比热容、热机
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1.汽油机是热机中的一种,如图所示是汽油机的冲程,此过程是将能转化为能。
飞轮转速是1200r /min ,该汽油机每秒钟做功次。
汽油机效率是25%,在汽油机内完全燃烧2kg 汽油时这些热量通过汽油机的转化,能对外做J 的有用功(汽油的热值为5×107J/kg )。
2.汽油机是热机中的一种,如图所示,是汽油机的冲程,一台汽油机运行时各种能量损耗大致为:汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,摩擦等机械损耗占10%,则它的机械效率为。
柴油机是另一种热机,它和汽油机的主要区别是其汽缸顶部有喷油嘴,而没有火花塞;在工作过程中汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物,柴油机吸入气缸里的是。
3.2012廿月28日,中石油与俄罗斯天燃气公司签订合同,俄罗斯将通过东线和西线向中国供气680亿立方米.天然气燃烧时,将 转化为内能;如果完全燃烧1m 3的天然气所放出的热量全部被水吸收,可在一个标准大气压下将 kg 的水从10℃加热到沸腾;这些热量相当于完全燃烧 kg 精煤放出的热量.【水的比热容:c 水=4.2×103J/(kg•℃);取热值:q 天然气=3.78×107J/kg 、q 煤=3.15×107J/kg 】4.天然气已进入广大家庭,天然气的热值4×107J/m3,完全燃烧0.05m 3的天然气可以放出 J 的热量.若这些热量的42%被水吸收,则可以使常温下5kg 的水温度上升 ℃.(c 水=4.2×107J/(kg•℃))5.为了比较水和沙子吸热本领的大小,小敏做了如图22所示的实验:在两个相同的烧杯中,分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表:(1)在此实验中用表示水和沙子吸热的多少;(2)分析上表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同温度时,水吸收的热量(选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量;(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,(选填“水”或“沙子”)升高的温度更高。
10.比热容,热机热量不能含,温度不能传。
一、比热容1、比热容(C):单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。
(物理意义就类似这样回答)2、比热容的单位是:焦耳/(千克•℃),读作:焦耳每千克摄氏度。
3、比热容是物质的一种特性,它的大小与物体的种类、状态有关。
它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变,只要物质相同,比热容就相同。
4、水的比热是:C=4.2×103焦耳/(千克•℃),它表示的物理意义是:每千克的水当温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103焦耳。
C煤油=2.1×103焦耳/(千克•℃)C砂石=0.92×103焦耳/(千克•℃)5、热量的计算:① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) (Q吸是吸收热量,单位是焦耳;c 是物体比热,单位是:焦/(千克•℃);m是质量;t0是初始温度;t 是后来的温度。
② Q放 =cm△t降=cm(t0-t)③、热平衡方程:不计热损失Q吸=Q放二、热值1、热值(q ):1千克某种燃料完全燃烧放出的热量。
燃料燃烧:化学能转化为内能。
单位是:焦耳/千克。
2、燃料燃烧放出热量计算公式:Q放 =qm=vq;(Q放是热量,单位是:焦耳;q是燃烧值)3、关于热值的理解:①对于热值的概念,要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。
1kg是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。
某种燃料:说明热值与燃料的种类有关。
完全燃烧:表明要完全烧尽,否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中,化学能转变成内能的本领大小,也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。
4、酒精的热值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
第二讲比热容热机(一)比热容一、比热容:的某种物质温度升高(或降低)℃时,吸收(或放出)的热量,叫做该种物质的比热容,用符号表示。
比热容的单位是,读作;水的比热容为,它表示:。
二、热量计算1、在热传递过程中,高温物体温度,内能,它要热量,此时放出的热量Q放= ;低温物体温度,内能,它要热量,此时吸收的热量Q吸= 。
如果用△t表示,则热量公式可写成:。
2、热平衡方程:在热传递过程中,热量总是从物体传到物体,直到两物体相同时为止,即达到热平衡,在此过程中若没有(或忽略)内能损失,则高温物体放出的热量低温物体吸收的热量,即:Q吸 Q放。
能量守恒定律:能量既不会,也不会;它只会从一种形式为其他形式,或者从一个物体到另一个物体,在转化和转移的过程中,保持不变。
