比熱容

熱機3.3

內(nèi)

能3.3.1

了解內(nèi)能和熱量。從能量轉(zhuǎn)化的角度認識燃料的熱值。3.3.2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。3.3.3了解熱機的工作原理。知道內(nèi)能的利用在人類社會發(fā)展史中

的重要意義。課標導(dǎo)航比熱容熱值物理意義反映物質(zhì)吸熱或放熱本領(lǐng)的

大小反映燃料完全燃燒放熱本領(lǐng)的大小定義一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度升高時

與

它的質(zhì)量

和

升高的

溫度

乘積之比，叫作這種

物質(zhì)的比熱容某種燃料完全燃燒與其

之比，叫作這種燃料

的熱值知識點

比熱容和熱值放出的熱量吸收的熱量質(zhì)量比熱容熱值公式單位焦每千克攝氏度，符號J/(kg

·

℃)焦每千克，符號J/kg

焦每立方米，符號J/m3舉例C水=4.2×103J/(kg·

℃)表示：質(zhì)量為1kg的水溫度

升高1℃時吸收的熱量是4.2×103Jq汽油=4.6×10?J/kg表示：質(zhì)量為1kg的汽油完全燃燒放出的熱量為4.6×10?J熱量的

計算Q=cmAtQ

=

q

m

或

Q

=

q

V應(yīng)用暖氣片用水散熱取暖利用了

水的比熱容大的特性火箭用液氫作為燃料是因為液氫的

密度小而熱值大理解：

(1)比熱容是物質(zhì)的一種特性，與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)，與物體的體積、質(zhì)量、形狀、位置、溫度和吸、放熱無關(guān)。(2)熱值只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積及是否

完全燃燒等均無關(guān)。不同燃料的熱值一般不同，在燃料燃燒過程中將化學(xué)

能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(3)水的比熱容大，吸熱能力強，相同條件下溫度變化慢。知識點

熱機1.

熱機：把

內(nèi)

能轉(zhuǎn)化為

機械

能的機器。常見的熱機有蒸汽

機、內(nèi)燃機、汽輪機和噴氣發(fā)動機等。2.

內(nèi)燃機：燃料直接在發(fā)動機

汽缸

內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機叫內(nèi)燃

機。內(nèi)燃機分為

汽油機

和

柴油機

兩大類。四沖程每個工作循環(huán)分為四個沖程：

吸氣

沖程、

壓縮沖程、

做功

沖程和

排氣

沖程。此過程中曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周，活塞往復(fù)2次，對外做功1次吸氣、壓縮和排氣沖程是依靠飛輪的慣性

來完成的，做功

沖程是唯一對外做功的沖程做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為

機械

能；壓縮沖程是將機械

能轉(zhuǎn)化為

內(nèi)

能說明汽油機和柴油機在構(gòu)造上有所不同，汽油機頂部有火花塞，而柴油機頂部有噴油嘴，另外，兩者在工作過程中也略有不同3.汽油機與柴油機定義熱機用來做

有用功的那部分能量和燃料完全燃燒

放

出

的能量之比公式提高熱機

效率的

途徑①讓燃料盡可能

充分燃燒

，如將煤粒磨成煤粉、加大送風(fēng)

量等；②盡量減少各種

熱量損失;③機件間保持良好的

潤滑，減小摩擦注意：由于在熱機工作的過程中，總有能量損失，所以熱機的效率總小

于

1

。知

識點

熱機效率幾種物質(zhì)的比熱容/[J·

(kg

·

℃)-1]水4.2×103水銀0.14×103酒精2.4×103沙石0.92×103煤油2.1×103鋁0.88×103冰2.1×103銅0.39×103A.液體的比熱容一定比固體

的比熱容大B.

同種物質(zhì)發(fā)生物態(tài)變化

后，比熱容不變C.由于水的比熱容大，白天

海水溫度比沙灘溫度高考點

比熱容例1小明根據(jù)下表所提供的數(shù)據(jù)得出了四個結(jié)論，其中正確的是(

D

)D.2kg

的水溫度升高50℃,吸收的熱量是4.2×10?J精析【

解

析

】冰的比熱容比水銀的比熱容大，故液體的比熱容

不

一

定比固體的比熱容大，故A

錯誤；水和冰是同種物質(zhì)，水變成冰后比熱容變化了，由

此可知同種物質(zhì)發(fā)生物態(tài)變化后，比熱容變化了，故B

錯誤；海水的比熱

容比沙石的比熱容大，所以在白天有太陽光照射時，吸收相同的熱量情況

下，海水升溫較慢，而陸地的沙石比熱容小，升溫就比較快，所以岸邊沙

石的溫度比海水的溫度高，故C

錯誤；水吸收的熱量：

Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×105J,

故

D

正確?！?/p>

點

撥】分析表中數(shù)據(jù)，可看出四種物質(zhì)比熱容的大??；根據(jù)

