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内能与热机
主讲人:xxxx
一、内能
1、一切物体都具有内能。
同一物体,温度改变,内能一定改变,但内能改变,温度不一定改变,比如晶体熔化
2、内能大小的影响因素:
晶体熔化
二、物体内能的改变
三、比热容:
1、比热容的含义:
(1)反映了物质吸热放热的本领;
(2)物质对冷热反应的灵敏程度;
在其它情况相同时,比热容越大的物体,升高相同温度,吸收热量越多
在其它情况相同时,比热容越大的物体,吸收相同热量,升高温度越少
三、比热容:
2、比热容的物理意义:
水的比热容是: c 水= 4.2×103 J/(kg · ℃)
1 kg水温度升高1 ℃吸收的热量是4.2×103 J
3、比热容大小和物质的状态有关。
比如,冰的比热容是水的一半。
四、实验:探究不同物质的吸热本领
1、主要测量器材:天平,温度计,秒表
2、实验方法:
(1)控制变量法
(2)转换法—通过加热时间比较吸热多少
四、实验:探究不同物质的吸热本领
实验思路(1):
控制质量和升高的温度相同,通过比较加热时间。加热时间长的,吸收热量多,比热容大。
实验思路(2):
控制质量和加热的时间相同,通过比较升高的温度。温度升高的小的,比热容大。
暖气用水,
农田晚上灌水保护秧苗,
水冷却发动机,
沿海温差小
五、水比热容大的一些应用
1、压缩冲程 机械能转化为内能;
2、做功冲程 内能转化为机械能;
3、分辨做功和压缩冲程的方法是:
看火花塞是否点燃;看活塞运动方向
六、热机
4、吸气、压缩、排气都是靠飞轮惯性;
5、1个工作循环=4个冲程=飞轮转2圈=1次对外做功。
六、热机
七、热值
反映了物质燃烧时的放热本领
1、物理意义:
2、单位的物理意义:
酒精热值:q酒精=3×107J/kg,
1kg酒精完全燃烧释放的热量为3.0×107J
例题:1kg酒精燃烧了一些,剩下的质量________、体积________、密度________、比热容________、热值________(均选填变大、变小或不变)。
变小
变小
不变
不变
不变
七、热学计算
Q吸= c m Δt
1、物体吸收热量:
2、燃料完全燃烧:
Q放=mq (Q放=Vq)
3、热机效率:
1、热机效率永远小于1(100%)。
2、提高方法:
(1)使燃料燃烧更充分
(2)减小机械间的摩擦
(3)利用废气的能量
七、热机效率
1、下列叙述正确的是( )
A.甲图两铅块不分开,是由于大气压的作用
B.乙图试管内的水蒸气将软木塞推出,软木塞的内能的转化为它的机械能
C.丙图抽去玻璃隔板后,两瓶中的气体逐渐混合,这说明上面瓶中的气体密度较大
D.丁图金属管装有少量乙醚,迅速拉动缠在金属管外的皮绳,可使橡皮塞从管口飞出。
2、 如图甲所示,是李辉”探究物质熔化规律“的实验
(3)该物质在BC段处于 (“固态”、“液态”或“固液共存”)状态,此过程中吸收热量,温度不变,内能 .
3、 如图甲所示一种家用调温式电熨斗,工作过程中电源电压恒为220V,电熨斗金属地板质量为500g。图乙是它的工作电路,发热部分由调温电阻R和定值电阻R0组成。预热时电熨斗以最大功率正常工作100s可使金属底板的温度有20℃升高到220℃【金属底板的比热容为0.44×103J/(kg.℃),假设电熨斗发热体放出的热量全部被金属底板吸收】则
(1)预热时使金属底板吸收的热量是多少?
4、下列与热现象有关的说法中,正确的是( )
A、0℃的物体没有内能
B、燃料的热值越大,放出的热量越多
C、汽油机燃烧的汽油属于可再生能源
D、热传递可以改变物体的内能
5、小明用如图所示装置探究两种液体的吸热能力,两烧瓶中的电阻丝相同。
(1)实验中,必须取 (填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体;
(2)实验中,用 (填序号)间接反映液体吸收热量的多少;通过比较 (填序号)来判断吸热能力的强弱;
A、通电时间
B、温度计示数的变化
6、小明用如图所示装置探究两种液体的吸热能力,两烧瓶中的电阻丝相同。
(3)下表是某次实验数据,分析可知,
(“甲”或“乙”)液体的吸热能力较强;
7、容量为5.0L的某品牌电热水壶如图甲所示,其加热功率为2kW,保温功率为121W。简化电路图如图乙所示,s是保温和加热的自动转换开关,在1个标准大气压下,让该壶正常工作,将一满壶初温为20℃的水烧开。【水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)】
求:
(1)水吸收的热量。
8、关于下图所示实验的说法,错误的是( )
A.试管口出现的白雾是液化的结果
B.该实验基本能反映热机的工作原理
C.木塞冲出的过程机械能转化为内能
D.该实验可以说明做功能改变物体的内能
9、下图是某物质的熔化图象。由图象可知,该物质是 (填“晶体”或“非晶体”);熔化过程用时 min;熔化过程中,物质的内能 。
10、小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热,以探究水和煤油的吸热能力。
(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是 。
(2)加热10min,水吸收的热量 (填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
10、小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热,以探究水和煤油的吸热能力。
(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象。由图象可知,水的沸点是 ℃,煤油的比热容是 J/(kg·℃)。【c水=4.2×103J/(kg·℃)】
10、小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热,以探究水和煤油的吸热能力。
(4)若本次实验共消耗酒精 20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J。
( q酒=3.0×l07J/kg)
11、小明用煤气灶烧水时,进行了如下思考,正确的是( )
A、煤气燃烧越充分,其热值越大
B、加热过程中水的比热容变大
C、壶内水温度升高的过程中内能增大
D、水沸腾过程中吸收热量,温度不断升高
12、甲图中,迅速向下压活塞,能量的转化情况是 。乙图内燃机的工作过程中与甲图能量转化情况相同的是 (选填图中的代号)。
13、下列过程,属于内能转化为机械能的是( )
A.从滑梯上滑下时臀部发热
B.电热水壶烧水
C.内燃机的做功冲程
D.向下压活塞引燃棉花
14、 如图是某种固态物质加热变成液态时温度随时间变化的曲线。则( )
A.是晶体,熔化持续了8min
B.在A点是液态,B点是固态
C.在 A点的内能比B点的小
D.在OA段的比热容比BC段的大