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1、第 14 課時比熱容熱機,,考點一比熱容及其計算,c,,種類,狀態(tài),1 kg,1 ,4.2103,cm(t-t0),cm(t0-t),,,考點二熱值及其計算,完全,q,種類,qm,qV,完全,,考點三熱機的能量轉化及其效率,吸氣,壓縮,做功,排氣,,內,機械,機械,內,4,2,2,2,1,火花塞,噴油嘴,,考點四能量的轉化和守恒,例1 2018安徽模擬 如圖14-1所示是甲、乙兩種質量相等的非燃料液體吸收的熱量與溫度變化情況的圖像,請根據(jù)圖像中提供的信息判斷,液體的比熱容較大;如果要你在甲、乙兩種液體中選擇一種作為汽車的冷卻液,你認為選擇液體更好。,,探究一比熱容及其應用,,解釋 (1)根據(jù)比

2、熱容的概念可知,比熱容大的物質每升高(或降低)1 所吸收(或放出)的熱量就多,根據(jù)圖像判斷甲、乙液體,升高相同的溫度,乙需要吸收的熱量多,故乙的比熱容大。 (2)根據(jù)Q=cmt可知,吸收相同的熱量,比熱容大的,溫度升高得少,更適合做冷卻液。故用乙液體做冷卻液更好。 變式該物質處于固態(tài)時的比熱容小于處于液態(tài)時的比熱容,圖14-1,乙,乙,【變式】 2018霍邱縣二模 圖14-2甲是某同學通過實驗來探究某種固體物質熔化特點的實驗裝置。圖乙是該同學描繪的物質溫度隨時間的變化關系曲線,在AB段和CD段加熱的時間相同,但升高的溫度卻不同,這是因為 。,,甲

3、 乙 圖14-2,該物質處于固態(tài)時的比熱容小于處于液態(tài)時的比熱容,例2 2018霍邱縣一模 某家庭用燃氣熱水器將質量為8 kg、溫度為10 的自來水加熱到50 ,消耗的天然氣體積為0.1 m3(假設天然氣完全燃燒)。已知水的比熱容為4.2103 J/(kg),天然氣的熱值為3.2107 J/m3。求: (1)天然氣完全燃燒放出的熱量。 (2)水吸收的熱量。 (3)該熱水器工作時的效率。,,探究二比熱容、熱值的相關計算,,解:(1)天然氣完全燃燒放出的熱量: Q放=Vq=0.1 m33.2107 J/m3=3.2106 J。 (2)水吸收的熱量: Q吸=cm(t-t0)=4.2103 J/(k

4、g)8 kg(50 -10 )=1.344106 J。,(3)該熱水器工作時的效率。,,【變式1】 2018巢湖市模擬 2017年5月18日,我國宣布在南海進行的可燃冰試采獲得成功。可燃冰是一種固態(tài)晶體,在常溫常壓下會迅速變?yōu)闅鈶B(tài)。它的熱值約為1.41010 J/m3,2 m3的可燃冰完全燃燒后,若這些熱量60 %被水吸收,可以將 kg的水從0 加熱到100 。c水=4.2103 J/(kg),,4104,【變式2】 2018安慶模擬 質量相同的甲、乙兩個物體由于吸熱而升溫,若它們的比熱容之比為12,升高的溫度之比為32,則它們吸收的熱量之比是() A.31B.43 C.13D.34,,,例3

5、 2018安慶二模 如圖14-3所示的某款油電混合動力小汽車,在一段平直的公路上勻速行駛了50 km,用了半小時,受到的阻力為2103 N。 (1)若在這一過程中消耗燃油510-3 m3,這一過程中燃油完全燃燒放出的熱量是多少?(已知燃油密度為0.8103 kg/m3,熱值為4.6107 J/kg) (2)小汽車勻速行駛100 km發(fā)動機做的功是多少? (3)若該車改用電動力行駛,若每行駛100 km消耗 電能100 kWh,則此過程的效率為多少?,,探究三熱機,解:(1)消耗燃油的質量:m=V=0.8103 kg/m3510-3m3=4 kg, 燃油完全燃燒放出的熱量:Q放=mq=4 kg4

6、.6107 J/kg=1.84108 J。 (2)因為汽車勻速行駛,所以牽引力F=f=2103 N, 小汽車行駛100 km發(fā)動機做的功:W1=Fs=2103 N100103 m=2108 J。,圖14-3,(3)若該車改用電動力行駛,若每行駛100 km消耗電能100 kWh,則此過程的效率為多少?,,【變式】 2018銅陵一模 某工廠科研人員研制生產的載重汽車專用柴油發(fā)動機,采用了很多新技術,從而達到提高柴油發(fā)動機效率、減少廢氣污染并產生大牽引力的目的。該種汽車以72 km/h的速度在平直公路上勻速行駛時,柴油發(fā)動機的功率為220 kW。最低油耗可達240 g/(kWh),柴油的熱值為4.

