第18讲 比热容、热值及热机
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考点通关 直击考什么
考点1 比热容与热值
比热容 热值
定义 一定质量的某种物质,在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的①_ _ _ _ 与它的②_ _ _ _ 和升高(或降低)的③_ _ _ _ 乘积之比 某种燃料④_ _ _ _ _ _ _ _ 放出的热量与其质量(或体积)之比
单位 ⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ⑥_ _ _ _ _ _ _ _ 或⑦_ _ _ _ _ _ _ _
定义式 或
吸、放热 ⑧_ _ _ _ _ _ _ _ ⑨_ _ _ _ _ _ 或⑩_ _ _ _ _ _
物理意义 的某种物质温度升高(或降低)所吸收(或放出)的热量的多少(用来衡量物质的吸、放热能力) 或的某种燃料在完全燃烧时所放出热量的多少(用来衡量燃料产生热量的能力)
影响因素 与物质的 _ _ _ _ 和 _ _ _ _ 有关,与热量、质量、温度的改变量无关 与燃料的 _ _ _ _ 有关,与燃料的体积、质量、放出的热量的多少无关
说明 物质的特性,不同物质的比热容一般不同 燃料的特性,不同燃料的热值一般不同
考点2 热机及其效率
1.热机
(1)定义:利用内能做功的机械。
(2)工作原理:燃料的化学能内能机械能。
(3)种类:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等。
(4)四冲程汽油机的工作流程(1个工作循环4个冲程,活塞往复运动2次,曲轴转动2圈,对外做功1次)
吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
示意图
进气门 打开 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动方向
备注 吸入空气和汽油 机械能转化为 _ _ _ _ ;缸内气体内能增大,温度升高 内能转化为 _ _ _ _ _ _ ;火花塞产生电火花,缸内气体内能减小,温度降低 ——
2.热机的效率(总是小于1)
(1)定义:热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
(2)公式:。
(3)提高热机效率的途径:.使燃料充分燃烧;.减少各种能量损失;.减小机械内部摩擦。
夯基综合练
1.判断下列说法的正误。
(1) 燃料完全燃烧时放出的热量越多,其热值就越大。( )
(2) 一杯煤油用去一半,它的热值减小为原来的一半。( )
(3) 煤的热值比干木柴大,所以煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多。( )
(4) 同种物质的比热容一定相等。( )
(5) 两种质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的物质温度升高得多。( )
(6) 热机的效率可以达到。( )
2.[人教九年级P32图片改编] 如图所示内燃机的效率为_ _ _ _ _ _ _ _ 。已知汽油的热值为,完全燃烧的汽油,则获得的机械能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
3.将一块质量为的金属冰块冷冻至后,迅速取出放入装有水的绝热容器中,水温为,放入金属冰块后水温最终下降,不计热量损失。则金属冰块吸收的热量为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,该金属的比热容为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。[已知
重点实验 多维透析
实验18 比较不同物质吸收热量的情况 新教材 重点实验
实验器材:水、食用油、两个相同的电加热器、两个相同的烧杯、两支温度计、秒表、天平。
实验步骤
1.在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和食用油。用两个相同规格的电加热器分别对它们进行加热。
2.让水和食用油升高相同的温度,分别记录加热时间。
实验结论
不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,加热时间长的物质吸热能力强。
实验一题练透
问题
小萌与小明为了比较水和煤油吸热本领的大小做了如图甲所示的实验:在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和煤油,用两个完全相同的酒精灯对其加热,实验数据如表所示。
质量/ 初温/ 末温/ 加热时间/
水 300 20 30 12
煤油 300 20 30 6
基础设问
证据
1.要完成该实验探究,除了图甲中所示的器材外,还需要的测量工具有_ _ _ _ 和_ _ _ _ 。
2.加热过程中要用搅拌器不断搅拌,目的是使被加热的物质_ _ _ _ _ _ _ _ 。
解释
3.[数据分析]实验中,是通过比较_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 来比较物质吸热多少的。分析表格中的数据可知,质量相同的水和煤油,升高相同的温度时,水吸收的热量_ _ _ _ (选填“大于”或“小于”)煤油吸收的热量,_ _ _ _ 的吸热能力强。
交流
4.[图像问题]若每隔记录一次温度,可以画出煤油和水的温度-时间图像,如图乙所示。则图线_ _ _ _ 表示的是水的温度随时间变化的规律。
5.[实验评估]小红也做了该实验,但是根据数据作出的图像的开始部分并不是直线,导致这一现象的原因可能是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,为了减小这种影响,请你提出一个可行的方法:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
