1、1第 23 课时 比热容 热机一、选择题1.2018株洲木炭的热值为 3.4107 J/kg,它表示 1 kg 木炭 ( )A.具有 3.4107 J 的热量B.具有 3.4107 J 的内能C.完全燃烧对外做功 3.4107 JD.完全燃烧放出热量 3.4107 J2.2018益阳关于热机的效率,下列说法正确的是 ( )A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高B.热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越多C.热机的效率越高说明做功越快D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的3.2017临沂下列关于如图 23-5 所示实验的说法,错误的是 ( )图 23-5A.
2、试管口出现的白雾是液化的结果B.该实验基本能反映热机的工作原理C.木塞冲出的过程机械能转化为内能D.该实验可以说明做功能改变物体的内能4.图 23-6 是四冲程汽油机工作状态示意图,下列说法正确的是 ( )图 23-6A.该冲程是内能转化为机械能的过程B.该图表示汽油机的吸气冲程,该冲程是将汽油和空气的混合物进行压缩C.该冲程中汽缸内气体温度升高,分子运动剧烈程度增大D.该冲程中主要是通过热传递的方式改变汽缸内物质的内能25.质量和初温都相同的水和铜块,分别吸收相同的热量后将铜块投入水中( c 水 c 铜 ,不计热损失),则 ( )A.水的温度升高,铜块的温度降低,且水升高的温度和铜块降低的温
3、度相同B.水的温度降低,铜块的温度升高,且水降低的温度和铜块升高的温度相同C.水的温度升高,铜块的温度降低,且水增加的内能和铜块减少的内能相同D.水的温度降低,铜块的温度升高,且水减少的内能和铜块增加的内能相同6.如图 23-7 甲、乙所示,相同容器中装了质量都为 2 kg 的纯净水,用不同电加热器加热,忽略热损失,得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图像,已知水的比 热容为 4.2103 J/(kg)。下列说法正确的是 ( )图 23-7A.加热相同时间,两杯水吸收的热量相同B.加热器 1 和加热器 2 的功率之比是 3 2 C.吸收相同的热量,甲杯中水的末温比乙杯的高D.加热 1 min
4、时,甲容器中的水吸收热量为 8.4103 J二、实验题7.2018枣庄某班同学利用如图 23-8 所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。图 23-8(1)在图中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的。 (2)实验中第 1、2 两个小组记录的实验数据如下表。实验组别液体 质量 /g 初温 / 末温 /加热时间 /min水 200 25 40 13.51煤油 200 25 40 6.52 水 200 25 40 123煤油 200 25 40 5.5通过分析实验数据,能够得出的结论是 。 (3)图 23-9 是第 1 组同学绘制的吸收热
5、量 -时间和温度 -时间图像,能正确描述该实验真实情况的图像是 。(选填序号) 图 23-9(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但 1、2 两组的同学在交流实验数据时发现:第 1 组的加热时间明显偏长,其原因可能是 。 (5)这两组同学对图 23-8 的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,而不是用两个酒精灯分别加热,如图 23-10 所示,这样做的好处是 。 图 23-108.如图 23-11 所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是 m1=20 g,烧杯内的液体质量相同均为 m2=0.1 kg。图 23-11(1)若比较不同燃料的热
6、值:应选择 两图进行实验。 燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 来反映的。 若图甲烧杯中为水,燃料完全燃烧可使温度计示数升高 30 ,本实验根据公式 qm1=c 水 m2 t,计算出燃料的热值比其标准值 (选填“偏大” “偏小”或“相等”)。 (2)若比较不同物质吸热升温的特点:应选择 两图进行实验。 4不同物质吸热的多少是通过 来反映的。 三、计算题9.2018聊城在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,用酒精灯给烧杯中的水加热,烧杯中盛有 20 质量为100 g 的水,在标准大气压下加热至沸腾 ,假如完全燃烧酒精 3 g。水的比热容为 4.2103 J/(kg),酒精的热值为3.0107 J
