第 14 课时 比热容 热机物质
的吸、
放热
性能
比较方法:(1)加热相同时间,比较升高的温度。质量相同的不同物质,当吸收或放出相同的
热量时,比热容较大的物质温度变化较小。(2)升高相同的温度,比较加热时间的长短。质量
相同的不同物质,当温度的变化量相同时,比热容较大的物质吸收或放出的热量较多
比热
容
在数值上等于单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量,用符号
① 表示
单位 J/(kg·℃),读作焦每千克摄氏度
考点知识聚焦
考点一 比热容及其计算
c考点知识聚焦
种类
物理
意义
反映了不同物质吸、放热能力的强弱
反映物质自身性质的物理量,它的大小只与物质的② 及③
有关,不随物质的质量、吸收(或放出)热量的多少以及温度的变化而变化
水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),表示:④ 的水温度升高(或降低)
⑤ 所吸收(或放出)的热量为⑥ J;水的比热容大的利用:一是
取暖(暖气用水做介质);二是散热;三是调节气候
公式
吸热公式:Q吸=⑦ ;
放热公式:Q放=⑧
状态
1 kg
1 ℃ 4.2×103
cm(t-t0)
cm(t0-t)考点知识聚焦
现
象
解
释
用水来降温:在质量、温度变化相同时,水的比
热容大,吸收的热量多
沙漠地区昼夜温差大:在质量相同,吸、放热相
同时,砂石的比热容小,温度变化大
海滨城市昼夜温差小:在质量相同,吸、放热相
同时,海水的比热容大,温度变化小考点知识聚焦
考点二 热值及其计算
热值
某种燃料⑨ 燃烧时所放出的热量与其质量之比,用符号
⑩ 表示
性质
热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的 有关,与燃料的质
量、体积以及是否完全燃烧均没有关系
单位 J/kg或J/m3(气体)
公式 Q= 或Q= (气体)
意义
木炭的热值是3.4×107 J/kg,它表示1 kg的木炭 燃烧时所放
出的热量为3.4×107 J
完全
q
种类
qm qV
完全能量转化
燃料的
化学能 内能 机械能
分类 汽油机 柴油机
汽油机四个冲程
冲程 冲程 冲程 冲程
考点知识聚焦
考点三 热机的能量转化及其效率
吸气 压缩 做功 排气考点知识聚焦
说明:做功冲程是将 能转化为 能;压缩冲程是将 能转化为 能。
吸气、压缩和排气冲程都是靠飞轮的惯性来完成的。
1个工作循环包含 个冲程,飞轮转 圈,曲轴转 圈,活塞往复运动 次,
对外做功 次。
汽油机与柴油机的区别:汽油机的顶部有 ,柴油机的顶部有 ,另外在工作过程中也
略有不同
热
机
效
率
定义:用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比
计算公式:η= ×100%= ×100%
提高效率的措施:使燃料充分燃烧;尽量减少各种热量损失;良好的润滑,减少因摩擦而额外消耗的
能量
内 机械 机械 内
4 2 2 2
1
火花塞 喷油嘴考点知识聚焦
考点四 能量的转化和守恒
方式 概念 举例
转化 能量由一种形式转化为另一种形式 电灯发光,电能转化为光能和内能
转移
能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物
体
碰撞时,动能从一个物体转移到另一个物
体
能量守恒定律
内容
能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转
移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变
说明
能量的转化和转移都是有方向性的;
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一例1 [2018·安徽模拟] 如图14-1所示是甲、乙两种质量相等的非
燃料液体吸收的热量与温度变化情况的图像,请根据图像中提
供的信息判断, 液体的比热容较大;如果要你在甲、乙两
种液体中选择一种作为汽车的冷却液,你认为选择 液体
更好。
热点考向探究
探究一 比热容及其应用 [解释]
(1)根据比热容的概念可知,比热容大的物
质每升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的
热量就多,根据图像判断甲、乙液体,升
高相同的温度,乙需要吸收的热量多,故
乙的比热容大。
(2)根据Q=cmΔt可知,吸收相同的热量,比
热容大的,温度升高得少,更适合做冷却
液。故用乙液体做冷却液更好。
变式 该物质处于固态时的比热容小于
处于液态时的比热容
图14-1
乙
乙【变式】 [2018·霍邱县二模] 图14-2甲是某同学通过实验来探究某种固体物质熔化特点的实验装置。
图乙是该同学描绘的物质温度随时间的变化关系曲线,在AB段和CD段加热的时间相同,但升高的温
度却不同,这是因为 。
热点考向探究
甲
乙
图14-2
