拨与分析:解决这类综合题,离不开基本公式Q=CmΔt和Q放=mq,既可以分步解也可以列综合式子解,但是分步解比较好,因为评分时是分步给分的。这样解即使某一步计算错了不影响其它步骤中的正确解答。此类计算代公式,当方程解,或者公式变形后代数字解,均可。但是要注意解计算题的规范要求。
已知:求:解:答。过程略
解:Q放= m油q=0.21kg×4.6×107J/kg =9.66×106J = Q吸
9.66×106J = 4.2×103J/(kg.℃) ×m水(43℃-20℃) m水=100kg
练习4:一台太阳能热水器一天能使1t的水温度从20℃升高到70℃,这台太阳能热水器一天吸收的太阳能为 J。若用热值为8.4107J/kg的液化石油气作燃料的热水器,使同样质量的水升高相同的温度,则需要完全燃烧 kg的液化石油气。(能量损失忽略不计)
与例题方法相同,依照例子完成参考解答:Q吸= c水m水(t-t0 )= 2.1×108 J, 2.5kg
(三)、 本节学习小结
本节课复习的比热容和热值是物质本身的性质,与密度、硬度等一样是只与物质种类有关的物理量,一般与其它因素无关。
求比的问题一般用乘积的算式计算比较简便。解答计算题时,关键是正确判定用什么公式。要按规范要求解答。过程要带单位计算。
(四)、作业:
完成印发的配套练习。
七、教后记:
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 (共 2 页)
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" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共23张PPT)
机械能和内能复习
(二)比热容、热值及热量计算
四、比热容
(1)定义:
物体温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)温度的乘积之比叫做比热容。
或者说:单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量,叫做这种物质的比热容,简称比热
四、比热容
(2)单位: 焦耳/(千克· ℃),单位符号: J/(kg · ℃),读法:焦耳每千克摄氏度
(3)、比热容的物理意义:表示1kg的物质温度升高(或降低)1 ℃所吸收(放出)的热量是多少。
( 4)、比热容的特点:
比热容是物质本身的一种物理属性。
与物体质量的大小、温度改变的多少、物体的形状、体积、位置等无关,它仅与物质的种类和状态有关。
例1关于比热容,下列说法中正确的是( ) A.物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关 B.物体的比热容跟物体的温度有关 C.物体的质量越大,它的比热容就越大 D.物体的比热容与物体吸、放热及温度和质量都没有关系
点拨与分析:比热容是物质的一种特性,只与物质种类信状态有关,与质量、温度改变量、吸收放出的热量无关。
D
练习1 2008年6月5日19时30分,中央气象台发布了西安和香港两城市在未来24小时内的天气预报:西安,晴,气温21℃~34℃;香港,晴,气温24℃~28℃。造成两地在同一天内气温变化差别较大的原因之一是 ( )A.水的内能比泥土、砂石的内能大 B.水的比热容比泥土、砂石的比热容大 C.水的内能比泥土、砂石的内能小 D.水的比热容比泥土、砂石的比热容小
点拨与分析:相同质量的不同物质,升高或降低相同的温度,比热大的吸收的热量多,吸收或放出相同的热量,比热大的温度改变量小 ,水的比热容大。所以选取B
B
五、热量的计算:
Q=cmΔt
Q表示热量,
c表示比热容,
m表示物体的质量,
Δt表示温度改变量。
一个物体温度升高时吸收热量计算公式:
Q吸=cm(t-t0)
一个物体温度降低时放出热量计算公式:
Q放=cm(t0-t)
t0表示初温,
t表示末温。
例2、已知水的比热容c=4.2×103__________(填单位),把2kg水从20℃开始加热100℃,水的温度升高_________℃,水吸收的热量为____________J.
解析:这题是考查比热容的单位、对△t的理解和公式Q=cm△t 的运用。其中△t= 100℃—20℃=80 ℃;而
Q吸= cm△t
=4.2×103 J/(kg·℃)× 2kg× 80 ℃= 6.72×105J。
答案: J/(kg·℃),80℃,6.72×105J。
例3 初温相同的铜和铅,质量之比是2:3,若它们吸收相等的热量,铜升高的温度与铅升高的温度之比是1:2,它们的比热容之比是( ) A. 2:1 B.1:3 C.3:1 D.3:4
求比一般用乘积形式的计算式比较简便。
Q铜
Q铅
=
c铜m铜Δt铜
c铅m铅Δt铅
即
1
1
=
c铜
c铅
×
2
3
×
1
2
1
1
=
c铜
c铅
×
1
3
c铜
c铅
=
3
1
C
练习2 甲、乙两个物体的质量之比为1:4,比热容之比为1:2,它们吸收了相同的热量,则甲物体温度变化是乙物体温度变化的 倍.
Q甲
Q乙
=
c甲m甲Δt甲
c乙m乙Δt乙
即
1
1
=
1
2
×
1
4
×
Δt甲
Δt乙
1
1
=
1
8
×
Δt甲
Δt乙
Δt甲
Δt乙
=
8
1
8
六、热值:
1定义:
燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比叫做这种燃料的热值.
