第十二章 内能与热机
HY版 九年级上
第2节 热量与热值
见习题
D
1
2
3
答案呈现
A
见习题
做功;9.2×107
4
5
6
见习题
见习题
7
8
9
见习题
10
D
见习题
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答案呈现
11
见习题
12
见习题
1.在热传递过程中,高温物体________热量,其内能________(填“增加”“减少”或“不变”),低温物体________热量,其内能________(填“增加”“减少”或“不变”),直到两物体________相同,热传递才停止。
放出
减少
吸收
增加
温度
2.【安徽滁州月考】在物理学中,“热”有热量、内能、温度等含义。通常所说的“天气很热”中的“热”指的是________;“做功可以生热”“消耗热也可以做功”中的“热”指的是________;“沸水温度降低时,向外放热”,这个“热”指的是________。
【点拨】物体的冷热程度叫做温度,天气很热,是气温高,故此处的热是指温度。做功可以生热,消耗热也可以做功,即做功可以改变物体的内能。做功可以生热是对物体做功,物体温度升高,内能增大;消耗热也可以做功是物体对外做功、温度降低,内能减小。沸水温度降低时,向外放热,内能减小,减小的能量转移给其他的物体,其中转移的能量的多少叫做热量。
【答案】温度(或温度高);内能;热量
3. 关于热量下列说法正确的是( )
A.一桶水比一杯水含有的热量多
B.物体温度越高,它的热量就越多
C.物体内能越多,它具有的热量就越多
D.热量等于热传递过程中物体内能的改变量
D
4.关于热量的说法正确的是( )
A.在热传递过程中,若与外界不进行热交换,高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量
B.高温物体放出的热量比低温物体多
C.高温物体含有的热量比低温物体多
D.物体的温度降低了,其热量一定减少
A
5.物理兴趣小组的同学们为了探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,做了如下实验:在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用同样的加热器加热,下表是他们的实验数据记录:
烧杯号
液体
质量
/g
初温
/℃
末温
/℃
升高的温度/℃
加热
时间/min
1
水
200
20
28
8
8
2
水
100
20
28
8
4
3
煤油
200
20
28
8
4
4
煤油
200
20
24
4
2
请根据表中的实验记录回答:
(1)实验中,同学们是通过__________________来反映物体吸收热量多少的。
(2)由1、2可以得出结论:在相同条件下,物体吸热的多少与________有关。
(3)由3、4可以得出结论:在相同条件下,物体吸热的多少与______________有关。
加热时间长短
质量
升高的温度
(4)由1、3可以得出结论:______相同的不同物质,升高相同的温度时,物质吸收的热量是________的。
(5)进一步分析发现,同种物质,物质吸收的热量与物质的质量和升高的温度的乘积的比值是相同的,不同种物质,物质吸收的热量与物质质量和升高的温度的乘积的比值是不同的,该比值大说明物质的吸热能力________,物理学中为了描述物质的这种性质,引入了比热容,将在下节内容中学习。
质量
不同
强
6.【中考·湖南娄底】行驶中的汽车在紧急刹车时,刹车片会发烫,这是通过________的方式增加了刹车片的内能。若汽车行驶过程中消耗汽油2 kg,这些汽油完全燃烧时放出__________J的热量。(汽油的热值为4.6×107 J/kg)
做功
9.2×107
7.【教材改编题】关于燃料的热值下列说法正确的是
( )
A.使燃料燃烧更充分,可以增大其热值
B.燃料质量越大,热值越大
C.燃料燃烧释放的热量越多,热值越大
D.热值的大小只与燃料的种类有关,与燃料质量、放热多少等因素无关
D
8. 据中国日报网2020年4月8日报道,塔里木油田满深1井测试求产,日产原油624立方米,日产天然气37.1万立方米 。那么该井每日可生产原油________kg,完全燃烧这些原油,可以释放热量________J;完全燃烧该井日产的天然气,可以释放热量____________J。(原油的密度约0.81×103 kg/m3,热值约4.4×107 J/kg,天然气的热值约4×107 J/m3,前两空计算结果均保留整数)