7、/kg(1)求水吸收的热量。(2)求此过程中酒精灯烧水的热效率。 (结果精确到 0.1%)(3)科学研究表明:1 g 的 100 的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收 2.26103 J 的热量。水开始 沸腾后持续观察沸腾现象,同时发现水的质量减少了 5 g,求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。10.2017常州如图 23-12 甲所示,标准大气压下,普通煤炉把壶内 20 、5 kg 水烧开需完全燃烧一定质量的煤,此过程中,烧水效率为 28%,为提高煤炉效率,浙江大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中,还可额外把炉壁间 10 kg 水从 20 加热至
8、 40 , q 煤 =3107 J/kg, c 水 =4.2103 J/(kg),以上过程中,问:(1)普通煤炉完全燃烧煤的质量是多大?(2)双加热煤炉的烧水效率有多大?5图 23-12四、综合题11.已知某型号 的载重汽车在一段平直的高速公路上匀速行 驶 9.6 km,所用时间是 8 min,消耗燃油 3 L(假设燃油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内的功率为 60 kW。若燃油的密度是 0.8103 kg/m3,热值为 3107 J/kg,求:(1)汽车行驶速度。(2)汽车行驶过程中的牵引力。(3)汽车发动机的效率。6参考答案1.D 解析 1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热
9、值。木炭的热值是 3.4107 J/kg,它的物理意义是 1 kg 木炭完全燃烧放出的热量是 3.4107 J,故 A、B、C 错误,D 正确。2.A 解析 柴油机的效率一般要高于汽油机,多用在重型机器上,故 A 正确。热机效率越高,做的有用功与燃料完全燃烧放出的内能的比值越大,即在做功相同的情况下,消耗的燃料较少,或消耗相同的燃料,做功较多,故 B 错误。热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占的比值,功率是热机做功的快慢,两者没有必然联系,故 C 错误。在热机的各种能量损失中,废气带走的能量最多。故 D 错误。3.C 4.C5.C 解析 质量和初温都相同的水和铜 块,当它们吸收相同的
10、热量后,由 Q=cm t 可知,比热容越大,升高的温度越小。由于水的比热容大,所以水升高的温度小;由于初温相同,所以水的末温低。根据热传递的条件,所以质量和初温都相同的水和铜块,当它们吸收相同的热量后,再将铜块投入水中,热量由高温的铜传给低温的水;故铜块内能变小,水的内能增大,因不计热损失,则水增加的内能和铜块减少的内能相同。6.B7.(1)停表 加热时间长短(2)质量相同的水和煤油升高相同的温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同的温度,水吸收的热量多)(3)C(4)酒精灯的火焰大小不同(5)确保在相同时间内水和煤油吸收的热量相同8.(1) 甲、丙 相同质量的同种液体温度升高的高低
11、(或温度计示数的变化) 偏小(2) 甲、乙 相同质量的不同液体在相同时间内温度升高的高低9.解:(1)标准大气压下水的沸点为 100 ,即需将水加热至 100 ,水吸收的热量 Q 吸 =c 水 m 水 (t-t0)=4.2103 J/(kg)0.1 kg(100 -20 )=3.3610 4 J。7(2)3 g 酒精完全燃烧释放的热量 Q 放 =m 酒精 q 酒精 =310-3 kg3.0107 J/kg=9104 J,酒精灯烧水的热效率 = = 37.3%。Q吸Q放 3.36104J9104J(3)1 g 的 100 的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收 2.26103 J 的热量,则 5 g
12、的 100 的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量 Q=5 g2.26103 J/g=1.13104 J。10.解:(1)水吸收的热量 Q 吸 =c 水 m 水 t=4.2103 J/(kg)5 kg(100 -20 )=1.6810 6 J;煤需要放出的热量 Q 放 = = =6106 J;Q吸 1.68106J28%需要煤的质量 m 煤 = = =0.2 kg。Q放q煤 6106J3107J/kg(2)两处水吸收的总热量 Q 吸 =Q 吸 +c 水 m水 t=1.68106 J+4.2103 J/(kg)10 kg(40 -20 )=2.52106 J;双加热煤炉烧 水的效率 = = =4
13、2%。Q吸 Q放 2.52106J6106J11.解:(1)汽车行驶的路程 s=9.6 km=9600 m,所用时间 t=8 min=480 s,汽车的速度 v= = =20 m/s。st9600m480s(2)已知汽车的功率 P=60 kW=60000 W,根据 P= = =Fv 可得,汽车的牵引力 F= = =3.0103 N。WtFst Pv60000W20m/s(3)汽车行驶过程所做的功 W=Pt=60103 W480 s=2.88107 J,消耗燃油的质量 m=V= 0.8103 kg/m3310-3 m3=2.4 kg,2.4 kg 燃油完全燃烧放出的热量 Q=qm=3107 J/kg2.4 kg=7.2107 J,汽车发动机的效率 = = =40%。WQ2.88107J7.2107J