分

析判斷各選項正誤。正確的是(

A

)A.小葉繪制的是乙圖線B.0～1min

內(nèi)冰塊吸收的熱量為2.1×103J

C.1～3min

內(nèi)溫度不變，說明冰塊沒有吸收熱量D.如果酒精完全燃燒，酒精燈的加熱效率可以達到100%【變式練習(xí)】1.如圖所示，小葉同學(xué)用酒精燈對冰塊加熱，研究冰的熔化現(xiàn)象。甲、乙兩條圖線中的一條是他依據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制而成。已知m

冰0.1kg,C

水=4.2×103J/(kg

·

℃),C

冰=2.1×103J/(kg

·

℃)。

下列分析【

解

析

】由圖可知，在0～1min

內(nèi)，冰吸收熱量，溫度升高了5℃;冰熔化成水后，質(zhì)量不變，根據(jù)題意可知，水的比熱容是冰的比熱容的2倍，

根

據(jù)Q=cmAt可知，水升高5℃所需的熱量為冰升高5℃所需熱量的2倍，

即水升高5℃,所需的加熱時間為2min,

故乙圖線是水的升溫圖像，故A說法正確；冰吸收的熱量為：

Q

冰

=C冰m

冰4t=2.1×103J/(kg

·℃)×0.1kg×5℃=1.05×103J,

故B

說法錯誤；由圖可知，冰在熔化的過程中，溫度保持不變，為晶體，這個過程中，冰會吸收熱量，故C

說法錯誤；如果酒精完全燃燒，酒精放出的熱量不可能全部被水吸收，存在能量

的散失，所以效率不可能達到100%,故D

說法錯誤。考點

熱值例2(2025·

連云港)運載火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有

(

A

)A.較大的熱值B.

較低的沸點C.較大的比熱容D.較高的凝固點【變式練習(xí)】2.為了減少大氣污染，可對秸稈進行回收加工制成秸稈煤，完全燃燒2kg秸稈煤可放出

4.2×107

J熱量；若這些熱量完全被水吸

收，可使

250kg水溫度由20℃升高到60℃。

[q

秸稈煤=2.1×107

J/kg,

C水=4.2×103J/(kg·℃)]【解析】(1)秸稈煤完全燃燒釋放的熱量：Q

放=

m

秸稈煤9秸稈煤

=2kg×2.1×107J/kg=4.2×107J。(2)由題意可知，水吸收的熱量Q

吸

=Q

放=4.2×107J;由Q

吸=cm△t可得，水的質(zhì)量：程原理與該過程相同。【解析】把推桿迅速推入牛角套筒時，套筒內(nèi)空氣被壓縮，推桿前端的艾絨立刻燃燒起來，此過程中壓縮套筒內(nèi)空氣做功，使套筒內(nèi)氣體的內(nèi)能增

加，達到艾絨的著火點。在該實驗中，活塞的機械能轉(zhuǎn)化為筒內(nèi)空氣的內(nèi)能，與汽油機的壓縮沖程的能量轉(zhuǎn)化相同?！军c撥】對物體做功，物體的內(nèi)能將增大，溫度升高；內(nèi)燃機有四個沖程，在壓縮沖程中，活塞壓縮空氣做功，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。考

點

3

熱

機例③如圖所示是我國古代發(fā)明的取火器模型圖，把推桿迅速推入

牛角套筒時，套筒內(nèi)空氣被壓縮，推桿前端的艾絨立刻燃燒起來，此過程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)

能，內(nèi)燃機工作的

壓縮

艾絨套筒推桿【解析】由圖可知，進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，所以是壓縮沖程；每1秒鐘對外做功25次，因一個工作循環(huán)有4個沖程，飛輪轉(zhuǎn)2圈，做功1次，則飛輪的轉(zhuǎn)速是25×2×60r/min=3000

r/min?！咀兪骄毩?xí)】

3

.

如圖所示是某單缸四沖程汽油機的壓縮沖

程；若該汽油機每1秒對外做功25次，那么該汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速為

3000

r/min。例④為減少能源消耗，合理利用能源。下列方法中對提升熱機效率有用的是

(

C

)A.

