2023-2024年沪粤版物理九年级上册12.2热量与热值课件（23张ppt）

(共23张PPT)
第十二章 内能与热机
12.2 热量与热值
我们已经了解，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？
课前导入
热传递过程中伴随着温度的变化，内能改变的多少与温度之间有什么关系呢？接下来我们一起进行探究。
热传递方式
传导
对流
辐射
一、什么叫做热量
新知探究
一根火柴完全燃烧放出的热量约为103 J。
在物理学中，把物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量，符号Q。
国际单位制中，热量的单位是焦(J )。
燃烧的火柴
热量与内能的关系：
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。
热量是个过程量，不能用“含有”描述。
二、探究物体吸收或放出的热量
新知探究
同种物质吸收或放出的热量与其质量和温度变化有关，它们之间存在怎样的关系呢？
活动1——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
设计如图所示的实验装置，烧杯中盛有100 g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（如5 ℃）所用时间记录在表格中。
转换法
二、探究物体吸收或放出的热量
新知探究
活动1——探究水的吸热与其温度变化、质量的关系
数据记录表格：
实验起始温度为______℃，水的质量为100 g
升高的温度Δt/℃ 5 10 15 20 25 …
加热的时间t/min
表明：当质量一定时，水吸收的热量与升高的温度成正比。
控制变量法
实验中，水升高的温度相同时，加热的时间基本相等。
二、探究物体吸收或放出的热量
新知探究
B．探究水的吸热与水的质量的关系
四个相同的烧杯中分别加入50 g、100 g、150 g、200 g水（可设置更多不同水量），分别利用如图所示的实验装置对水加热，使水升高相同的温度（如20 ℃），将所用时间记录在表格中。
活动1——探究水的吸热与其温度变化、质量的关系
二、探究物体吸收或放出的热量
新知探究
活动1——探究水的吸热与其温度变化、质量的关系
数据记录表格：
水升高的温度为20 ℃
水的质量m/g 50 100 150 200 …
加热的时间t/min
表明：当升高的温度相同时，水吸收的热量跟它的质量成正比。
实验中，水升高的温度相同时，加热的时间与水的质量成正比。
二、探究物体吸收或放出的热量
新知探究
活动1——探究水的吸热与其温度变化、质量的关系
思考：若要探究水的温度降低时放出的热量与其温度变化、质量的关系，能不能利用上述实验装置呢？
可以利用上述实验装置。
提示：将水加热到一定温度后，撤去酒精灯，记录水的温度降低一定值所用时间。
二、探究物体吸收或放出的热量
新知探究
当物体温度升高或降低时，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 ℃时吸收的热量是4.2×103J；1 kg纯水温度降低1 ℃时放出的热量也是4.2×103J。
英国物理学家焦耳
三、燃料的热值
新知探究
燃料的分类：
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
三、燃料的热值
新知探究
思考：你能列举出一些常见的燃料吗？它们分别属于哪一类燃料？
生物质燃料、可燃冰等
煤油等
沼气等
属于固体燃料
属于液体燃料
属于气体燃料
三、燃料的热值
新知探究
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。
在物理学中，把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量的比叫做这种燃料的热值，符号q，单位是J /kg。
（气体燃料的热值等于气体完全燃烧时所放出的热量与气体体积的比，单位是J /m3。）
知道了某种燃料的热值，就可以算出一定质量的这种燃料完全燃烧时所放出的热量。计算式：Q=qm。
三、燃料的热值
新知探究
气体 q/(J·m-3) 液体 q/(J·kg-1) 固体 q/(J·kg-1)
氢气 1.4×108 酒精 3.0×107 干木柴 1.2×107
天然气 3.3×107～ 4.5×107 柴油 4.3×107 烟煤 2.9×107
石油 4.4×107 焦炭 3.0×107
液化气 4.9×107 汽油 4.6×107 无烟煤 3.4×107
煤气 1.8×107 煤油 4.6×107 木炭 3.4×107
几种燃料的热值
m=500 g=0.5 kg，
Q=qm
=4.6×107 J/kg×0.5 kg
=2.3×107 J
思考：500 g汽油完全燃烧，可以放出多少热量？
三、燃料的热值
新知探究
热效率：有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
热效率低的原因及提高热效率的方法：
即：热效率= ×100%
有效利用的热量
燃料完全燃烧放出的热量
燃料燃烧不充分
热量被工具吸收
热量散失到空气中
低的原因
提高方法
改善燃烧条件，尽量充分
提高导热效率
提高隔热性能
减少热量损失
新知探究
（1）从燃料热值表所列的固体、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）想想自己家里常用到哪种燃料，估算一下一个月需要支付多少燃料费；交流讨论有哪些可以减少燃料费支出的措施。
提示：（1）根据热值的含义解释。
（2）燃气灶、汽车等都需要燃料。
三、燃料的热值
活动2——怎样选择燃料
信息浏览
新知探究
西气东输
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，全长约4000 km；二线管道工程西起新疆霍尔果斯，南至香港特别行政区，干线全长约5000 km。
1、下列说法正确的是（　 ）
A．物体的温度越高，所含的热量越多
B．物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高
C．物体的内能越大，热量越多
D．热量总是从内能多的物体转移到内能少的物体
课堂反馈
B
2、下列关于热值的描述，正确的是（　 ）
A．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大
B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
C．燃料燃烧放出的热量与质量的比，即这种燃料的热值
D．燃料的热值跟燃烧情况无关
D
（1）实验装置如图甲、乙所示，图中横
杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装
顺序应为__________（“由下而上”或
“由上而下”）。
（2）为保证实验结论的可靠性，以及方便比较，实验中用到的酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯的规格都应保持______。
由下而上
相同
3、通过如图所示实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽时水温/℃
酒精 15 35
碎纸片 15 25
（3）通过实验得到的燃料热值与实际相比
将偏______（选填“大”或”小”），这种
情况的主要原因是：_______________。
（4）实验部分数据记录如表：
小
存在热损失
若已知酒精的热值为2.4×107 J/kg，结合表中数据，可得出碎纸片的热值是_________J/kg。
3、通过如图所示实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。
1.2×107
4、氢燃料新能源公交车逐渐在不少城市投放使用，已知氢燃料的热值为1.5×108 J/kg，求：
（1）质量为0.56 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）如果氢燃料公交车的效率为70%，0.56 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量可使以140 kW恒定功率匀速行驶的公交车行驶多长时间。
解：（1）0.56 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：
Q放=m氢q=0.56 kg×1.5×108 J/kg=8.4×107 J；
（2）公交车所做的功为：W=ηQ放=8.4×107 J×70%=5.88×107 J，
由 得公交车行驶时间： 。
课堂小结
谢 谢 观 看！