【答案】505;2×1010;1.484×1013
【点拨】由ρ= 得,该井能日产原油m=ρV=0.81×103 kg/m3×624 m3≈505 kg;完全燃烧这些原油,可以释放热量Q=mq=505 kg×4.4×107 J/kg≈2×1010 J;完全燃烧日产的天然气,可以释放热量Q=Vq=3.71×105 m3×4×107 J/m3=1.484×1013 J。
9.【新题】食物也是一种“燃料”,营养成分在人体细胞里与氧结合,提供细胞组织所需的能量,这种过程没有火焰,但化学能同样可以转化为内能,因此人的体温保持在37 ℃左右。某种巧克力的营养成分表上标有“1.8×106 J/100 g”,该标识的含义与热值的含义相同,请写出该标识的含义是_______________________________________________。
100 g该巧克力完全燃烧时释放出的热量为1.8×106 J
10.【安徽怀远月考】图甲是几种不同的燃料在燃烧,下表列出了几种燃料的热值,单位是J/kg。
干木柴
无烟煤
酒精
煤油
氢气
1.2×107
3.4×107
3.0×107
4.6×107
1.4×108 J/m3
(1)燃料的热值与燃料的________有关,与燃料质量、是否完全燃烧、放热的多少无关;航天器发动机用氢做燃料,这是因为氢的________很大。
【点拨】燃料的热值与燃料的种类有关,与燃料质量、是否完全燃烧、放热的多少无关;航天器发动机用氢做燃料,原因是氢具有较高的热值
种类
热值
(2)酒精的热值是3.0×107 J/kg,表示的物理意义是__________________________________________;完全燃烧4 kg的酒精放出的热量相当于完全燃烧______kg的干木柴。
1 kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107 J
【点拨】燃烧4 kg的酒精可放出的热量:
Q=mq=4 kg×3.0×107 J/kg=1.2×108 J;
放出相同的热量,完全燃烧干木柴的质量:
m′= =10 kg。
10
(3)如图乙所示的食物也是一种“燃料”,提供人体细胞组织所需的能量。这种过程没有火焰,但同样可以将________能转化为内能,使人体保持恒温。
【点拨】食物提供人体细胞组织所需的能量时发生的是化学变化,消耗了化学能,得到内能,使人体保持恒温。
化学
11.一辆汽车以72 km/h的速度匀速行驶10 min,消耗的汽油为1.2 kg。汽车匀速行驶时受到的牵引力F=1.2×103 N,汽油的热值q=4.6×107 J/kg。问:
(1)这个过程中汽油单位时间内完全燃烧放出的热量是多少?
解:(1)汽油完全燃烧释放的热量:
Q=qm=4.6×107 J/kg×1.2 kg=5.52×107 J,
汽油单位时间内完全燃烧放出的热量:
Q′= =9.2×104 J。
(2)这个过程中汽车牵引力单位时间内所做的功是多少?
汽车牵引力做功的功率P= =Fv=1.2×103 N× m/s=2.4×104 W,即汽车牵引力单位时间内所做的功为W=Pt=2.4×104 W×1 s=2.4×104 J。
(3)比较(1)和(2)的结果,你有什么发现?简要分析原因。(写出两条即可)
发现:汽车牵引力单位时间内所做的功小于汽油单位时间内完全燃烧所放出的热量。原因:废气带走一部分能量;由于热传递损失一部分能量;克服摩擦消耗一部分能量等。(写出两条即可)
12.某学校开展物理社会实践活动,同学们通过查阅资料、询问当地居民等方式,对目前普遍使用的生活燃料进行了社会调查,得到如表所示的调查结果:
燃料
热值
燃烧
程度
燃烧后的
排放物
价格
煤
3.0×107 J/kg
不易完
全燃烧
有大量的二氧化碳、二氧化硫等气体及粉尘
0.34
元/kg
煤气
1.8×107 J/m3
较易完
全燃烧
有大量的二
氧化碳气体
1.00
元/m3
天然气
3.9×107 J/m3
较易完
全燃烧
有大量的二
氧化碳气体
2.05
元/m3
(1)若某用户平均每个月燃烧燃料获取的能量为7.8×108 J,以天然气为燃料时,每月至少需支出多少燃料费用?
解:(1)每月需要的天然气的体积:
V= =20 m3;
每月需要支出的费用:2.05元/m3×20 m3=41元。
(2)根据上表提供的信息,分析天然气这种燃料有哪些优点。(要求写出两点)
天然气的优点:热值高、对环境污染小、较易完全燃烧等。(写出其中两点即可)