比热容和热机
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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。
9年级物理周末精练第2周【比热容、热机】【知识小结】1.物理学中常用比热容(符号:)来描述不同物质的能力。
它是物质的一种重要特性,与物体吸收热量的多少、质量、温度的变化量等无关,与物体的和有关。
【答案】c 吸热种类物态2.水的比热容为,它的含义是。
利用水的比热容较大的特点,可以利用水来加热或者冷却。
【答案】4.2×103J/(kg.℃)1kg的水温度降低(或升高)1℃,所放出(或吸收)的热量是4.2×103J3.计算物体吸热(放热)的公式:(1)Q吸=cm(t末—t初)(2)Q放=cm(t初—t末)当物体吸收的热量等于物体放出的热量,没有热量损失时,有:Q吸=Q放。
当物体吸收的热量不等于物体放出的热量,有热量损失时,热传递的效率为:η= ×100%4.在“比较不同物质的吸热能力”是实验中:(1)所加热的物体需要种类不同,但相同。
(2)装配实验装置时要从到装(均选填“上”、“下”)。
(3)通过加热时间的长短来反映物体,采用的是法。
(4)比较结果的方法有:①加热相同的时间,比较物体温度改变量,温度改变量大的比热容;②升高相同的温度,比较加热时间长短,加热时间长的比热容。
(均选填“大”、“小”)【答案】(1)质量(2)下上(3)吸收热量的多少转换(4)①小②大5.热机中能量转化的基本过程是:燃料的能,通过转化为能;再通过转化为能。
【答案】化学燃烧内做功机械6.最早的热机是。
【答案】蒸汽机【周末精练】1.【上周纠错】【自编】下列说法正确的是()A.扩散现象只发生在气体和液体中B.物体吸收热量,温度一定升高C.固体很难被压缩,说明分子间存在斥力D.0℃的冰没有内能【答案】C【解析】A.扩散现象可以发生在任意两个物态之间,A错。
B.物体吸收热量,温度不一定升高。
如晶体熔化,只吸热,不升温,B错。
C.固体很难被压缩,主要原因是分子间距离越小,相互作用的斥力越大,C正确。
D.一切物体都有内能,所以0℃的冰也有内能,D错。
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。
比热容和热机Part 1:比热容1、思考:结合生活中经验,回答问题. 烧水时,水吸收的热量与水的质量有什么关系?与水温升高的多少有多少关系?_______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________ 2、实验:如图甲所示是教科书上提供的“探究比较不同物质的吸热能力”的实验装置。
实验方法是:用两个相同的酒精灯分别给质量相同的食用油和水加热,在吸收热量相同时,通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的大小。
经过分析思考,将实验装置加以改进,如图乙所示。
(1)图甲实验加热过程中,用搅棒搅动的目的是________;水和煤油吸热的多少是通过____ ____来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”)。
与图甲的实验装置相比,图乙的优点是:更容易控制_______________________相同。
(2) 进行图甲和图乙实验时,应该控制________、________相同图乙的实验操作中存在一处错误:没有控制________相同。
(3)加热相同时间,食用油上升的温度高,水上升的温度低,说明________________________。
要使食用油和水,上升的温度相同,则对 ____________(“水”或“食用油”)的加热时间要长些。
(4)结论: ____________________________________________________________.3、比热容:________________________________________________。
符号:________单位是________________,符号________________比热容是物质的一种属性。
反映了物质吸热的本领;比热容越大,吸热本领越强每种物质都有自己的比热容。
水的比热容是c水=4.2×103J/kg.℃。
水的比热容其物理意义:__________________________________________________________________________________________________________________________________________例题:1、炎热的夏天中午,在太阳光的照射下,海滨浴场沙滩上沙子的温度升高、内能增大,这是通过方式改变内能的。
而海水的温度明显低于沙滩的温度,其原因是2、我市在科学规划和建设城市时,大量增加水面面积,是利用水的大的特性,且水在蒸发时(选填“吸热”或“放热”),可以调节气温,营造“宜居武汉”的舒适环境。
3、两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体.用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示( )A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同C.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D.加热相同的时间,甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多4、关于物质的比热容,下列说法正确的是:A、比热容是物质的特性,它反映了物质吸热和放热能力的强弱,质量越大,这种能力越大。
B、温度、质量相同的不同物体,比热容大的物体含的热量多。
C、物体温度越高,质量越大,比热容就越大。
D、单位质量的某种物质,温度降低1 ℃时放出的热量也可以叫做该物质的比热容。
5、水的比热容较大,下列说法不是利用这一特性的是()A.炎热的夏天在室内地上洒水,感到凉爽。
B.用水做内燃机的冷却液。
C.在城市里修建人工湖,除了美化环境还能调节周围气候。
D.供暖系统使用热水循环供暖。
Part 2:热量的计算1、实验:为了研究物质的某种特性,某小组同学先做如下实验:在甲、乙两只完全相同的烧杯中分别放入100g和200g的温水,实验时让它们自然冷却,并利用温度计和计时器测量水温随时间变化的情况。
记录数据分别如表一、表二所示。
(设甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等。
)表一m1=100g时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16温度/℃36 35 34 33 32 31 30 30 30降低温度/℃0 1 2 3 4 5 6 6 6表二m2=200g时间/min 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36温度/℃36 35 34 33 32 31 30 29 28 28降低温度/℃0 1 2 3 4 5 6 7 8 8⑴分析比较表一和表二中数据可知,实验时,两杯水所处环境的温度是_______________(相同/不同)的。