(二)内能的利用热机一、燃料及内能的利用1、燃料的热值:某种燃料放出的热量叫做该种燃料的热值。
如汽油的热值是4.6×107 J / k g,它表示:。
燃烧过程是能转化为能的过程。
2、燃料燃烧放出的热量可用公式:Q放=计算,式中q为。
3、内能的利用:(1)利用内能来,(2)利用内能来。
二、热机是利用内能来的机器。
热机的一个工作循环分为个冲程即:冲程、冲程、冲程和冲程。
其中只有冲程对外做功,其余三个冲程要靠完成。
在冲程中内能转化为机械能,在冲程中机械能转化为内能。
一个工作循环中飞轮转动周。
针对训练:一、探究物质的比热容1、在热传递过程中,物体内能改变的多少可以用______来量度。
能量和热量的单位都是_______。
2、影响物体吸收热量多少的因素有:_________、____________、______________,要证明这三个因素是否真的影响物体吸收热量的多少,必需使用___________________,而判断物体吸收热量的多少则要用_____________,即热源相同时,转换为看____________________。
3、探究物质吸收热量多少是否与物质种类有关,可以有两种方法:第一种:不同种类物质,控制质量______,升高温度_______,看吸收热量的多少(即加热时间。
1第三节 比热容【学习目标】1、了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性.2、尝试用比热容解释简单的自然现象.3、能根据比热容进行简单的热量计算.4、通过探究,比较不同物质的吸热能力.【学习重点】:比热容的概念和热量有关计算。
【学习难点】:理解比热容概念并能利用它解释有关现象. 【预习检测】1.根据生活经验,我们会发现烧一壶水所用的时间比烧半壶水所用的时间要长,说明物体所吸收的热量与_________有关。
2.把一壶水烧成开水比烧成温水所用的时间长,说明了物体所吸收的热量的多少与_________有关。
3、相同质量的水和沙子,当温度升高的度数也相等时,吸收的热量是不是一样多呢? 4.热量是看不见,摸不着的,你是通过什么知道水吸收热量多少的呢?【共同探究】★学生活动一:探究比较不同物质的吸热能力1、方法:根据我们的生活经验已经知道物体吸收热量的多少与 和 有关,我们要探究热量的多少与物质的种类是否有关,需要控制 、 相同,这种方法叫 。
2、器材:你认为要验证你的猜想,需要哪些器材,思考并交流以下几个问题:(1)需要测量哪些物理量,需要哪些器材?并说出你的理由(2)热量是看不见摸不着的物理量,你通过什么知道它的多少?。
(3)数据记录表格中的加热时间代表哪个物理量?3、进行试验:某组同学按照课本组装器材,并进行实验,后将实验数据填入下表格中, 下表是他的实验数据记录:烧杯号 液体 质量(g) 初温(℃) 末温(℃) 加热时间(min)1 水 200 20 28 82 水 100 20 28 43 煤油 200 20 284 4煤油20020242请根据表中的实验记录回答:⑴比较1、2记录,得出的结论是___________________________________; ⑵比较3、4记录,得出的结论是___________________________________;⑶比较1、3记录,得出的结论是___________________________________; ⑷综合上述结论,物体温度升高时吸热的多少与_________________________有关。
图说“比热容和热机”一、物质的比热容图片课本P32 图12-11图1图片解读用相同的热源给质量相同的砂石和水加热,砂石和水吸收相同的热量,砂石的温度升高得多。
要使砂石和水升高相同的温度,给水加热的时间要长一些,这说明水吸收的热量多。
这个实验说明,质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同。
推理可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容小的物质温度变化大;质量相同的不同物质,温度变化相同时,比热容大的物质吸热(或放热)多。
例1 (xx潍坊)(多选)用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热(如图2甲),根据测得数据分别描绘出两液体的温度随加热时间变化的图像(如图2乙).在相同的时间内两液体吸收的热量相等,不计液体热量散失,分别用m a、m b、c a、c b表示a、b两液体的质量和比热容,则结合图中信息作出的下列推断正确的是()图2A.若m a=m b,则c a>c bB.若m a=m b,则c a<c bC.若c a=c b,则m a<m bD.若c a=c b,则m a>m b解析 A、B中,若m a=m b,吸收相同的热量,a的温度升高幅度大,由知,a的比热容较小,b的比热容较大,故A错误,B正确;C、D中,若c a=c b,吸收相同的热量,a的温度升高幅度大,由知,a的质量较小,b的质量较大,故C正确,D错误.答案 BC例2 (xx龙岩)如图3所示,隔着石棉网同时加热两规格相同的试管,试管中分别装有质量相同、初温均为20℃的煤油和水。
若加热时间相同,则煤油和水吸收的热量_____(选填“相同”或“不同”);若煤油和水的温度都升高到40℃,则____需加热较长的时间。
(c水>c煤油)图3解析相同时间内两种液体吸收的热量相同.相同质量的水和煤油,升高相同的温度,水的比热容大,水吸收的热量多。
