1、第 14 课时 比热容 热机,考点一 比热容及其计算,c,种类,状态,1 kg,1 ,4.2103,cm(t-t0),cm(t0-t),考点二 热值及其计算,完全,q,种类,qm,qV,完全,考点三 热机的能量转化及其效率,吸气,压缩,做功,排气,内,机械,机械,内,4,2,2,2,1,火花塞,喷油嘴,考点四 能量的转化和守恒,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。,探究一 比热容及其应用,解释 (1)根据比
2、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=cmt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 。,甲 乙 图14-2,该物质处于固态时的比热容小于处
3、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4.2103 J/(kg),天然气的热值为3.2107 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。,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 m33.2107 J/m3=3.2106 J。 (2)水吸收的热量: Q吸=cm(t-t0)=4.2103 J/(kg)8 kg(50 -10 )=1.344106 J
4、。,(3)该热水器工作时的效率。,【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1.41010 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=4.2103 J/(kg),4104,【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12,升高的温度之比为32,则它们吸收的热量之比是 ( ) A.31 B.43 C.13 D.34,例3 2018安庆二模 如图14-3所示的某款油电混合动
5、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2103 N。 (1)若在这一过程中消耗燃油510-3 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0.8103 kg/m3,热值为4.6107 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 kWh,则此过程的效率为多少?,探究三 热机,解:(1)消耗燃油的质量:m=V=0.8103 kg/m3510-3m3=4 kg, 燃油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=4 kg4.6107 J/kg=1.84108 J。 (2)因
6、为汽车匀速行驶,所以牵引力F=f=2103 N, 小汽车行驶100 km发动机做的功:W1=Fs=2103 N100103 m=2108 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 kWh,则此过程的效率为多少?,【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/(kWh),柴油的热值为4.5107 J/kg。求: (1)该柴油发动机效率最高可
7、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。,(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。,突破 探究不同物质的吸热能力 【考点归纳】 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。 实验器材的组装顺序:自下而上。 实验所需的测量工具:温度计、停表和天平。 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。 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,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
8、.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。 实验中改变内能的方式:热传递。热量的计算:Q吸=cm(t-t0)。 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。,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
9、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 。,停表,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 。,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
10、于”)煤油吸收的热量。,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=4.2103 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=3.0107 J/kg),2.1103,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2.1103 J/(kg)。,98,6105,【实验拓展】 (5)选用两套完全相同的装置分
11、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 。,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4.2103 J/(kg),天然气的热值为4.2107 J/m3,
12、考点一 比热容、热值的相关计算,9450,0.45,2. 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=2.1107 J/kg,c水=4.2103 J/(kg),1.05107,45,3. 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=4.2103 J/(kg),
13、q天然气=4.2107 J/m3,4200,0.2,1. 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,考点二 热机,D,2. 2016安徽21题8分 某家用轿车,重为1.5104 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4.6107 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/h0.5 h=36 km。,(3)汽车发动机的效率。(结果保留整数),
