课件44张PPT。热学复习请思考: 在生活中哪些地方跟“热”字有关? 这些“热”字在自然科学中有多少种含义呢 ?下列“热”字表示什么含义?今天天气很热。热胀冷缩。高温物体放热。热机热现象是自然界中很普遍的现象。表示“温度高”表示“温度升高”表示“热量”表示“内能”表示“热运动”热 量定义:在热传递过程中,传递能量的多少, 叫做热量。意义:表示在热传递过程中吸收或放出
内能的数量多少的物理量。单位:焦耳(J)有关公式吸热公式Q=cm(t- t0)
放热公式Q=cm(t0-t)比热容的定义:
单位质量的某种物质温度升高或降低10C时吸收或放出的热量叫做这种物质的比热容。燃料完全燃烧的放热公式Q=qm燃烧值的定义:1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值。电流通过导体时放热公式:Q=I2Rt做功产生热的公式:Q=W=FS1、利用公式 Q=cmΔt进行计算时要注意以下四点:(1)正确理解公式中各量的物理意义。(2)同一公式中各物理量的单位务必统一到国际单位 制中来。(3)公式适用于物态不发生变化时物体升温(或降温)过程中吸热(或放热)的计算,若吸放热过程中发生物态变化,则不能使用这个公式。(4)注意题目文字叙述中温度升高了或升高到、降低了或降低到所对应的温度变化。2、比热容:用来比较不同物质吸热(或放热)的能力的物理量。它是物质的一种特性,不随物质的质量、形状、温度的高低、放置的地点或吸(放)热的多少而变化。说明:
⑴比热容反映了物质的吸热本领,是物质的一种特性。
⑵同种物质的比热容相同,不同物质的比热容一般不同。
⑶比热容与物质的种类、物态有关;与热量、质量、形状、温度等因素无关。
⑷单位质量的某种物质温度升高1℃ 吸收的热量和温度降低1℃放出的热量相等。
3、热值 反映了燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领,是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧无关。煤油的比热容是2.1×103焦/(千克·℃),它表示 。 关于比热容,下列说法中正确的是( )
A.1千克水在1℃时的热量是4200焦 B.1千克水每升高1℃放出的热量是4200焦 C.1千克水每升高1℃吸收的热量是4200焦 D.1千克水每降低1℃吸收的热量是4200焦1千克煤油温度升高1℃时,需吸热2100焦C1.一滴水和一盆水的比热容谁大? 答:一样大。因为水的比热容是物质的特性之一,不随质量的改变而改变。2.把一根铁丝截为长短不同的两段,哪段铁 丝的比热大些?答:比热容一样大。3.相同质量的水和沙土,吸收相同的热量,哪个升高的温度大?答:沙土升高的温度多。4.我们生活在大海边,一天的气温变化小,而内陆的气温变化大,这是为什么? 答:这是因为大海里的水的比热容大,在同样的阳光照射下,不容易升温,也不容易降温,温度变化小。5.据有关专家预测,我国目前最大的水电站三峡水电站完全建成后,三峡库区的气温会受到一定影响:夏天比原来下降2℃左右,而冬天比原来升高2℃左右,为什么? 答:这是因为库区里的水的比热大,夏天不容易升温,冬天也不容易降温,温度变化小。6.为什么我国吐鲁番盆地会出现“早穿皮袄午穿纱,夜抱火炉吃西瓜”的现象?答:因为吐鲁番盆地砂石、泥土较多,这些物质的比热容较小,太阳一晒,它们的温度很快升高;太阳一落山,温度很快降低,所以早晚温差较大。水的比热容较大的应用(记住水的比热容)
1.用热水取暖。
2.用水冷却汽车的发动机。
3.农村在培育秧苗时,为保证秧苗夜间不致冻坏,傍晚要往秧田里灌水。
4.沿海与内陆的一天气候变化。想想算算 城市里每千克能燃烧的垃圾完全燃烧时平均可产生4×106焦 的热量。某城市每年可收集能燃烧的垃圾多达 m =1×109千克,如果将这些垃圾完全燃烧后产生的热量70%用来加热水,能使多少20oC的水煮沸?