答案相同水二、比热容的应用图片课本P34 图12-12图4图片解读与其他物质相比,水的比热容最大,在质量相同、温度变化相同的情况下,水吸收或放出的热量多。
比热容、热机有疑问的题目请发在“51加速度学习网”上,让我们来为你解答51加速度学习网整理一、本节学习指导本节知识点不多,但是很难理解,尤其是热量、比热容的概念和表示的意义。
本节中我们要多思考,观察热机的四个运行冲程,要多做练习题。
本节有配套学习视频。
二、知识要点1、热量(Q)(1)定义:在热传递的过程中,传递内能的多少叫做热量。
单位:J(2)计算公式:吸热时:Q 吸=C m △t = C m (t-t0)放热时:Q 放=C m △t = C m (t0-t)2、比热容:C(1)物理意义:比热容是反映不同物质吸热能力的物理量。
(2)定义:单位质量的某种物质,温度升高1℃所吸收和热量.(3)单位:J/(kg.℃), 读作:焦儿每千克摄氏度(4)性质: 比热容是物质的一种属性,每种物质都有自己的比热容,它的大小与质量和温度都没有关系(5)记住水的比热容: 水的比热容是4.2×103 J/(kg.℃)表示质量是1 kg的水温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103 J。
3、燃料的热值(又叫燃烧值)(1)定义:1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。
(2)单位:J/kg 读作:焦耳每千克3.燃料完全燃烧放出的热量的计算: Q = m q4、热机(1)、定义把内能转化为机械能的机械蒸汽机(2)、种类:蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机(3)、内燃机:可分为汽油机和柴油机两种。
汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的.其中压缩冲程是把机械能转化为内能; 做功冲程是把内能转化为机械能,使汽车获得动力.5、热机的效率:(1)定义:用来做有用功那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率。
(2)提高热机效率的方法( 提高燃料的利用率):A、使燃料尽可能完全燃烧B、减小热损失6、能量的转化与守恒(1)能的转化:在一定条件下,各种形式的能都可以相互转化。
比热容与热值基础班6次讲义——热量与热机一、热量:1、比热容:⑴ 定义:⑵比热容用字母c表示,单位是:⑶比热容是物质的一种⑷水的比热容为4.2×103J(kg·℃) 表示:热量为4.2×103J⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为 2、计算公式:Q=cmΔt ,Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t)(1)水的比热容大,在质量和吸收的热量相同时,升高的温度比其它物质小;放出的热量相同时,降低的温度比其它物质小,因而温差变化较小。
(2)水的比热容大,在质量和升高的温度相同时,比其它物质吸收的热量多,因而可用水来降温;在降低的温度相同时,比其它物质放出的热量多,因而可用水来取暖。
五、内能的获得——燃料的燃烧燃料燃烧:能转化为。
六、热值1、定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。
32、单位:J/kg (气体燃料的热值单位符号通常用“J/m”)3、关于热值的理解:①对于热值的概念,要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。
1kg是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。
某种燃料:说明热值与燃料的种类有关。
完全燃烧:表明要完全烧尽,否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
② 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中,化学能转变成内能的本领大小,也就是说,它是燃料本身的,只与有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。
3、公式:Q=mq(q为热值),Q=Vq4、酒精的热值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
7337煤气的热值是3.9×10J/m,它表示:1m煤气完全燃烧放出的热量是3.9×10J。
七、内能的利用1、内能的利用方式:⑴ 利用内能来加热;从能的角度看,。
比热容、热机
一、选择题
1.用两个相同的加热器,分别对质量相等的甲、乙两种液体加热,其温度随时间变化的图线
如图2所示,由图线可以看出()
A.甲的比热容比乙大 B.甲的比热容比乙小
C.甲和乙的比热容相同 D.刚加热时,甲、乙初温相同
2.给一定质量的水加热,其温度随时间变化的关系如图1中的a图线所示。
若其它条件不变,
仅将水的质量增加,则温度随时间变化的图线应该是( )
(A)a (B)b (C)c (D)d
3.已知水和煤油的质量之比是5∶4,比热容之比是2∶1,水初温是18℃,煤油的初温是
20℃。
若它们吸收相等的热量,水的温度升高到40℃,则煤油升高到的温度是()
A.120℃B.100℃C.75℃D .55℃
4.一茶杯开水,从刚倒入到可以喝的这一段时间内,放出的热量大约是()
A、500J
B、5000J
C、5×104J
