初三物理讲学案第2讲 比热容和热机.doc

第2讲 比热容和热机第一部分考点1：比热容相关知识点：1比热容：（1）定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1时吸收（放出）的热量。（2）物理意义：表示物体吸热或放热的本领的物理量。（3）比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。（4）水的比热容为4.2103J(kg) 表示：1kg的水温度升高（降低）1吸收（放出）的热量为4.2103J（5）水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大典型例题：例1 探究“比较不同物质的吸热能力”时，同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水，装置如图下列说法正确的是（）A实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸热能力较强B在本实验中，物体吸热多少是由物质的种类决定的C实验中，将沙子和水加热到相同温度时，它们吸收的热量相同D实验中，加热相同的时间，末温低的物质吸热能力强例2 关于物质的比热容，下列说法中正确的是（）A冰化成水，比热容不变B吸收热量多的物质，比热容一定大C一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的二分之一D”暖气”用水做介质，利用了水的比热容大的特性例3 质量相同的A、B两种液体分别用两个完全相同的酒精灯同时加热，加热过程中，温度随时间变化的图象如图所示，从图中可以看出（）A液体A的比热容大B液体B的比热容大C两种液体比热容相等D无法比较例4 沿海地区的气温不如内陆地区的气温变化显著，主要是因为水比砂石具有较大的（）A热量 B密度C比热容 D内能针对性练习：1小明和小华同学在做“探究：比较水与煤油吸收热量时温度升高的快慢”的实验时，使用了如图所示的装置设计实验方案时，他们确定以下需控制的变量，其中多余的是（）A采用完全相同的加热方式 B酒精灯里所加的酒精量相同C取相同质量的水和煤油 D盛放水和煤油的容器相同2如图所示，是探究实验“比较不同物质的吸热能力”的实验装置1、2两图中，除杯内分别装的是质量相等的食用油和水外，其余都相同完成该实验还需要 ，在相同的加热时间内食用油和水吸收的热量是 （选填：相同的、不同的）3同学们在做“比较水和沙子的吸热能力”实验的场景如图所示，他们说该实验有两种探究方法（1）实验方法一的设计如图所示：在实验中，加热相同的时间目的是；请你指出该同学的设计思路和实验装置中的错误和不足错误： 不足： （2）请你设计出第二种实验方法：写出该实验方法所需要的测量仪器；请写出设计思路4为了比较水和食用油的吸热能力，某实验小组选取的器材有：两个相同规格的酒精灯、两个相同规格的烧杯、两支相同规格的温度计、两个铁架台、火柴请问：（1）还需要用的器材；（2）对水和食用油的选取，需满足的条件；（3）怎样确定水和食用油是否吸收了相同的热量5春天常有寒潮来临，在寒潮来之前，为了保护秧苗夜间不被冻坏，傍晚往秧田里多灌些水，这样，夜间秧田温度不致降低太多，秧苗不会冻坏，这主要是利用水的哪一特性（）A吸收热量多 B比热较大C密度较大 D水善于传热6厦门是个美丽的滨海城市，在这座城市里，一年四季如春，日夜温差小，街道干净，花草繁多，环境优美其中形成日夜温差小的主要原因是（）A地处南方，气温高不寒冷B四面环海，海水比热容大，对气温起调节作用C街道干净，容易通风散热D花草多，植物能起到保温作用，提高环境温度考点2：吸收或放出的热量相关知识点：1计算公式：吸m（tt0），放m（t0t）2热平衡方程：不计热损失 吸放典型例题：例1 太阳能热水器内盛有25OC的水20kg，在阳光照射下水温升高到55OC，试计算这些水吸收了多少热量？（C水=4.2103J/(kg.OC)针对性练习：1铝的比热是0. 88103J / (kg)，水的比热是4.2103J / (kg) 质量为0.3kg的铝锅中放有2kg的水，把它们从20加热到80时， （1）铝锅需要吸收多少热量（2）水需要吸收多少热量 （3）一共需要吸收多少热量2把500克的水加热到100C，吸收了1.68105焦的热量，则它的初温是多少？3一锅炉每天把3 t的水加热到100，需要吸收的热为1.008109J的热，求：（1）、原来水的初温为多小？考点3：热机相关知识点：1内能的利用方式：（1）利用内能来加热：从能的角度看，这是内能的转移过程。（2）利用内能来做功：从能的角度看，这是内能转化为机械能。2热机：（1）定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。（2）能的转化：内能转化为机械能 蒸气机内燃机喷气式发动机3内燃机：将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。4内燃机大概的工作过程：（1）内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。（2）在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的。（3）做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。典型例题：例1 关于热机，下列说法是正确的（）A汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸人气缸 C汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开 D汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能例2 如图是四冲程内燃机工作循环中的一个冲程，它是（）A压缩冲程，将内能转化为机械能 B压缩冲程，将机械能转化为内能 C做功冲程，将内能转化为机械能 D做功冲程，将机械能转化为内能针对性练习：1下列关于能量转化的说法准确的是（）A内燃机的做功冲程中机械能转化为内能 B陨石坠入地球大气层时，机械能转化为内能，成为流星 C跳绳时，下落过程中动能转化为重力势能 D跳伞运动员在空中匀速下落时机械能总量保持不变2汽油机由四个冲程不断循环来保证连续工作其中将内能转化为机械能的是（）A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程3下列说法中，错误的是（）A甲图表明：被举高的物体具有重力势能 B乙图表明：在内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能 C丙图表明：气体对外做功，内能减少，温度降低 D丁图表明：小孩沿滑梯匀速下滑时，重力势能转化为动能，机械能总量保持不变4摩托车上的热机工作时提供动力的是（）A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程 考点4：热值相关知识点：1定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。2单位：J/kg3关于热值的理解：（1）对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧：表明要完全烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。