第十二章

內(nèi)能與熱機第二課時

熱值與比熱容1.從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識燃料的熱值。2.通過實驗，了解比熱容。能運用比熱容說明簡單的自然現(xiàn)象。課程標(biāo)準(zhǔn)考點梳理1.定義：把某種燃料__________燃燒時所放出的__________與燃料__________的比叫做這種燃料的熱值。2.符號：__________,單位：__________（或J/m3）。3.燃料完全燃燒時放出熱量的計算公式：Q放=__________（或Q放=Vq）。注意：熱值是燃料的一種特性，與燃料的質(zhì)量、是否完全燃燒等無關(guān)，只與燃料的種類有關(guān)。完全熱值熱量質(zhì)量qJ/kgmq1.定義：表示物質(zhì)的吸、放熱性能，在數(shù)值上等于__________的某種物質(zhì)，__________升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的__________。2.符號:__________，單位：________________。3.水的比熱容為__________________________，它表示__________的水溫度升高(或降低)__________時，吸收(或放出)的熱量為_____________________。單位質(zhì)量比熱容溫度熱量cJ/(kg·℃)4.2×103J/(kg·℃)1kg1℃4.2×103J4.水的比熱容較大的應(yīng)用：在冬天，人們常常在熱水袋中裝入熱水來取暖；汽車發(fā)動機常常用水做冷卻劑等。注意：比熱容是物質(zhì)的一種特性，它不隨物質(zhì)的體積、質(zhì)量、形狀、位置、溫度的改變而改變，只與物質(zhì)的狀態(tài)和種類有關(guān)。如同種物質(zhì)構(gòu)成的水與冰，由于它們狀態(tài)不同，比熱容也不同。5.物質(zhì)在熱傳遞過程中吸收或放出熱量的計算公式：Q=__________。變形公式：①求質(zhì)量m=_________;②求變化的溫度Δt=__________。注意：Δt為正值，計算過程中用大的溫度值減去小的溫度值。cmΔt

課本簡練1.(九上P29活動2改編)用液化氣作燃料，原因是液化氣有（

）A.較大的密度

B.較低的沸點C.較大的熱值

D.較高的凝固點C2.(九上P30自我評價與作業(yè)3改編)2kg的某種燃料完全燃燒放出的熱量是6.0×107J，則這種燃料的熱值是_________________。0.2kg的這種燃料的熱值是_________________。3×107J/kg3×107J/kg3.（九上P35自我評價與作業(yè)3改編）在沙漠地區(qū)有“早穿棉襖午披紗，圍著火爐吃西瓜”的奇特現(xiàn)象，而沿海地區(qū)則“氣候宜人，四季如春”，這是因為（）A.水的透明度高，容易吸收太陽能B.水的比熱容比沙石的比熱容大C.水在蒸發(fā)時有制冷作用D.水的流動性好B4.（九上P35自我評價與作業(yè)4改編）在兩個相同的燒杯中分別裝有質(zhì)量和初溫相同的水和某種液體，用兩個完全相同的電加熱器對其加熱，每隔一段時間用溫度計分別測量它們的溫度，并畫出了其溫度隨時間變化的圖像（如圖1-12-16），由圖像可知（）A.a液體的比熱容較小B.b液體是水C.0～3min內(nèi)a液體吸收的熱量較少D.升高相同的溫度，b液體吸收的熱量較少D易錯精講【例1】【物理觀念】質(zhì)量為1kg的汽油用去一半后，剩下的汽油（）A．密度、比熱容和熱值都變?yōu)樵瓉淼囊话隑．密度和比熱容不變，熱值變?yōu)樵瓉淼囊话隒．密度、比熱容、熱值都不變D．密度、比熱容變?yōu)樵瓉淼囊话?，熱值不變易錯點1熱值與比熱容的定義C

D【例2】利用燃燒酒精給水加熱，使質(zhì)量為2kg的水溫度升高30℃，已知q酒精＝3.0×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg·℃），問：（1）水吸收的熱量是多少焦耳？（2）若酒精完全燃燒產(chǎn)生的熱量只有75%被水吸收，則需要完全燃燒多少千克的酒精？易錯點2熱量的計算解：（1）水吸收的熱量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg·℃）×2kg×30℃＝2.52×105J。