D、5×105J
5.一千克20℃的水吸收4.2×105焦的热量后,它的温度在下列给出的四个温度中,最多有几个可能温度()①80℃②100℃③120℃④130℃
A.1 B.2 C.3 D.4
6.在进行如图所示的实验或有关装置工作时,能量转化情况相同的是()
A.乙和丁B.甲和丙
C.甲和乙D.丙和丁
7.以下四冲程汽油机的工作示意图,按吸气、压缩、做功、排气顺序排列正确的是()
A.甲乙丙丁B.甲丙乙丁C.甲丁乙丙D.甲丙丁乙
8.下列说法中正确的是()
A.在汽油机的压缩冲程中,内能转化为机械能
B.把-10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中,一段时间后,冰块的内能会增加
C.用锯条据木板,锯条的温度升高,是由于锯条从木板吸收了热量
D.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤的内能大
9.单缸四冲程汽油机,完成一个工作循环,曲轴转过()
A.720°B.180°C.150°D.90°
10.让同一铁锤从同一高度落下敲击质量相同的钢块和铅块.我们发现铁锤打在钢块上会马上弹起,打在铅块上几乎不被弹起
A铁块的温度比铅快高B铅快的温度比铁块高C铁块和铅快的温度一样高D无法判断谁的温度高11.已知某汽车发动机的排气量为V0,做功冲程气缸内气体的平均压强p o.请你推测p o•V0的单位可能与下列物理量的单位相同的是()
A .功率
B .功
C .力
D .速度
12、一台八缸四冲程柴油机,飞轮转速为600r/min ,若每个汽缸做功冲程中,每次做功7300J ,那么这台柴油机的功率是( )
A .3.65×104W
B .5.84×105W
C .7.3×105W
D .2.92×105W
13.一冰块先后经历了以下三个过程:①-l0℃的冰到0℃的冰,吸收热量Q 1;②0℃的冰变为l0℃的水,吸收热量Q
2;③10℃的水到20 ℃的水,吸收热量Q 3.已知冰和水的比热容分别为C 冰、C 水,且C 冰<C 水,在整个过程中总质量保持不变,则( )
A. Q 1>Q 2>Q 3
B. Q 1<Q 2<Q 3
C. Q 1<Q 3<Q 2
D. Q 1<Q 2 =Q 3
14.将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上。
经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示。
则三块金属的比热容C 甲、C 乙、C 丙大小相比
二、实验题
15学习了内燃机的有关知识后,小华明白了内燃机是将高温高压燃气的内能转化为机械
能一种热机,但小华想亲眼看一看这一转化过程,可内燃机通常是封闭的,无法直接观
察。
于是小华模拟内燃机设计了如图所示的实验:在一支试管中装入一定量的水,用橡
胶塞塞住试管口,将试管固定后,用酒精灯加热。
(1)用酒精灯给水加热的过程是将燃料的 能转化为水的 能的
过程,水的温度会 ,最终沸腾。
(2)水沸腾后,试管内气体压强要 ,其结果是将橡胶塞冲出,在这一过程中,
发生的能量转化是 。
(3)与内燃机对比,本实验相当于 冲程, 相当于汽缸, 相
当于活塞。
16.质量和初温都相同的甲乙两物质,先把甲放在一杯冷水中,热平衡后水的温度升高t ℃,把甲
取出后立即把乙放入此杯中,热平衡后水温有升高t ℃,忽略热损失,谁的比热大?
用图所示装置“比较不同液体吸热升温特点”,在两个相同烧杯中分别加入初温、体积相同的水和食盐水,用相同酒精灯加热至沸腾.
(1)实验中应通过比较 _____________来比较食盐水和水吸收的热量多少.
(2)实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长,仅由此能否由得出食盐水比热容大的结论? 答: ;其原因是: _____________________________
17. 为了比较水和沙子容热本领的大小,小明做了图所示的实验:在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下:
(1)在此实验中,用两个相同的酒精灯的原因是 。
(2)分析下表中的实验数据可知;质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水吸收的热
量
(大于/小于
)沙子吸收的热量。
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, (沙子/水)升高的温度更高.
(4)实验中有些同学发现:刚开始加热时,情况与(3)结论不符,你认为可能的原因
是: 。
( 5 )请说出另一种比较水和沙子吸热本领的方法_________________________________________
三、计算推导
18.已知水的比热容为C 水,沙子的比热容为C 沙,一堆干沙子和质量相同的水混合成为湿沙子,试推证湿沙子的比热容为.
19.质量和初温都相同的甲乙两物质,先把甲放在一杯冷水中,热平衡后水的温度升高t ℃,把甲取出后立即把乙放入此杯中,热平衡后水温又升高t ℃,试推证C 甲<C 乙
A. C 甲最大
B. C 乙最大
C. C 丙最大
D. C 甲=C 乙=C
20.天津生产的单缸四冲程汽油机的气缸直径为D,活塞冲程长L,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p0,飞轮的转速是N revs/min.求这种汽油机满负荷工作时做功的功率(不计摩擦损失);。