(大气压为一个标准大气压) 解: ⑴垃圾完全燃烧产生的热量
Q = qM = 4×106焦耳/千克×1×109千克
= 4×1015焦耳
⑵用来烧水的有用热量
Q1=ηQ = 70% × 4×1015焦耳= 2.8 ×1015焦耳
⑶可以煮沸水的质量
m = Q1/C(t – t0)
= 2.8×1015焦耳/4.2×103(焦耳/千克0C)
×(100 0C –20 0C)
= 8.3 ×109 千克 某种家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%;从太阳能手册中查到,在地球表面,晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.26×103焦/米2·秒。如果该热水器水箱容积为40升,水箱接收阳光垂直照射的面积是1.5米2,请计算,要使水温上升30℃需要多长时间。(设水箱始终朝向太阳)5、电热淋浴器分为储水式和无水箱式两种。储水式淋浴器要用较长时间把水箱中的水加热,待水温达到要求后用水箱中的热水淋浴。无水箱式淋浴器使冷水流过电热器就达到要求的温度而立即从喷头流出供淋浴。请你利用以下数据通过计算说明,家庭中不宜使用无水箱式电热淋浴器。
冷水温度 16℃
淋浴所需热水温度 38℃
淋浴所需热水流量 4×10-3米3/分
水的比热容 4.2×103焦耳/千克·度
( 家庭照明电路允许通过的最大电流约5安培)七、下表列出的是北京煤气用具厂生产的JS系列家用燃气热水器的参数,其中各物理量的单位用的是国际通用的符号,说明如下:
Pa一帕斯卡 mmH2O—毫米水柱 J—焦耳 h—小时 M3—立方米 l—升,即分米3 kgf—千克力,即质量为1千克的物体所受的重力 min—分(时间) 单位前面的字母M表示系数106, 字母H表示系数102
1.分别计算燃烧1米3液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量(焦)
2.王秋生同学说,热水产率
一栏中,5、3、2后面的符号
印得不清楚,好像是数字“l”,
但在“/min”的前面又丢掉了
什么,通过计算判断这个栏目
中三个参数的正确数值和单位。
3.“热效率”一栏给的是参考值;“热水产率”一栏给的是厂家对样品的实测值。分别计算温升25℃和55℃时的热效率,并解释这两种情况下热效率不同的原因。2、知道温度、内能、热量的联系和区别。温度与热量 温度表示物体的冷热程度。物体不论处在那一种状态,总具有某一个确定的温度,物体在热传递的过程中温度会发生变化。物体从外界吸收了热,物体的温度一般会升高;物体向外界放出热,物体的温度一般会降低。温度表示分子运动的快慢。
热量是物体在热传递过程中,吸收或放出热的多少。一个物体具有某个温度值,并不能说这个物体就具有多少热量。所以不能说温度高的物体热量大(或多),也不能说同一温度质量大的物体热量大(或多)。热量的多少只有在热传递的过程中才有意义。说得明确一点,热量只有在物体的温度发生变化或物体的内能发生变化时才有意义。
