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第16课时比热容热机能量的转化和守恒【考纲要求】考纲要求1.比热容；2.比热容的单位；3.运用比热容解释有关现象；4.热机的能量转化；5.四冲程内燃机的工作原理；6.热机的效率；7.能量守恒定律；8.日常生活中的能量转化【考点聚焦】考点1比热容的探究与计算1．探究：不同物质的吸热能力实验装置实验设计怎样比较水和食用油吸热能力的差异？方法一：加热相同时间，比较____________；方法二：升高相同温度，比较____________。探究方法实验过程中应当控制水和食用油的质量________，使水和食用油升高相同温度或吸收相同热量(即加热相同时间)，这种研究问题的方法称为______________得出结论①质量相等的水和食用油，升高相同的温度，________吸收的热量多，说明水的吸热能力________；②物体吸收热量的多少与物体质量、温度变化、物质种类有关实验改进实验中可利用加盖子或加酒精灯罩的方法来减少热量损失2.比热容物理含义比热容是描述物质吸热本领的物理量定义某种物质温度升高(或降低)所吸收(或放出)的________与物质的质量和温度变化量乘积的比，叫作这种物质的比热容，用字母______表示单位焦耳每千克摄氏度(符号：____________)水的比热容①水的比热容是____________________，它的物理意义：________的水温度升高(或降低)________所吸收(或放出)的________为4.2×103J；②水的比热容大的利用：一是取暖，二是散热，三是调节气候吸、放热公式吸热公式：__________________；放热公式：__________________。（若不考虑热损失，则Q吸＝Q放）考点2内能的利用——热机1．热机定义将燃料燃烧产生的高温高压气体的内能转化为机械能的机器原理化学能――→燃料燃烧内能――→做功机械能应用蒸汽机、内燃机、喷气式发动机等认识“内燃机”工作过程(四冲程)每一个工作循环分为四个冲程：________冲程、________冲程、________冲程、________冲程做功冲程中将________转化为__________；压缩冲程中将__________转化为________2.热值定义某种燃料________燃烧时化学能转化为内能的量(放出的热量)与其质量的比单位______________(符号：J/kg)公式______________(q为热值)物理意义酒精的热值是3.0×107J/kg，表示：________酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J煤气的热值是3.9×107J/m3，表示：________煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J【经典例题】()例题1：生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成损害。这主要是因为水的A．质量较小B．凝固点较低C．沸点较高D．比热容较大()例题2：(多选)下列说法中正确的是A．放在水盆中的水慢慢蒸发了，是因为分子在永不停息地运动B．固体很难被压缩，是因为固体中的分子间只存在斥力C．温度越高的物体，放出的热量一定越多D．通常内陆地区比沿海地区昼夜温差大，原因之一是砂石的比热容比水的比热容小()例题3：用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失)，如图所示是液体A和B的温度随加热时间变化的图像。下列说法正确的是A．液体A的比热容与液体B的比热容之比为2∶1B．液体A的比热容与液体B的比热容之比为2∶3C．都加热t时间，液体B吸收的热量比液体A吸收的热量多D．液体A和B升高相同的温度，液体B吸收热量较多例题4：为了比较A、B两种液体比热容的大小，某实验小组做了如图甲所示的实验，在两个相同的试管中，分别装入A、B两种液体，将两个试管放入盛有水的同一烧杯中，用酒精灯加热。按要求回答下列问题：(1)实验中采用水浴加热，目的是__________________。(2)在试管中装入A、B液体时，要控制它们的初温和________相同。(3)加热相同的时间，是为了使A、B液体吸收的热量________(选填“相同”或“不相同”)。(4)根据记录的数据画出A、B液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，这表明液体________(选填“A”或“B”)的比热容较大。()例题5：关于能源与可持续发展，下列说法中正确的是A．能量在转化或转移的过程中，总量会增加B．核电站发电时产生的电能是由核能转化来的C．化石能源是不可再生能源，核能、风能、水能、太阳能是可再生能源D．能量在转化过程中是守恒的，因此能源是“取之不尽，用之不竭”的，不用节约()例题6：关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：①在做功冲程中，是机械能转化为内能②在做功冲程中，是内能转化为机械能③做功冲程是燃气对活塞做功④如图所示为做功冲程以上说法中正确的是A．只有②③B．只有①③C．只有②④D．只有②③④例题7：如图所示，用打气筒向瓶内打气，当塞子跳起来时，可以看到瓶内出现白雾，说明水蒸气___________(选填“汽化”或“液化”)成了可以看到的小水滴。在这个过程中，气体膨胀对外做功，温度降低，内能_______(选填“增大”或“减小”)。【课时训练】|夯实基础|()1．在柴油机的压缩冲程中，气体的温度和内能的变化情况是A．温度降低，内能减小B．温度不变，内能不变C．温度升高，内能增大D．温度降低，内能增大()2．在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化由机械能转化为内能的是()3．