该物质处于固态时的比热容小于处于液态时的比热容例2 [2018·霍邱县一模] 某家庭用燃气热水器将质量为8 kg、温度为
10 ℃的自来水加热到50 ℃,消耗的天然气体积为0.1 m3(假设天然气
完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为
3.2×107 J/m3。求:
(1)天然气完全燃烧放出的热量。
(2)水吸收的热量。
(3)该热水器工作时的效率。
热点考向探究
探究二 比热容、热值的相关计算 解:(1)天然气完全燃烧放出的
热量:
Q放=Vq=0.1 m3×3.2×107
J/m3=3.2×106 J。
(2)水吸收的热量:
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103
J/(kg·℃)×8 kg×(50 ℃-10
℃)=1.344×106 J。(3)该热水器工作时的效率。
热点考向探究【变式1】 [2018·巢湖市模拟] 2017年5月18日,我国宣布在南海进行的可燃冰试采获得成功。可燃冰
是一种固态晶体,在常温常压下会迅速变为气态。它的热值约为1.4×1010 J/m3,2 m3的可燃冰完全燃烧
后,若这些热量60 %被水吸收,可以将 kg的水从0 ℃加热到100 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
热点考向探究
4×104【变式2】 [2018·安庆模拟] 质量相同的甲、乙两个物体由于吸热而
升温,若它们的比热容之比为1∶2,升高的温度之比为3∶2,则它们吸收
的热量之比是 ( )
A.3∶1 B.4∶3
C.1∶3 D.3∶4
热点考向探究例3 [2018·安庆二模] 如图14-3所示的某款油电混合动力小汽车,在一段平直的公路上匀速行驶了50 km,
用了半小时,受到的阻力为2×103 N。
(1)若在这一过程中消耗燃油5×10-3 m3,这一过程中燃油完全燃烧放出的热量是多少?(已知燃油密度为
0.8×103 kg/m3,热值为4.6×107 J/kg)
(2)小汽车匀速行驶100 km发动机做的功是多少?
(3)若该车改用电动力行驶,若每行驶100 km消耗
电能100 kW·h,则此过程的效率为多少?
热点考向探究
探究三 热机
解:(1)消耗燃油的质量:m=ρV=0.8×103 kg/m3×5×10-3m3=4 kg,
燃油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=4 kg×4.6×107 J/kg=1.84×108 J。
(2)因为汽车匀速行驶,所以牵引力F=f=2×103 N,
小汽车行驶100 km发动机做的功:W1=Fs=2×103 N×100×103 m=2×108 J。
图14-3 (3)若该车改用电动力行驶,若每行驶100 km消耗电能100 kW·h,则此
过程的效率为多少?
热点考向探究【变式】 [2018·铜陵一模] 某工厂科研人员研制生产的载重汽
车专用柴油发动机,采用了很多新技术,从而达到提高柴油发动
机效率、减少废气污染并产生大牵引力的目的。该种汽车以
72 km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,柴油发动机的功率为
220 kW。最低油耗可达240 g/(kW·h),柴油的热值为4.5×107
J/kg。求:
(1)该柴油发动机效率最高可达多少。
(2)该汽车以72 km/h的速度在平直公路上匀速行驶时发动机提
供的牵引力。
热点考向探究(2)该汽车以72 km/h的速度在平直公路上匀速行驶时发动机提供的
牵引力。
热点考向探究热点考向探究
突破 探究不同物质的吸热能力
【考点归纳】
①选择质量相等的不同物质进行实验,这里用到了控制变量法。
②实验器材的组装顺序:自下而上。
③实验所需的测量工具:温度计、停表和天平。
④热源的选择:酒精灯或电加热器。电加热器更好,因为内部加热,相对稳定,热损失少,同时便于控制相同
时间内提供的热量相同。
⑤选用相同热源:保证不同物质在相同时间内吸收的热量相同。
实验突破热点考向探究
⑥判断物质的吸热能力:a.加热相同时间比较温度变化,温度变化慢的吸热能力强;b.升高相同的温度,比较
加热时间,加热时间长的吸热能力强。这里用到了转换法。
⑦实验中改变内能的方式:热传递。热量的计算:Q吸=cm(t-t0)。
⑧误差分析:实验过程中存在着热量的损失。实验中可利用加盖子的方法来减少热量损失。
实验突破例 1 在“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图14-4所示。
(1)实验中应量取 (选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯
中。
(2)选用两个相同规格的电加热器加热,目的是使甲、乙两种液体在相同时间内 。通过
来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