⑵分析比较表一和表二中第一行和第三行的数据及相关条件,可得出的初步结论是_________________________________________________________⑶分析比较表一和表二中第三列、第四列、第五列等数据及相关条件,可得出的初步结论是______________________________________⑷进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件,还可得出的初步结论是_______________________________________2、例题:水的比热容是4.2×103J /(kg·℃), 意义是:1kg水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
①1kg水温度升高2℃吸收的热量是___J ②2kg水温度升高10℃吸收的热量是____J ③2kg水温度升高1℃吸收的热量是___J ④2kg水温度升高10℃吸收的热量是____J 热量的计算公式:物体吸热时:___________________放热时:___________________例题:质量为10kg的水温度从25℃升高到65℃,水吸收了多少热量?练习:⑴.若一太阳能热水器内装有100kg温度为20℃的水,阳光照射一天后, 水温升高到70℃,则热水器内的水吸收了 J的太阳能;这是通过(选填“做功”或“热传递”)改变了水的内能。
[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] ⑵质量为2kg的沸水(100℃),温度降低了60℃,水放出了多少热量?⑶质量是1kg的铝壶内装有25℃的3kg水在一个标准大气压下将水烧开。
壶和水共吸收了多少热量?⑷现有足够多的20℃的冷水和70℃的热水,为了配制成50℃的温水200kg,需要20℃的冷水多少kg,70℃的热水多少kg?(不计热量损失).3比热容的应用例题:1、在北方生活中往往用热水取暖,让热水缓缓流过散热器,因为水的比热容较大,据公式Q吸=cm(t-t0)可知,水的温度降低时,放出较多的热量。
2、在汽车电动机、发电厂的发电机等机器在工作时发热很多,可以用循环流动的水来吸热作为冷却剂。
水的比热容大,当其循环通过汽车发动机时,能从温度较高的发动机吸收更多的热,从而达到较好的冷却效果练习:⑴早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”反映了沙漠地区气候变化的特点,请你简要地回答产生这种气候的原因.答:_______________________________________________________________________________ ⑵在烈日当空的海边玩耍,发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的,这是为什么?我就纳闷了,同在一个太阳下,温度差距咋就这么大呢?沙子好烫脚呀!还是水中凉爽啊!Part 3:热机1.实验:如图所示实验中,酒精灯燃烧时,酒精的化学能转化为内能,当塞子从试管口喷出时,水蒸气的能转化成为塞子的能.2、内燃机的四冲程:、、、。
哪些冲程发生了能量的转化:。
转化为。
转化为,并使汽车获得动力。
例题:汽油机的一个工作循环是由个冲程组成,其中对外做功次.在压缩冲程中,气体的温度升高,这是通过的方式增加内能.为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过的方式减少汽缸内能.用水来冷却汽缸是因为水的较大.3、燃料的热值:______________________________________________________。
燃料燃烧热量的计算:____________或____________(完全燃烧)例题和练习:⑴、某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm 2,做功冲程中活塞移动的距离是30cm ,气体的平均压强是5×105Pa 。
汽油的热值是4.6×107J /kg ,每次做功耗油0.2g ,气体一次膨胀对活塞做的功是 J ;若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧,每次汽油燃烧放出的热量是 J ;排气过程中,废气温度 ,内能⑵、酒精的热值是3×107J/kg ,完全燃烧0.1kg 的酒精,共放出多少J 的热量?⑶、某太阳能热水器每天能使500kg 的水升温30℃,那么这些水吸收的热量为多少J?这些热量相当于完全燃烧多少m ³的天然气放出的热量?(天然气热值为7×107J/m ³,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)⑷、2010年4月20日夜间,位于墨西哥的钻井平台安生爆炸,造成原油大量泄漏,载至5月27日已漏出的原油约7×107L ,给该地区造成巨大的生态灾难和经济损失,已知原油的密度为0.9×103Kg/m3,热值为4.4×107J/Kg ,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
求:(1)假设这些泄漏的原油完全燃烧,放出的热量约为多少?(2)假设放出的这些热量全部被水吸收,可以使多少质量的水从10℃升高到100℃?4、燃烧的效率例题:⑴大多数家用汽车的发动机均为汽油机,它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能,再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶.请你将图17中汽油机工作时的能流图补充完整。
⑵燃烧的效率:有效利用的能量占燃料完全燃烧产生的的总能量的百分比有效利用燃料的途径:① ;②⑶热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧产生的的总能量的百分比。
例题:1、用煤气灶把1kg 、初温为20℃的水烧到70℃,消耗了10g 煤气.已知水的比热容是4.2×103J/(kg •℃),煤气的热值为4.2×107J/kg ,则水吸收的热量为 J ,煤气完全燃烧放出的热量为 J ,煤气灶烧水的效率为 % .2、用燃气灶烧水,燃烧0.5kg 的煤气,使50kg 的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容为4.2×103J /(kg ·℃),煤气的热值为4.2×107J/kg .求:(1)0.5kg 煤气完全燃烧放出的热量. (2)水吸收的热量. (3)燃气灶烧水的效率.3、一台效率为40%的柴油机,当输出73.4410J ⨯有用功时,消耗的柴油质量是多少?(柴油的热值是74.310/J kg ⨯) 2kg。