盡量增加廢氣帶走的熱量B.增加燃料的質(zhì)量C.盡量使燃料充分燃燒D.采用熱值更大的燃料考點

熱機效率【變式練習(xí)】4.某汽車在平直路面上以75km/h

的速度勻速行駛1h的過程中，消耗了5kg汽油，汽油燃燒釋放能量的40%隨廢氣通過熱電轉(zhuǎn)換裝置，如圖所示，汽油熱值近似取q=5×107J/kg,

設(shè)汽油在汽缸內(nèi)完全燃燒。如圖所示，四沖程汽油機處于排氣沖程；若上述過程中汽油燃燒釋放能量的30%用來驅(qū)動汽車行駛，則汽車所受的阻力f=

1000

N。排氣口熱電轉(zhuǎn)

換裝置蓄電池【

解

析

】由圖可知，進氣口關(guān)閉，排氣口打開，活塞上行，屬于排氣沖程；汽油完全燃燒釋放的熱量：

Q

放

=

mq汽

油=5kg×5×107J/kg=

2.5×108J;

根

據(jù)

可得有用功：

W

有用=nQ

放=

30%×2

.5×108J=7.5×107J;

由

,汽車在平直路面上以75km/h

的速度勻速行駛1h

的過程中，通過的路程：

s=vt=75km/h×1h=75km=

75000m,汽

車

勻

速直線行駛時，受到的阻力等于牽引力，由W=Fs

可得，汽車所受的阻力f實驗11

比較不同物質(zhì)的吸熱能力【實驗精講】1.

實驗器材：天平、溫度計、停表、玻璃棒、水和食用油、兩個相同的燒杯和兩個相同的酒精燈。實驗突破甲

乙3.按照

自下而上的順序組裝實驗器材，目的是利用

酒精燈的外焰加熱

O2.

實驗裝置：如圖所示。4.

在兩個相同的燒杯中分別放入

初溫相同且質(zhì)量相等

的水和食用油。實驗中用兩個相同的酒精燈加熱的目的是使兩液體在相同的時間內(nèi)吸收

相同的熱量

。這種研究問題的方法是控制變量法，通過溫度計示數(shù)

的變化反映物質(zhì)吸熱能力的大小，運用了轉(zhuǎn)換法。5.比較水和食用油吸熱能力的方法：①

吸

收

相

同

的

熱

量

，

比

較

升

高

的

溫

度大小

;②

升

高

相

同

的

溫

度

，

比

較

加

熱

時

間

的

長

短

O6.

通過實驗數(shù)據(jù)計算出來的比熱容比該物質(zhì)的實際比熱容小的原因是

存

在

熱

量

損

失

O7.

實驗結(jié)論：質(zhì)量相等的水和食用油，吸收相同的熱量時，食用油的溫度

升高得多，吸熱能力弱；質(zhì)量相等的水和食用油，升高相同的溫度時，食

用油比水所用時間短(即吸收的熱量少),吸熱能力弱。水乙甲(1)實驗中，應(yīng)該向兩個燒杯中加入

質(zhì)量

(填“質(zhì)量”或“體積”)相同的兩種不同液體；當它們吸收相同的熱量時，可以通過升高的溫度

(填“升高的溫度”或“加熱時間”)判斷它們吸

熱性能的強弱。【實驗精練】為了探究不同物質(zhì)的吸熱能力，在兩個相同的容器中分別裝入質(zhì)量、初溫

都相同的液體A、B,并且用相同的裝置加熱，如圖甲所示。時間/min玻璃棒玻璃棒丙甲乙(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，小明做出了兩種液體的溫度隨時間變化的圖像如圖

乙所示。分析可知，兩溫度計示數(shù)都升高到30℃時，

A

增加的內(nèi)能

>

(填“>”“=”或“<”)B

增加的內(nèi)能；冬天，如果你想自制暖手袋，應(yīng)選液體A

(

填“A”

或“B”)

作為供暖物質(zhì)，其效果更佳。(3)若液體A

是水，則液體B

的比熱容為

2.1×103J/(kg

·

℃)。[c

水

=4.2×103J/(kg·℃)]時間/min乙

丙玻璃棒玻璃棒甲時間/min乙

丙(4)如圖丙是我國沿海地區(qū)和內(nèi)陸地區(qū)同一天氣溫變化曲線，請你判斷沿海地區(qū)一天氣溫變化所對應(yīng)的曲線是D

(填“C”

或“D”)。玻璃棒玻璃棒甲1.

(2025·

黑龍江)

下列實例中與水的比熱容有關(guān)的是(B

)A.

北方冬天氣溫較低，戶外的水管容易凍裂B.沿海地區(qū)的晝夜氣溫差比內(nèi)陸地區(qū)小C.