物体的温度是某一确定的值,是对应了物体处于某一状态。物体吸收(或放出)的热量某一确定值,是对应于物体一定的温度变化。物体吸收热量温度升高,放出热量温度降低,它反映了两个不同状态之间的一个变化过程。内能和热量 内能和热量是跟大量分子做无规则运动有关的,两者之间有一定联系,但是含义不同。它们是两个不同的概念。内能是能量的一种。内能是物体中所有分子的动能和分子的势能的总和。一切物体都具有内能。物体的内能与物体的温度有关,同一物体温度升高,内能增加;温度降低,内能减少。内能的转移可以通过热传递,内能转移的量是可以测量的,它就是热量。从这一意义上来说,热量是传递着的内能或内能的变化,是内能变化多少的一种量度。关于热量与温度,下列说法正确的是( )
A.物体温度越高,所含的热量越多
B.物体温度降低,吸收的热量减少
C.物体的质量越大,放出的热量越多
D.以上讲法都不正确D关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是( )
A.物体温度的升高一定吸收了热量
B.物体吸收了热量,温度一定升高
C.物体内能的增加,一定吸收了热量
D.物体的温度升高,内能一定会增加D关于热传递,下列说法正确的是( )
A.热量总是从热量多的物体传向热量少的物体
B. 使热可以从温度高的物体传向温度低的物体的一种方式
C.物体之间不接触就不能进行热传递
D.热传递就是温度的传递B3、理解改变物体内能的两种方式——做功和热传递。做功的实质能的转化热传递的实质能的转移对物体做功,物体内能会增大(压缩物体 摩擦生热 锻打物体 拧弯物体等)物体对外做功,物体内能会减少内能概念:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子相互作用的势能之和,称为物体的内能。物体温度越高,分子热运动越激烈,物体的内能也越大。
改变热能的两种方法做功 热传递热传导
热对流热辐射 单位:焦耳(J)热机工作原理:一个工作循环活塞往复两次,飞轮转两圈,完成四个冲程 吸气冲程 (消耗机械能)
压缩冲程 (机械能转化为热能)做功冲程 (热能转化为机械能)排气冲程 (消耗机械能)汽油机:有火花塞,吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物。柴油机:有喷油嘴,吸气冲程吸入的是空气。热传递和热机中的“热”字含义是内能热机蒸汽机 、汽轮机、燃气喷气发动机、火箭喷气发动机、内燃机汽油机柴油机一.汽油机:1.构造:2. 连杆和曲轴的作用:3.一个冲程:4.汽油机的一个工作循环:汽油机工作时把活塞在气缸内的往复运动转变为曲轴的转动。活塞从汽缸向上或向下移动一次,叫做内燃机的一个冲程。由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
以汽油为燃料的内燃机。热机 (热力发动机)热机:是利用燃料燃烧时释放出热量,使工作物质的内能转化为机械能的发动机。上—下 开 关不工作吸入汽油和空气的混合物转半周下—上关关混合气体压缩 增压升温转半周机械能转化为热能压缩 冲程末 点火关关燃料燃烧产生高温高压燃气推动活塞做功上— 下转半周热能 转化为 机械能下— 上关开不工作废气排出转半周四冲程汽油机的工作原理上表可知:四冲程汽油机一个工作循环中,活塞往复两次,曲轴转动两周,进气门、排气门各打开一次,火花塞工作一次。
汽油机与柴油机的对照曲轴连杆活塞进气门排气门火花塞喷油嘴排气门进气门活塞连杆曲轴火花塞喷油嘴吸入汽油和空气的混合物吸入空气汽油柴油小大点燃式压燃式
低高 轻巧 (汽车 摩托车 ) 笨重 (轮船 潜艇 火车 拖拉机)汽油机与柴油机的不同之处 ?