热点考向探究
质量
图14-4
吸收的热量相同
加热时间(3)实验记录的数据如下表所示,分析实验数据可知 物质的吸热能力强。
【实验拓展】
(4)实验中除了天平、温度计外,我们还需要的测量工具是 。
热点考向探究
停表
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
甲(5)如果要使甲液体和乙液体升高的温度相同,就要给 加热更长的时间,此时甲液体吸收的热量
(选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体吸收的热量。
(6)若甲、乙两液体分别为水和食用油,则图14-5中能合理反映该实验结果的图像是 。
热点考向探究
大于
图14-5
甲液体
B例2 [2017·临沂] 小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图14-6甲所示),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10 min,水吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
热点考向探究
等于
图14-6
量取相同质量的水和煤油(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
像(如图乙所示),由图像可知,实验时水的沸点是 ℃,煤油的比
热容是 J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(4)若本实验共消耗酒精20 g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是
J。(q酒精=3.0×107 J/kg)
热点考向探究
2.1×103
[解析]
（3）由题图乙可知,质量相等、
升高相同的温度时,水吸收的
热量是煤油的2倍,由Q吸=cm(t
-t0)可知,水的比热容是煤油的
2倍,则煤油的比热容为
2.1×103 J/(kg·℃)。
98
6×105【实验拓展】
(5)选用两套完全相同的装置分别给水和煤油加热,这样做的目的是
。
(6)由图乙可知,如果要使水和煤油的最后温度相同,就要给 加热更长的时间,此时水吸收的热量
煤油吸收的热量。
(7)如果升高相同的温度但要减少加热的时间,可采取的做法是 。
热点考向探究
水
保证相同时间内水和煤油吸收的热量相同
大于
减少水和煤油的质量1. [2014·安徽9题4分] 某太阳能热水器装有100 kg、初温为20 ℃的冷水,经过一天的太阳
照射,水温升高到65 ℃,则这些水吸收的热量等于完全燃烧 m3天然气所放出的热
量;假如用功率为2 kW的电热水器产生同样多的热量,则通电的时间为 s。[已知
水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为4.2×107 J/m3]
中考真题回顾
考点一 比热容、热值的相关计算
9450
0.45中考真题回顾2. [2017·安徽7题4分] 农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5 kg的秸秆煤
可放出 J的热量;若这些热量完全被质量为100 kg、初温为20 ℃的水吸收,可使
水温升高到 ℃。[已知q秸秆煤=2.1×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
中考真题回顾
1.05×107
453. [2018·安徽10题4分] 一台额定功率为2000 W的电热水
器,水箱内装有50 kg的水,要把这些水从20 ℃加热到60 ℃,
热水器正常工作需要 s;若水吸收的热量全部由燃
烧天然气提供,则需要完全燃烧 m3的天然气。[不
计能量损失,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=4.2×107
J/m3]
中考真题回顾
4200
0.21. [2015·安徽12题3分] 下列说法正确的是 ( )
A.弹簧测力计只能测量重力的大小
B.使用滑轮组既可以省力,也可以省功
C.验电器的工作原理是异种电荷相互吸引
D.内燃机在做功冲程中把内能转化为机械能
中考真题回顾
考点二 热机
D中考真题回顾
2. [2016·安徽21题8分] 某家用轿车,重为1.5×104 N,车
以72 km/h的速度匀速行驶了0.5 h,消耗了3 kg汽油,期
间受到的阻力为车重的0.08。已知汽油的热值为
4.6×107 J/kg,在此过程中,求:
(1)车通过的路程。
(2)牵引力做功的功率。
(3)汽车发动机的效率。(结果保留整数)
解:(1)车通过的路程:
s=vt=72 km/h×0.5 h=36 km。中考真题回顾
(3)汽车发动机的效率。(结果保留整数)
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