4公式：Qmq（q为热值）。实际中，常利用Q吸Q放即cm(t-t0)=qm联合解题。5酒精的热值是3.0107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0107J。煤气的热值是3.9107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9107J。6火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输典型例题：例1 关于燃料的热值，以下说法中正确的是（）A燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关 B燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 C燃料燃烧时，质量越大，热值越大 D燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小例2 已知干木柴的热值是1.2107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 升高到70 ？已知水的比热容为4.2103 J/(kg).针对性练习：1如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验；在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须 （相等/不同）（2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：燃料加热前液体温度燃料燃尽时液体温度燃料的热值J/kg115352.410621525？根据表中数据计算：完全燃烧10g燃料1放出的热量为 J，燃料2的热值是 J/kg（3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大/小），你认为出现这样情况的主要原因是： 考点5：热机效率（能量转换效率）相关知识点：1炉子的效率：（1）定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。（2）公式：=Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ qm2热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。（1）公式：=W有用/ Q总= W有用/qm （2）提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；机件间保持良好的润滑、减小摩擦。典型例题：例1 以下提高热机效率的方法中，错误的是（）A尽量减小热机功率 B尽量使燃料充分燃烧 C保证转动部分良好的润滑 D尽量减少各种热散失例2 将2kg的水从20加热100到，需要吸收多少热量？若这些热量全部由酒精燃烧来提供，酒精燃烧放出的热量只有70%被水吸收，需燃烧多少g的酒精？（C水=4.2103J/(kg)， q酒精=3.0107J/kg）例3 某快艇使用的汽油热值约为4.6107J/kg，密度约为0.7103kg/m3，油箱容积50L，它在水中匀速航行时所受的阻力f=1400N，试求： (1)如果把油箱装满，则汽油的质量是多少？ (2)若快艇匀速行驶46km，则牵引力所做的功是多少？(3)若快艇匀速行驶46km耗油8L，则发动机的效率为多少？针对性练习：1有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断正确的是（）A尾气的温度越高，柴油机越节能 B尾气的温度越低，柴油机越节能 C尾气的柴油味越浓，柴油机越节能 D尾气的颜色越黑，柴油机越节能2有一辆功率为92kW的载重汽车，它的发动机的效率为20%，当汽车通过95km的路时，共用去了50kg的汽油，求这辆汽车的速度为多大？（汽油的热值为4.6107J/kg）3安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用.如图17所示，一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80.c水=4.2103J/(kg)（1）水吸收的太阳能是多少?（2）这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量? q干木柴=1.2107J/kg4如图所示，总质量为1500kg的小汽车每条轮胎与地面的接触面积为0.03m2，该车以72km/h的速度由小明家沿水平直路行驶到学校用了0.5h已知汽车在行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍，g=10N/kg求：（1）汽车对地面的压强；（2）小明家道学校的距离；（3）在此过程中汽车牵引力做的功；（4）若在此过程中汽车消耗了2kg汽油，汽油的热值为4.5107J/kg，则汽车能的利用率多大5有一种太阳能、电能两用热水器，它接收太阳能的真空镀膜管的总有效面积约为1.25m2，能将接收的太阳能的50转化为水的内能。晴天时，用太阳能加热，每年6月份，某地区向着阳光的地方平均每1m2的面积在1小时内得到的太阳辐射能为3.2106 J，如果每天接收太阳能的时间以8h计算，可以将80kg、初温为20的水加热到多少摄氏度？水的比热容C水=4.2103J/(KgC)6简易太阳能热水器的受光面积1 .4m2,内装80kg水，太阳每分钟辐射到1m2面积上的热量是8104J,如果60的热量被水吸收,问:20的水晒3h后水温升高到多少摄氏度？（水的比热容是4.2103J/(kg)）7简易太阳晒水箱代替燃料烧水用来淋浴方便，水箱内有60千克的水，玻璃盖面积为0.84米2，地球表面接受太阳辐射热为 7.56104焦/(分钟.米2),水箱热效率为50 ，在不考虑水散热的情况下，请写出水温变化的计算公式，并计算出晒水4小时水温升高多少？甲乙8用电热水器的铭牌如下表所示。桃花牌全自动电热水器型号：THP2-12D 容量：12L额定功率：2KW 类别：防触电保护一类额定电压：220V 净重：22Kg出厂时间：年月日 编号：2003031000桃花厨房设备有限公司制造根据铭牌所提供的信息。解答下列问题：（1）为了安全起见，该电热水器使用的插座应选用图中的哪一个？（2）该电热水器正常工作时电热丝的电阻多大？（3）将该电热水器装满水加热，使水温有20升高到60，水需要吸收多少热量？C水=4.2103J/（Kg）（4）若电热水器正常工作时电热丝所产生的热量的80%被水吸收，则第（3）问中的加热过程需要多长时间？第二部分课后练习：1水的比热容是4.2103焦/（千克），它表示（）A1千克水温度为1时含有的热量是4.2103焦B1千克水温度为1时吸收的热量是4.2103焦C1千克水温度每升高1时吸收的热量是4.2103焦/（千克）D1千克水温度每升高1时吸收的热量是4.2103焦2汽油机由四个冲程不断循环来保证连续工作其中将内能转化为机械能的是（）A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程3下