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第14课时比热容热机研读教材夯实基础考向探究逐个击破考点一比热容及其计算物质的吸、放热性能比较方法:(1)加热相同时间,比较升高的温度。质量相同的不同物质,当吸收或放出相同的热量时,比热容较大的物质温度变化较小。(2)升高相同的温度,比较加热时间的长短。质量相同的不同物质,当温度的变化量相同时,比热容较大的物质吸收或放出的热量较多比热容在数值上等于单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量,用符号①表示c研读教材夯实基础考向探究逐个击破（续表）单位J/(kg·℃),读作焦每千克摄氏度物理意义反映了不同物质吸、放热能力的强弱反映物质自身性质的物理量,它的大小只与物质的②及③______有关,不随物质的质量、吸收(或放出)热量的多少以及温度的变化而变化水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),表示:④的水温度升高(或降低)⑤所吸收(或放出)的热量为⑥J;水的比热容大的利用:一是取暖(暖气用水做介质);二是散热;三是调节气候公式吸热公式:Q吸=⑦;放热公式:Q放=⑧种类状态1kg1℃4.2×103cm(t-t0)cm(t0-t)研读教材夯实基础考向探究逐个击破（续表）现象解释用水来降温:在质量、温度变化相同时,水的比热容大,吸收的热量多沙漠地区昼夜温差大:在质量相同,吸、放热相同时,砂石的比热容小,温度变化大海滨城市昼夜温差小:在质量相同,吸、放热相同时,海水的比热容大,温度变化小研读教材夯实基础考向探究逐个击破考点二热值及其计算热值某种燃料⑨燃烧时所放出的热量与其质量之比,用符号⑩表示性质热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的有关,与燃料的质量、体积以及是否完全燃烧均没有关系单位J/kg或J/m3(气体)公式Q=(固体或液体)或Q=(气体)意义木炭的热值是3.4×107J/kg,它表示1kg的木炭燃烧时所放出的热量为3.4×107J完全q种类qmqV完全研读教材夯实基础考向探究逐个击破考点三热机的能量转化及其效率1.热机的能量转化燃料的化学能内能机械能2.热机的分类:汽油机、柴油机。3.汽油机的四个冲程冲程冲程冲程冲程吸气压缩做功排气研读教材夯实基础考向探究逐个击破（续表）说明:做功冲程是将能转化为能;压缩冲程是将能转化为能。吸气、压缩和排气冲程都是靠飞轮的惯性来完成的。1个工作循环包含个冲程,飞轮转圈,曲轴转圈,活塞往复运动次,对外做功次。汽油机与柴油机的区别:汽油机的顶部有,柴油机的顶部有,另外在工作过程中也略有不同内机械机械内42221火花塞喷油嘴研读教材夯实基础考向探究逐个击破（续表）热机效率定义:用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比计算公式:η=W有用Q×100%=W有用qm×100%提高效率的措施:使燃料充分燃烧;尽量减少各种热量损失;良好的润滑,减少因摩擦而额外消耗的能量研读教材夯实基础考向探究逐个击破考点四能量的转化和守恒1.能量的转化和转移方式概念举例转化能量由一种形式转化为另一种形式电灯发光,电能转化为光能和内能转移能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体碰撞时,动能从一个物体转移到另一个物体研读教材夯实基础考向探究逐个击破2.能量守恒定律内容能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变说明能量的转化和转移都是有方向性的;能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一研读教材夯实基础考向探究逐个击破探究一比热容及热量的相关计算1.[2019·太和模拟]用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化关系图像如图14-1所示,则下列说法正确的是()A.升高相同的温度,甲液体吸收的热量多B.甲液体的吸热能力比乙液体的吸热能力强C.甲液体的比热容与乙液体的比热容之比为5∶8D.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量图14-1C研读教材夯实基础考向探究逐个击破2.[2019·马鞍山模拟]如下表所示列出了几种燃料的热值,单位是J/kg。那么完全燃烧1g的酒精可放出热量J。若放出相同的热量,则完全燃烧干木柴与氢气的质量之比是。干木柴无烟煤酒精煤油氢气1.2×1073.4×1073.0×1074.6×1071.4×108研读教材夯实基础考向探究逐个击破[答案]3×10435∶3[解析]完全燃烧1g的酒精可放出热量Q放=mq酒精=1×10-3kg×3.0×107J/kg=3×104J;根据Q放=mq可知,在放出热量相同时,消耗燃料的质量与热值成反比,故完全燃烧干木柴与氢气的质量之比m木柴∶m氢气=q氢气∶q木柴=1.4×108J/kg∶1.2×107J/kg=35∶3。研读教材夯实基础考向探究逐个击破3.[2019·滁州二模]我国南海海底蕴藏着大量的可燃冰,可燃冰作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力。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。若以10倍的关系粗略计算,1kg可燃冰完全燃烧放出的热量可以使kg的水升高40℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q煤气=4.2×107J/kg]2500研读教材夯实基础考向探究逐个击破探究二热机及其相关计算4.[2019·瑶海区二模]如图14-2所示为四冲程汽油机的压缩冲程的示意图,此冲程中活塞会压缩其上方气缸中的封闭气体,下列相关说法正确的是()A.该冲程中活塞上方气体的密度减小B.该冲程中活塞上方气体的压强不变C.该冲程中活塞上方气体的温度升高D.该冲程中内能转化为机械能图14-2研读教材夯实基础考向探究逐个击破[答案]C[解析]四冲程汽油机在压缩冲程中,活塞会压缩其上方气缸中的封闭气体,气体的质量不变、体积减小,则其密度变大;同时气体的温度升高、内能增大,气体压强变大,该过程中机械能转化为内能,故A、B、D错误,C正确。研读教材夯实基础考向探究逐个击破5.