在如图所示的滚摆实验中，发现滚摆每次上升的高度逐渐减小，此过程中能量的变化情况为A．机械能增加，内能减少B．机械能减少，内能增加C．机械能减少，内能不变D．机械能不变，内能增加()4．下列过程中内能转化为机械能的是A．内燃机压缩冲程B．陨石坠落大气中C．火箭发射升空的过程D．放在冰箱里的食物温度降低()5．现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有A．较大的比热容B．较低的沸点C．较高的凝固点D．较大的热值()6．汽车油箱的汽油用掉一半后，关于油箱内汽油的说法正确的是A．它的质量变为原来的一半B．它的密度变为原来的一半C．它的热值变为原来的一半D．它的比热容变为原来的一半()7．(多选)下列说法中正确的是A．一桶水的比热容比一杯水的比热容大B．水壶里的水烧开时，水蒸气把壶盖顶起，机械能转化为内能C．用锯条锯木板时，锯条发热，锯条的内能增加D．糖放入水中，过一段时间后整杯水都变甜了，表明分子在不停地做无规则运动()8．(多选)小明根据下表所提供的几种物质的比热容得出以下几个结论，其中正确的是几种物质的比热容c/[J·(kg·℃)－1]水4.2×103冰2.1×103酒精2.4×103砂石0.92×103煤油2.1×103铝0.88×103水银0.14×103铜0.39×103A．液体的比热容一定都比固体大B．质量相等的水和煤油，吸收相等热量后，煤油温度变化大C．同一物质发生物态变化后，比热容不变D．质量相等的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多|对接京考|一、单项选择题()1．可燃冰作为新型能源，有巨大的开发潜力。同等条件下，可燃冰完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，这表示可燃冰的A．热量很大B．温度很高C．热值很大D．比热容很大()2．【2016·延庆一模】汽油机工作时，将内能转化为机械能的是A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程()3．【2017·密云一模】通过实验比较甲、乙两种液体的吸热能力，小明取了两只相同的烧杯，且在烧杯里分别装入质量和初温都相同的甲、乙两种液体。他用同一个“热得快”电加热器分别给它们加热并根据实验数据画出了如图所示的图像。根据图像，下面所得结论正确的是A．小明是用升高的温度表示吸收热量多少的B．小明探究问题的自变量是液体种类C．小明探究问题的自变量是加热时间D．质量相等的甲和乙两种液体，升高相同的温度，甲液体吸热多，吸热能力强()4．【2017·大兴一模】小明根据下列表中的数据(均为标准大气压下)，得出以下四个结论，其中正确的是A.在标准大气压下，酒精在－120℃时是固态，水银在－35℃时是液态B．南极冬季气温一般在－40℃以下，在南极测量气温能选择水银温度计C．可以用酒精温度计测沸水的温度D．质量相同的水和酒精吸收相同的热量，酒精升高的温度少二、多项选择题()5．【2017·平谷一模】如图所示，在探究“比较不同物质吸热升温的情况”的实验中，需要控制的变量有A．水和食用油的体积B．水和食用油的质量C．电加热器的型号D．水和食用油被加热的时间()6．【2017·燕山一模】如图甲、乙所示，规格相同的甲、乙两容器装了相同质量的纯净水，用不同加热器加热，得到图丙所示的水温与加热时间的图像，则A．加热器1的功率比加热器2的功率大B．加热相同时间，两杯水吸收的热量相同C．甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min吸收的热量相同D．甲中水的比热容比乙中水的比热容大三、实验与探究题7．【2017·怀柔一模】为了比较水和食用油的吸热能力，小明利用两个相同的装置做了如图所示的实验。实验数据记录如下表。(1)在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量________(选填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。(2)实验表明________(选填“水”或“食用油”)的比热容大，吸热能力更强。8．【2016·平谷一模】某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器加热水和煤油，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少，他得到数据如下表。物质次数质量m/kg升高温度Δt/℃加热时间t时/min水10.110220.210430.3106煤油40.110150.2102根据实验回答下列问题：(1)实验时使用相同的电加热器加热水和煤油，目的是_______________________________________________。(2)分析第1、2、3次实验，可知探究问题时所控制的变量是______________________。(3)通过比较__________次实验数据可以得出物质吸热多少与物质种类有关。()9．【名师预测】如图所示实验中，给试管里的水加热，水沸腾后试管口的木塞被冲出，则下列说法中正确的是A．木塞被冲出时试管口出现的“白雾”是水蒸气B．木塞被冲出时试管口出现“白雾”，说明水蒸气的内能增加C．此过程中的能量转化情况与内燃机压缩冲程相同D．在此过程中水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少参考答案|经典例题|1．D2.AD3.A4.(1)使液体受热均匀(2)质量(3)相同(4)B5.B6.D7.液化；减小|夯实基础|1．C2．A3．B4．C5．D6．A7．CD8．BD|对接京考|1．C2．C3．D4．A5．BCD6．AC7．(1)大于(2)水8．(1)使水和煤油在相等时间里吸收的热量相等(2)升高温度和物质种类(3)2、5(或1、4)9．D