能力设问
6.[实验优化]与原方案相比,图丙所示方案具有的优点是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
7.[实验改进]小明提出用电加热器进行加热。他们进行分工合作,小萌对水进行加热和记录,小明对煤油进行加热和记录,他们加热的水和煤油的初温、末温、质量,以及电加热器的功率和加热时间等都不相同。若温度差用表示、质量用表示、电加热器的功率用表示、加热时间用表示,忽略热损失。此时要衡量水和煤油谁的吸热能力更强,应用表达式_ _ _ _ _ _ _ _ (用已给物理量表示)进行计算,得到_ _ _ _ _ _ _ _ 的水和煤油,温度升高_ _ _ _ 吸收的热量,就可以进行比较了。
8.[结论应用]若选取一种物质作为暖水袋的供热物质,应选_ _ _ _ (选填“水”或“煤油”)。
命题研究 聚焦怎么考
命题点1 比热容和热值的理解与计算 ★★☆5年4考
考法命题点1
1.注意题中的温度表述形式:“升高”“升高了”或“降低”“降低了”都是表示温度的变化量即;“升高到”或“降低到”表示的是物体的末温。物体吸热升温时,是末温与初温之差;物体放热降温时,是初温与末温之差。
2.各物理量必须选用对应的正确单位。
1.[2024河北节选]我国自主研发的单个陆上风电机组功率可达,这样一个风电机组在此功率下稳定工作_ _ _ _ 产生的电能,相当于 焦炭完全燃烧放出的热量。焦炭的热值为。
2.[2023河北节选]“早穿皮袄午穿纱”表明沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区则昼夜温差小,这是因为水比砂石的_ _ _ _ _ _ 大,楼房中的“暖气”用水作为介质,正是利用了水的这一特性。某同学家“暖气”管道中的水的温度从降低到,放出的热量为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
3.[2022河北节选]一家火锅店用某种材质的纸折成火锅,加上水,放在点燃的天然气炉上涮菜,如图所示。纸锅中的水在沸腾过程中温度_ _ _ _ _ _ _ _ (选填“继续升高”或“保持不变”),该温度低于纸的着火点。若纸锅中水的质量为,水温从升高到,则水需要吸收_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的热量。[已知水的比热容为
4.[2021河北]小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度-时间图像如图所示,由图可知,甲物质比热容_ _ _ _ (选填“ ”“ ”或“”)乙物质比热容。用酒精灯给物体加热,物体内能增大、温度升高,这是通过_ _ _ _ _ _ 方式实现的。实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值_ _ _ _ (选填“变大”“变小”或“不变”)。
妙招
1.等温分析法:作一条垂直于温度轴的直线,可以看出升高相同的温度时,加热时间的长短。
2.等时分析法:作一条垂直于时间轴的直线,可以比较加热时间相同时,温度升高的多少。
5.[2020河北节选]小明用除颜色不同外,其他都相同的黑白两张纸分别将两个相同的瓶子包起来,再将质量、初温相同的水分别倒入两个瓶中,然后将两个瓶子放在太阳光下。已知包有黑纸的瓶中装有水。 的水温度升高,需吸收_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的热量。
命题点2 热机、热机的效率★★☆5年2考
考法命题点2
效率问题的计算方法
1.热机的效率
2.热效率:。
物体温度升高吸热:
。
燃料燃烧放热:
或。
电流通过电热器放热:
或。
6.[2019河北节选]用天然气热水器(如图所示)将质量为、温度为的水加热到,完全燃烧了的天然气。水需吸收_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的热量。热水器的效率为_ _ _ _ %。[水的比热容是、天然气的热值是
7.[2024石家庄模拟]如图所示,这是汽油机的_ _ _ _ 冲程;已知汽油的热值是,汽油完全燃烧,放出热量_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,若某汽车发动机的效率是,消耗这汽油使该汽车在水平路面上匀速行驶了,则该汽车发动机的牵引力为_ _ _ _ 。
8.[2025江西]用燃气灶给一定质量的水加热,完全燃烧体积为的燃气燃气的热值为,水吸收的热量为,则此燃烧过程中燃气放出的热量为_ _ _ _ _ _ ,该燃气灶的热效率为_ _ _ _ _ _ 。(本小题用题中字母表示)
第18讲 比热容、热值及热机
考点通关 直击考什么
考点1 比热容与热值
热量; 质量; 温度; 完全燃烧; ; ; ; ; ; ; 种类; 状态; 种类
考点2 热机及其效率
1.内能; 机械能
夯基综合练
1.(1) ×
(2) ×
(3) ×
(4) ×
(5) ×
(6) ×
2.;
3.;
重点实验 多维透析
实验18 比较不同物质吸收热量的情况 新教材 重点实验
实验一题练透
1.天平; 秒表
2.均匀受热
3.加热时间长短; 大于; 水
4.
5.开始加热时烧杯吸收了部分热量; 实验前先对烧杯进行预热处理
6.更容易确保两种物质在相同时间内吸收的热量相等
7.; 单位质量; 1
8.水
命题研究 聚焦怎么考
命题点1 比热容和热值的理解与计算 ★★☆5年4考
1.10
[解析]由得。
2.比热容;
3.保持不变;
4.; 热传递; 不变
5.
命题点2 热机、热机的效率★★☆5年2考
6.; 80
7.压缩; ; 690
8.;
[解析]已知燃气的热值为,完全燃烧的燃气体积为,根据气体燃料完全燃烧放热公式,可得出燃气放出的热量。水吸收的热量是有效利用的能量,即,燃气放出的热量,将其代入热效率公式,即可得到燃气灶的热效率。