7、5107 J/kg。求: (1)該柴油發(fā)動機效率最高可達多少。 (2)該汽車以72 km/h的速度在平直公路上勻速行駛時發(fā)動機提供的牽引力。,,,(2)該汽車以72 km/h的速度在平直公路上勻速行駛時發(fā)動機提供的牽引力。,,,,突破探究不同物質的吸熱能力 【考點歸納】 選擇質量相等的不同物質進行實驗,這里用到了控制變量法。 實驗器材的組裝順序:自下而上。 實驗所需的測量工具:溫度計、停表和天平。 熱源的選擇:酒精燈或電加熱器。電加熱器更好,因為內部加熱,相對穩(wěn)定,熱損失少,同時便于控制相同時間內提供的熱量相同。 選用相同熱源:保證不同物質在相同時間內吸收的熱量相同。,實驗突破,,判斷物質的吸

8、熱能力:a.加熱相同時間比較溫度變化,溫度變化慢的吸熱能力強;b.升高相同的溫度,比較加熱時間,加熱時間長的吸熱能力強。這里用到了轉換法。 實驗中改變內能的方式:熱傳遞。熱量的計算:Q吸=cm(t-t0)。 誤差分析:實驗過程中存在著熱量的損失。實驗中可利用加蓋子的方法來減少熱量損失。,實驗突破,例 1 在“比較不同物質的吸熱能力”的實驗中,實驗裝置如圖14-4所示。 (1)實驗中應量取(選填“質量”或“體積”)相等的甲、乙兩種液體,分別倒入相同的燒杯中。 (2)選用兩個相同規(guī)格的電加熱器加熱,目的是使甲、乙兩種液體在相同時間內。通過來比較甲和乙兩種液體吸收熱量的多少。,,質量,圖14-4,吸

9、收的熱量相同,加熱時間,(3)實驗記錄的數(shù)據(jù)如下表所示,分析實驗數(shù)據(jù)可知物質的吸熱能力強。 【實驗拓展】 (4)實驗中除了天平、溫度計外,我們還需要的測量工具是。,,停表,甲,(5)如果要使甲液體和乙液體升高的溫度相同,就要給加熱更長的時間,此時甲液體吸收的熱量 (選填“大于”“小于”或“等于”)乙液體吸收的熱量。 (6)若甲、乙兩液體分別為水和食用油,則圖14-5中能合理反映該實驗結果的圖像是。,,大于,圖14-5,甲液體,B,例2 2017臨沂 小明用相同的酒精燈分別給水和煤油加熱(如圖14-6甲所示),以探究水和煤油的吸熱能力。 (1)本實驗需要用到天平這一測量工具,目的是。 (2)加熱

10、10 min,水吸收的熱量(選填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的熱量。,,等于,圖14-6,量取相同質量的水和煤油,(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),小明作出了水和煤油的溫度隨加熱時間變化的圖像(如圖乙所示),由圖像可知,實驗時水的沸點是,煤油的比熱容是 J/(kg)。c水=4.2103 J/(kg) (4)若本實驗共消耗酒精20 g,則這些酒精完全燃燒放出的熱量是 J。(q酒精=3.0107 J/kg),,2.1103,,解析 （3）由題圖乙可知,質量相等、升高相同的溫度時,水吸收的熱量是煤油的2倍,由Q吸=cm(t-t0)可知,水的比熱容是煤油的2倍,則煤油的比熱容為2.1103 J/(kg)。,

11、98,6105,【實驗拓展】 (5)選用兩套完全相同的裝置分別給水和煤油加熱,這樣做的目的是 。 (6)由圖乙可知,如果要使水和煤油的最后溫度相同,就要給加熱更長的時間,此時水吸收的熱量 煤油吸收的熱量。 (7)如果升高相同的溫度但要減少加熱的時間,可采取的做法是。,,水,保證相同時間內水和煤油吸收的熱量相同,大于,減少水和煤油的質量,1. 2014安徽9題4分 某太陽能熱水器裝有100 kg、初溫為20 的冷水,經過一天的太陽照射,水溫升高到65 ,則這些水吸收的熱量等于完全燃燒m3天然氣所放出的熱量;假如用功率為2 kW的電熱水器產生同樣多的熱量,則通電的時間為s。已知水的

12、比熱容為4.2103 J/(kg),天然氣的熱值為4.2107 J/m3,,考點一比熱容、熱值的相關計算,9450,0.45,,2. 2017安徽7題4分 農作物的秸稈可以回收加工制成秸稈煤。完全燃燒0.5 kg的秸稈煤可放出 J的熱量;若這些熱量完全被質量為100 kg、初溫為20 的水吸收,可使水溫升高到。已知q秸稈煤=2.1107 J/kg,c水=4.2103 J/(kg),,1.05107,45,3. 2018安徽10題4分 一臺額定功率為2000 W的電熱水器,水箱內裝有50 kg的水,要把這些水從20 加熱到60 ,熱水器正常工作需要s;若水吸收的熱量全部由燃燒天然氣提供,則需要

13、完全燃燒m3的天然氣。不計能量損失,已知c水=4.2103 J/(kg),q天然氣=4.2107 J/m3,,,4200,0.2,1. 2015安徽12題3分 下列說法正確的是() A.彈簧測力計只能測量重力的大小 B.使用滑輪組既可以省力,也可以省功 C.驗電器的工作原理是異種電荷相互吸引 D.內燃機在做功沖程中把內能轉化為機械能,,考點二熱機,D,,2. 2016安徽21題8分 某家用轎車,重為1.5104 N,車以72 km/h的速度勻速行駛了0.5 h,消耗了3 kg汽油,期間受到的阻力為車重的0.08。已知汽油的熱值為4.6107 J/kg,在此過程中,求: (1)車通過的路程。 (2)牽引力做功的功率。 (3)汽車發(fā)動機的效率。(結果保留整數(shù)),,解:(1)車通過的路程: s=vt=72 km/h0.5 h=36 km。,,(3)汽車發(fā)動機的效率。(結果保留整數(shù)),