或者说:单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值.符号q.
六、热值:
2、单位:J/kg
3、特点:热值是燃料的一种特性,与热量和质量无关,只与燃料的种类有关。
4、一定质量的燃料完全燃烧时放出的热量,计算公式:
Q放=mq
例4、质量为3千克的石油,用去1/3后,剩下石油的密度、比热容和热值情况为( )
A、密度、比热容变为原来的2/3,热值不变 B、密度、比热容不变,热值变为原来的2/3
C、密度、比热容和热值变为原来的2/3
D、密度、比热容和热值都不变
解析:物质的密度、比热容和热值都是物质的属性,对于同种物质来说,它们不会随物质的质量变化而改变,只要理解了这一意义,就能确定答案。
答案:D
产品名称: 燃气热水器
燃气种类 天然气
温升25℃热水产率: 8L/min
额定热负荷 16KW
练习3、南京呼应“西气东输”早作谋划 ,预计将在三年内用天然气将取代煤气 。以下是某燃气热水器的技术参数
(1) 热水器正常工作一分钟时水所吸收的热量是多少? 已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃).
解:
Q吸=CmΔt= 4.2×103J/(kg ℃) × 8kg ×25℃
=8.4×105J
m= ρV=1×103kg/m3×8×10-3m3=8kg
其中“温升25℃热水产率8L/min”含义是:每分钟进水8L,并可使水的温度升高25℃;“额定热负荷16kw”表示的含义:是热水器每秒钟能够产生的最大热量是16kJ
产品名称: 燃气热水器
燃气种类 天然气
温升25℃热水产率: 8L/min
额定热负荷 16KW
(2)你认为在南京推广天然气的有益之处是什么?
答:热值大、污染小、可合理利用能源
其中 “温升25℃热水产率8L/min”含义是:每分钟进水8L,并可使水的温度升高25℃;“额定热负荷16kw”表示的含义:是热水器每秒钟能够产生的最大热量是16kJ
练习3、南京呼应“西气东输”早作谋划 ,预计将在三年内用天然气将取代煤气 。以下是某燃气热水器的技术参数
例5 汽油的热值是4.6×107 J/kg,完全燃烧210g汽油能放出多少热量 若这些热量全部被水吸收,可使多少千克水从20℃到43℃ 【水的比热容为4.2×103 J/(kg.℃)】
点拨与分析:根据已知条件,求完全燃烧210g汽油能放出多少热量用什么公式?求可使多少千克水从20℃到43℃ 是求什么物理量的?根据已知条件应该用什么公式?
例5 汽油的热值是4.6×107 J/kg,完全燃烧210g汽油能放出多少热量 若这些热量全部被水吸收,可使多少千克水从20℃到43℃ 【水的比热容为4.2×103 J/(kg.℃)】
点拨与分析:解决这类综合题,离不开基本公式Q=CmΔt和Q放=mq,既可以分步解也可以列综合式子解,但是分步解比较好,因为评分时是分步给分的。这样解即使某一步计算错了不影响其它步骤中的正确解答。此类计算代公式,当方程解,或者公式变形后代数字解,均可。但是要注意解计算题的规范要求。
已知:q=4.6×107J/kg,m油=210g=0.21kg,
c水= 4.2×103 J/(kg.℃),t0=20℃,t= 43℃
求:Q放,m水
解:Q放= m油q=0.21kg×4.6×107J/kg =9.66×106J = Q吸
Q吸= c水m水(t-t0 )
9.66×106J
= 4.2×103 J/(kg.℃) ×m水( 43℃-20℃ )
m水=100kg
或由Q吸= c水m水(t-t0 )
得m水=
Q吸
c水(t-t0 )
=
9.66×106J
4.2×103 J/(kg.℃) ×( 43℃-20℃)
=100kg
答:略。
练习4 一台太阳能热水器一天能使1t的水温度从20℃升高到70℃,这台太阳能热水器一天吸收的太阳能为 J。若用热值为8.4×107J/kg的液化石油气作燃料的热水器,使同样质量的水升高相同的温度,则需要完全燃烧 kg的液化石油气。(能量损失忽略不计)
与例题方法相同,依照例子完成
参考解答:
Q吸= c水m水(t-t0 )
= 4.2×103 J/(kg.℃)×1000kg×(70℃-20℃ )
= 2.1×108 J=Q放
Q放= m油气q
得m油气=
Q放
q
得m油气=
Q放
q
=
2.1×108 J
8.4×107 J/kg
=2.5kg
本节课复习的比热容和热值是物质本身的性质,与密度、硬度等一样是只与物质种类有关的物理量,一般与其它因素无关。
求比的问题一般用乘积的算式计算比较简便。
解答计算题时,关键是正确判定用什么公式。要按规范要求解答。过程要带单位计算。
作业
完成印发的配套练习。