有用功燃料
化学能 100% 热能燃烧不完全损失的能量 废气带走的能量 克服摩擦损失的能量 散热损失的能量 散热损失的热量 30%机械能热机中的能量转化热机带来的污染声音嘈杂的街道废气笼罩中的城市 国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸直径为65毫米,活塞冲程长55毫米,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.58×105帕,飞轮的转速是1500转/分。
(1)求这种汽油机满负荷工作时做功的功率(不计摩擦损失);
(2)如果满负荷工作时每分钟消耗15克汽油,这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少?(汽油的燃烧值为4.6×107焦/千克) 小明两次煮鸡蛋。第一次在水开后继续用急火煮,直到煮熟;第二次在水开后将火焰调小,但仍保持锅中的水沸腾,直到煮熟。两次比较发现 [ ]
A.第一种方法比第二种方法省燃料又省时间
B.第一种方法费燃料但省时间。
C.第二种方法比第一种方法省燃料但费时间。
D.第二种方法比第一种方法省燃料,两种方法所用时间相近。 用高压锅煮粥,熄火后用冷水将锅冷却,拿去限压阀后打开锅盖,可以看到锅内的粥仍在沸腾,普通铝锅却看不到这样的现象。对此,下列说法中正确的是:
A、熄火后,锅内温度迅速降到100℃以下,但由于打开锅盖后气压降低,所以重新沸腾;
B、熄火时,锅内温度仍然高于100℃,即使不冷却、不拿去限压阀,粥也在沸腾;
C、熄火时,锅内温度仍然高于100℃,冷却后锅内气压比原来降低,所以重新沸腾;
D、粥的流动性差,不易降温。熄火后即使不浇冷水、不拿去限压阀,粥也要沸腾较长时间。世界文化遗产——都江堰都江堰位于四川成都平原西部的岷江上,建于公元三世纪,是中国战国时期秦国蜀郡太守李冰及其子率众修建的一座大型水利工程,是全世界至今为止,年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程。2200多年来,至今仍发挥巨大效益,李冰治水,功在当代,利在千秋,不愧为文明世界的伟大杰作,造福人民的伟大水利工程。
2000多年前,李冰父子在修建都江堰时,要开山劈岩,当时没有现代工具和开采技术,但他们仍然取得成功,你了解他们用了什么好办法来开凿引水河道的呢?
①一锤一凿地凿开;
②利用高山上的岩石滚下来砸开;
③挖空岩石下的土层使其崩裂;
④用大火将岩石烧红后浇冷水。
烫伤的“恩赐”——高压锅 高压锅是300年前英国发明家玻平发明的。年轻时他是科学家波义耳的助手,在一次研究气体性质的实验中,他被容器中喷出来的蒸汽烫伤了手,做实验烫伤是常见的事,但这次特别厉害,他请教了波义耳。波义耳对他说:“由于这次加热水的容器是密闭的,水上方气体的压强大,使水的沸点升高,所以它的蒸汽特别烫人。
玻平是一个技术能手,很快一个密闭的锅就做出来了,为了保证一点气不漏,他还在锅盖和锅边上加了一层橡皮圈。1679年玻平首次演示了他发明的“压力锅”。那时锅盖上还没有安全阀,放进去的老牛肉不一回儿就煮得稀烂,人称它是消化锅,受到了大家的赞许,但是除了玻平外没有一个人敢用。火侯一掌握不好,压强过大,锅就有爆炸的危险。
玻平并没有灰心,不断改进,加装了一个防爆阀,至此一个可以推广的高压锅诞生了。听了这个故事,您感受到了发明创造的快乐吗?要想发明创造首先要有发现问题的慧眼和解决问题的能力。现在就让我们来试一试。
请提出几个跟高压锅的材料和构造有关的热学问题。并解答。1.为什么手柄用胶木制成,而锅体用铝 质材料?
2.使用时为什么要用胶圈封闭盖口?
3.使用时为什么要中心孔上加限压阀?
4.为什么有了限压阀还要有防爆阀?
5.防爆阀孔中的熔片为什么要用熔点低的材料制成?
………..
1.胶木是热的不良导体,高压锅上的热不易通过传导的方式传递到柄上,避免取锅时烫手.铝是热的良导体,容易把炉火的热传导到锅内,容易煮熟饭菜。
2.用胶圈封闭锅盖口是为了防止热的水蒸气从盖口喷出,从而保证锅内有较大的压强。
3.在中心孔上加限压阀是为了使锅内的气体压强不超过安全值,避免压强过高发生事故。
4.当限压阀孔由于某种原因堵塞时,锅内气体压强会超过安全值,此时锅内气体温度较高,防爆阀孔中的 易熔片就会自动熔化让气体从易熔孔中放出,起到防爆作用,只有熔点低的材料才能在这个温度熔化,否则起不到防爆作用。 如电茶壶是家用电器中常见的电热器,在设计上用了不少自然科学知识,请你对这种电热器,举出两个在设计,结构或使用中应用自然科学的例子,并说出依据的原理。
再见!