2019中考物理高分一轮第14单元比热容热机ppt课件（安徽专用）.pptx

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)