[2018·安庆二模]如图14-3所示的某款油电混合动力小汽车,在一段平直的公路上匀速行驶了50km,用了半小时,受到的阻力为2×103N。(1)若在这一过程中消耗燃油5×10-3m3,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0.8×103kg/m3,热值为4.6×107J/kg)(2)小汽车匀速行驶100km发动机做的功是多少?(3)若该车改用电动力匀速行驶,若每行驶100km消耗电能100kW·h,则此过程的效率为多少?(结果保留到0.1%)图14-3研读教材夯实基础考向探究逐个击破解:(1)消耗燃油的质量m=ρV=0.8×103kg/m3×5×10-3m3=4kg,燃油完全燃烧放出的热量Q放=mq=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J。研读教材夯实基础考向探究逐个击破5.[2018·安庆二模]如图14-3所示的某款油电混合动力小汽车,在一段平直的公路上匀速行驶了50km,用了半小时,受到的阻力为2×103N。(2)小汽车匀速行驶100km发动机做的功是多少?图14-3(2)因为汽车匀速行驶,所以牵引力F=f=2×103N,小汽车行驶100km发动机做的功W1=Fs=2×103N×100×103m=2×108J。研读教材夯实基础考向探究逐个击破5.[2018·安庆二模]如图14-3所示的某款油电混合动力小汽车,在一段平直的公路上匀速行驶了50km,用了半小时,受到的阻力为2×103N。(3)若该车改用电动力匀速行驶,若每行驶100km消耗电能100kW·h,则此过程的效率为多少?(结果保留到0.1%)图14-3(3)若该车改用电动力匀速行驶,提供的牵引力仍为2×103N,电动汽车每行驶100km做的功为W有用=Fs=2×103N×100×103m=2×108J;消耗电能W=100kW·h=3.6×108J,此过程的效率η=𝑊有用𝑊×100%=2×108J3.6×108J×100%≈55.6%。研读教材夯实基础考向探究逐个击破6.[2019·合肥模拟]奇瑞汽车是安徽的骄傲。2019年3月24日奇瑞官方宣布新型发动机研制成功,并宣称该发动机的热效率高达36%,即该发动机可以将所消耗汽油能量的36%转化为机械能。若安装了该发动机的汽车质量为1.5t,匀速行驶时所受的阻力为车重的0.1倍,则该车匀速行驶120km至少需要消耗多少汽油?(g取10N/kg,q汽油=4.7×107J/kg;假设所输出的机械能均用于克服行驶阻力;结果保留一位小数)研读教材夯实基础考向探究逐个击破解:汽车的重力G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N,因为汽车匀速运动,所以F牵=f阻=0.1G总=0.1×1.5×104N=1500N,牵引力做的功W=F牵s=1500N×120×103m=1.8×108J;汽油完全燃烧释放的能量Q=𝑊𝜂=1.8×108J36%=5×108J,根据Q=mq知,汽油的质量m汽油=𝑄𝑞=5×108J4.7×107J/kg≈10.6kg。实验突破能力提升真题回顾把握考向突破探究不同物质的吸热能力【设计和进行实验】1.主要器材:①测量工具:温度计、停表和天平(选用质量相等的不同物质进行实验)。②热源: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;实验中选用相同热源是保证不同物质在相同时间内吸收的热量相同)。2.实验方法:转换法(加热相同时间,比较升高的温度,或升高相同温度,比较加热时间)和控制变量法(相同热源,被加热物质的质量和初温相同)。实验突破能力提升真题回顾把握考向【数据处理和分析】3.设计实验数据记录表格(升高相同温度比较加热时间,如表一所示;加热相同时间比较温度变化,如表二所示)并绘制温度-时间图像,分析可得出:①升高相同的温度,加热时间长的物质吸热能力强;②加热相同时间,温度变化小的物质吸热能力强。表一物质次数质量m/kg升高的温度Δt/℃加热的时间t/min水10.110220.2104食用油30.110140.2102实验突破能力提升真题回顾把握考向表二加热时间/min00.511.5…温度/℃食用油水实验突破能力提升真题回顾把握考向【交流、反思与评估】4.改变内能的方式:热传递。热量的计算:Q吸=cm(t-t0)。5.误差分析:实验过程中存在着热量的损失。实验突破能力提升真题回顾把握考向例在“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图14-4Ⅰ甲、乙所示。(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。通过比较来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。图14-4质量吸收的热量相同加热时间实验突破能力提升真题回顾把握考向例在“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图14-4Ⅰ甲、乙所示。(3)实验记录的数据如下表所示,分析实验数据可知:吸收相同热量,液体升温更高,说明液体的吸热能力强,液体更适合作汽车发动机的冷却液。图14-4加热时间/min01234甲的温度/℃3034384246乙的温度/℃1018263442乙甲甲实验突破能力提升真题回顾把握考向例在“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图14-4Ⅰ甲、乙所示。(4)如果要使甲、乙两液体升高的温度相同,就要给液体加热更长的时间,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。若加热到相同的温度后停止加热,冷却相同的时间后液体的末温高。图14-4甲大于甲实验突破能力提升真题回顾把握考向例在“比较不同物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图14-4Ⅰ甲、乙所示。(5)若甲、乙两液体从如图Ⅱ所示的初温分别升高到40℃和35℃,吸收热量之比为2∶1,则甲、乙两液体的比热容之比为。图14-43∶2实验突破能力提升真题回顾把握考向·实验拓展·该班同学又利用如图14-5甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。(6)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和。图14-5停表实验突破能力提升真题回顾把握考向该班同学又利