【變式2】【科學(xué)思維】（2024煙臺）在“探究物質(zhì)的吸熱能力與哪些因素有關(guān)”的實驗中，用質(zhì)量是0.3kg的水和表中等質(zhì)量的另一種物質(zhì)進(jìn)行對比，作出的圖像如圖1-12-17所示。實驗過程中，水和另一種物質(zhì)在相同時間內(nèi)吸收的熱量相等，分析圖像可以得出圖線__________（填“a”或“b”）對應(yīng)的物質(zhì)為水，另一種物質(zhì)為__________，這種物質(zhì)在0～5min內(nèi)吸收的熱量為______________J。b煤油2.52×104物質(zhì)比熱容c/[J·（kg·℃）-1]水4.2×103酒精2.4×103煤油2.1×103蓖麻油1.8×103實驗探究不同物質(zhì)的吸熱能力(10年0考)重點實驗實驗名稱探究不同物質(zhì)的吸熱能力實驗器材沙子、水、燒杯、天平、溫度計、秒表、酒精燈、石棉網(wǎng)、鐵架臺、火柴、攪拌器考點歸納（1）實驗中需要的測量工具：天平、溫度計和秒表（2）選用兩個相同規(guī)格的加熱裝置加熱的目的：使水和沙子在相等時間內(nèi)吸收的熱量相同（3）為準(zhǔn)確測量液體的溫度，溫度計的玻璃泡應(yīng)充分與被測物體接觸，實驗過程中溫度計的玻璃泡不要碰到燒杯考點歸納（4）不斷對物體進(jìn)行攪拌的目的：使物體能均勻受熱（5）水和沙子的質(zhì)量要相等，因此需要用天平測量質(zhì)量考點歸納（6）轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用：用兩個完全相同的酒精燈進(jìn)行加熱，可以認(rèn)為在相同的時間內(nèi)，酒精燈放出的熱量相同，則物體吸收的熱量相同，故實驗時通過比較加熱時間的長短來比較水和沙子吸收的熱量（7）控制變量法的應(yīng)用：①控制不同物質(zhì)的質(zhì)量相同，相同時間內(nèi)吸收的熱量相同，比較它們升高的溫度，從而比較物質(zhì)的吸熱能力；②控制不同物質(zhì)的質(zhì)量相同，升高的溫度相同，比較它們吸收的熱量，從而比較物質(zhì)的吸熱能力（8）數(shù)據(jù)、圖像的分析和處理實驗結(jié)論①質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，吸收相同的熱量，升高的溫度不同。升高的溫度小的物質(zhì)，吸熱能力強②質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量不同。吸收的熱量多的物質(zhì)，吸熱能力強【例】【科學(xué)探究】圖1-12-18是“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實驗裝置。【實驗器材】(1)將規(guī)格__________（填“相同”或“不同”）的電加熱器分別__________在兩種液體中，同時加熱。(2)組裝器材時應(yīng)將溫度計固定在適當(dāng)?shù)奈恢?，不要碰到燒杯和__________________。相同浸沒電加熱器【實驗條件與方法】(3)實驗中要求燒杯中裝有__________（填“質(zhì)量”或“體積”）相同、初溫__________（填“相同”或“不同”）的兩種液體A和B，采用的實驗方法是___________________法。(4)控制加熱時間相同是為了使___________________________。質(zhì)量相同控制變量兩種液體吸收的熱量相同【實驗分析及結(jié)論】（5）表格中是小明記錄的實驗數(shù)據(jù)，分析表中的數(shù)據(jù)可知，升高相同的溫度，通過比較_________________可知，液體__________吸收的熱量多。此實驗表明液體B的吸熱能力比液體A的吸熱能力__________（填“強”或“弱”）。加熱時間B強液體質(zhì)量／g初溫／℃加熱時間／s末溫／℃A60208045B602012045【實驗拓展】（6）分別給液體A和液體B加熱相同的時間，則液體__________的末溫更高。（7）若用相同規(guī)格的電加熱器分別給質(zhì)量相同、初溫均為20℃的甲、乙液體兩種液體加熱，當(dāng)它們的溫度分別升高到40℃和35℃時，甲、乙兩種液體吸收熱量之比為2∶1，則甲、乙兩種液體的比熱容之比為__________。A3∶2考點1 熱值［10年4考：2016年(選擇)、2021年(填空)、2022年(填空)、2024年(綜合)考查］1.小明測試了自己家中分別單獨使用不同種類燃料時的平均月消耗量分別為木柴約200kg、煙煤約80kg、液化石油氣約30kg、煤氣約60kg。這四種燃料中哪種燃料的熱值最高？()A.液化石油氣 B.煤氣 C.煙煤 D.木柴考點精練A2.如圖1-12-19所示，若甲、乙兩杯水溫度都升高50℃。則（）A.甲杯水吸收的熱量較多B.乙杯水吸收的熱量較多C.兩杯水吸收的熱量一樣多D.無法比較兩杯水吸收的熱量C3.