天熱時在地面上灑水是為了降低室內(nèi)溫度D.剛洗的衣服放在通風(fēng)的環(huán)境中會干得快些組

基礎(chǔ)過關(guān)訓(xùn)練2.

(2025·

廣元)端午節(jié)，小梅隨爸爸媽媽開車先去加油，隨后回老家看望爺爺奶奶。下列說法正確的是(A

)A.

剛一進門，棕香撲鼻而來，表明分子在不停地做無規(guī)則運動B.

水常作為汽車發(fā)動機冷卻劑，是因為水的熱值大C.

小汽車內(nèi)燃機的壓縮沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能D.

小汽車內(nèi)燃機的曲軸轉(zhuǎn)動一周，對外做功一次3.

(2025

·

黑龍江)一臺單缸四沖程汽油機的飛輪的轉(zhuǎn)速是2400

則此汽油機每秒完成的沖程個數(shù)和對外做功次數(shù)分別是(A

)A.

完成80個沖程，對外做功20次B.完成80個沖程，對外做功40次C.完成40個沖程，對外做功10次D.

完成40個沖程，對外做功40次4.

(2025

·

成都)2025年4月24日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，搭載神舟

十號載人飛船的長征二號F遙二十運載火箭發(fā)射升空。關(guān)于火箭發(fā)動機，下列說

法正確的是(

D

)A.

火箭發(fā)動機使用比熱容大的燃料B.火箭燃料燃燒越充分，熱值越大C.火箭發(fā)動機主要通過熱傳遞獲得機械能D.

火箭發(fā)動機屬于熱機所示，其由上下兩部分組成。下半部分為鬲(gé),要功能是以木材為燃料煮水。上半部分是甑

(zèng),

于蒸熟其內(nèi)的食物。下列說法正確的是(C

)A.

木材燒水時燃燒越充分，其熱值越大B.水沸騰后繼續(xù)加熱，水溫將持續(xù)升高C.

蒸熟食物是通過熱傳遞改變食物內(nèi)能D.

停止加熱，鬲中水的熱量會慢慢減少其形狀與鼎相似，主其底部有網(wǎng)眼，用鬲5.

(2025·

青羊區(qū)模擬)(yǎn)

是我國古代一種獨特的蒸食用具，如圖甑6.

(2025·

成都模擬)從內(nèi)能改變方式看，“炙手可熱”是通過

熱傳遞

改變手的內(nèi)能。

“鉆木取火”是通過

做功改變木頭的內(nèi)能；四沖

程汽油機工作時將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是

做功沖程。7.

(2025

·德陽)小陽在家使用天然氣灶為家人煮面條，他將初溫為20℃、質(zhì)量為2kg的水加熱至沸騰(在標準大氣壓下),該過程中水吸收

的熱量是6.72×105J,水吸收的熱量相當于完全燃燒2.24×10-2m3

天

然氣放出的熱量，則天然氣的熱值為3×107J/m3

。

[c水=4.2×103J/

(kg·℃)]8.

(2025

·

廣安)勞動節(jié)假期，小莉一家出去旅游。汽車通過一條長2400m

的隧道，用時120s,消耗0.1kg的汽油，汽車通過隧道牽引力做的有

用功為1.38×10?J

。(q汽油=4.6×107J/kg)

求：(1)汽車通過隧道的平均速度。【答案】(1)20

m/s(2)完全燃燒0.1kg汽油放出的熱量。【答案】

(2)4.6×10?

J(3)汽車通過隧道發(fā)動機的效率?！敬鸢浮?/p>

(3)30%9.

(2025

·

成都)小雨探究液體的凝固特點：先在兩個相同容器中分別裝入初溫為20℃、質(zhì)量為100g的水和某液體M,

再各放入一個溫度傳感器，

然后使它們冷卻凝固。若單位時間內(nèi)它們放出的熱量相等，用測得的數(shù)據(jù)

繪出兩種物質(zhì)溫度隨時間變化的圖像，如圖所示。已知c水=4.2×103J/(kg·℃),實驗在標準大氣壓下進行，下列說法正確的是(

A)A.

液體M的比熱容為2.8×103J/(kg

·

℃)B.

液體M

放熱能力比水放熱能力強C.在t?

~t4時間段兩種物質(zhì)都是固液共存狀態(tài)D.

從20℃剛好降到0℃時，水放出的熱量小于M放出的熱量B

組綜合能力提升10.(2025

·

深圳)

蓄冷劑是食品運輸和保險過程中的重要降溫試劑。現(xiàn)有A、B

兩種蓄冷劑