【物理學(xué)與社會發(fā)展】2023年5月10日，搭載著天舟六號貨運飛船的長征七號遙四運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點火升空，運載火箭使用液態(tài)氫作為燃料的主要原因是液態(tài)氫的熱值__________，在火箭升空過程中，隨著液態(tài)氫質(zhì)量的減少，液態(tài)氫的熱值__________（填“增大”“不變”或“減小”）。大不變4.【科學(xué)探究】小箕和小秋為了探究煤油和菜籽油的熱值大小關(guān)系，組裝了如圖1-12-20甲所示的裝置進(jìn)行實驗。實驗時煤油和菜籽油的__________（填“質(zhì)量”或“體積”）應(yīng)相同，實驗中應(yīng)通過__________________________（填“加熱時間”或“溫度計示數(shù)的變化”）來反映煤油和菜籽油放出熱量的多少。小琳組裝了如圖1-12-20乙所示的裝置，燒杯內(nèi)裝的是符合實驗條件的煤油，如果想要進(jìn)一步探究煤油和水的吸熱能力，應(yīng)該與圖甲中_______（填“A”或“B”）裝置的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，這個實驗中能反映水和煤油所吸收熱量的物理量是__________（填“加熱時間”或“溫度計示數(shù)的變化”）。質(zhì)量溫度計示數(shù)的變化A加熱時間考點2比熱容［10年8考：2015年(填空)、2016年(計算)、2017年(填空)、2018年(綜合)、2019年(綜合)、2020年(實驗)、2022年(填空)、2023年(綜合)考查］5.【物理觀念】下列應(yīng)用實例中，主要不是利用水的比熱容較大這一特性的是（）A.用水冷卻汽車發(fā)動機 B.用濕毛巾給發(fā)燒病人擦拭降溫C.用熱水袋取暖 D.向秧田灌水防止秧苗被凍壞B6.【科學(xué)思維】如圖1-12-21甲所示，規(guī)格相同的容器裝了相同質(zhì)量的純凈水和油。用實際功率相同的電加熱器加熱，得到如圖1-12-21乙所示的溫度與加熱時間的圖像，若液體每秒吸收的熱量等于電加熱器每秒放出的熱量，且c水＞c油，則（）A.加熱相同的時間，由于A杯液體升高的溫度高，所以A杯液體吸收的熱量多B.升高相同的溫度，兩杯液體吸收的熱量相同C.A杯液體是水D.加熱相同的時間，兩杯液體吸收的熱量相同D7.【物理觀念】水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），將一桶質(zhì)量為2kg的水倒掉一半，剩下的水的比熱容將__________（填“變大”“變小”或“不變”）；初溫為20℃、質(zhì)量為1kg的水吸收3.78×105J熱量后，溫度將升高到__________℃。（水上方的氣壓為1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）不變1008.【科學(xué)思維】在探究物質(zhì)熔化的規(guī)律時，某物質(zhì)的溫度隨時間變化圖像如圖1-12-22所示。該物質(zhì)液態(tài)時的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），質(zhì)量為20g，由圖可知，該物質(zhì)在熔化過程中BC段吸收的熱量為__________J。該物質(zhì)固態(tài)時的比熱容是__________J/（kg·℃），根據(jù)圖像可以看出C點時物質(zhì)的內(nèi)能__________（填“大于”“等于”或“小于”）B點時物質(zhì)的內(nèi)能。6722.1×103大于9.（創(chuàng)新題）熱平衡是指同外界接觸的物體，其內(nèi)部溫度各處均勻且等于外界溫度的狀況。在熱平衡時，物體各部分以及物體同外界之間都沒有熱量交換，即Q吸＝Q放。將400g、5℃的冷水與200g、80℃的熱水混合（與外界無熱量交換），混合后水的溫度是（）A.30℃ B.37.5℃ C.60℃ D.70℃A考點3跨學(xué)科實踐科學(xué)安排飲食與運動10.食物也是一種“燃料”，在人體內(nèi)釋放出的化學(xué)能可為細(xì)胞提供生命活動所需的能量。過量飲食和為了“瘦身”而盲目節(jié)食，對青少年的健康都不利。下表是青少年每天正常生活需要的能量。年齡青少年每天生活所需的能量13～15歲1.0×107J（1）某款巧克力的營養(yǎng)成分表上標(biāo)有q＝2000kJ/100g，初中生每天最多可以通過巧克力攝入10%的能量，則初中生每天可以吃多少克的巧克力？（2）人體攝入過多的能量往往通過運動消耗掉，小華同學(xué)吃了一塊凈含量為75g的上述巧克力，如果他從巧克力獲得能量的10%用于克服重力做功，則他要爬多少層樓才能消耗掉？（每層樓高3m，小華的質(zhì)量為50kg，g取10N/kg）

考點4

綜合真題11.（2023廣東節(jié)選）小明了解到有種說法“在室內(nèi)穿兩件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。他采用圖1-12-23的裝置進(jìn)行實驗：在甲、乙兩個相同的瓶子中裝入等體積的熱水，用兩層灰色薄棉布包裹著甲瓶(內(nèi)