比热容、热机1

第十五章热和能第2课时

知识串讲1热量的计算：Q=cm·Δt

燃料的热值

①定义：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料；

②符号：q 单位：J/kg ；J/m3

③热值特性：热值是燃料的属性，与质量、体积的大小无关；

④计算公式：Q=qm；Q=qv；

热机（1）定义：利用内能转化为机械能来做功的机械叫热机。a.吸气冲程：

b、压缩冲程：机械能转化为内能；

c、做功冲程：内能转化为机械能；

d、排气冲程

）热机的效率①定义用来做有用功的那部分能量占燃料完全燃烧所放出来的能量的百分比；

提高方法：使燃料尽量充分燃烧；减少散热；利用高温废气；保证热机良好的润滑。能量的转化和守恒：典型例题例1、用煤油炉把3kg水从20℃加热到100℃，假如煤油完全燃烧产生的热量全部被水吸收，问需要多少克煤油？（煤油的热值为4.6×107J/(kg?℃)）

解：水吸收的热量为Q吸＝c水m水（t－t0水）

＝4.2×103 J/(kg?℃)×3kg×（100℃－20℃）

＝1.008×106J

Q放＝Q吸＝1.008×106J

∵煤油完全燃烧放出的热量Q放＝qm煤

∴煤油的质量m煤＝Q放/q＝1.008×106J/4.6×107 J/(kg?℃)＝0.022kg＝22克

例2、天然气是当今家庭中使用较普遍的一种能源，现用天然气（甲烷）来加热水，

（1）为使2kg的水从20℃加热到100℃，水需要吸收多少热量？（2）天然气完全燃烧生成什么物质？（3）如果加热过程中，天然气放出的热量只有50%被水吸收，则需要完全燃烧多少立方米的天然气？（天然气的热值为8.3×107J/m3）

解：（1）Q吸＝cm（t－t0）＝4.2×103 J/(kg?℃)×2kg×（100℃－20℃）＝6.72×105J

（2）天然气完全燃烧生成水和二氧化碳

（3）Q放= Q吸/50%=6.72×105J/50%=1.344×106J

V＝Q/q=1.344×106J /8.3×107J/m3＝1.62×10－2m3

课后习题

1．关于比热容，下列说法正确的是( )

A．物体吸收的热量越多，比热容越大B．物体的温度越高，比热容越大

C．物质的比热容与它的质量、温度的变化、吸收或放出的热量的多少无关

D．由于水比干泥土的比热容大，所以内陆地区在一天之内气温的变化比沿海地区小

2．如图所示是王浩同学用相同的加热器给质量相等的甲(比热容分别为c甲)、乙(比热容分别为c乙)两种物质加热时，根据测量结果描绘的图象，由图可知( )

A．c甲>c乙，其中甲是晶体

B．c甲>c乙，其中乙是晶体

C．c甲

D．c甲

3．己知水的比热容是4.2×10３J/(kg·℃)，煤油的比热容是 2.1×10３

J/(kg·℃)．当质量相等的水和煤油吸收相同热量时〔均未达沸点)，下列判断正的是( )

A．水的温度升高多B．煤油温度升高多

C．水的末温比煤油高D．煤油的末温比水高

4.下列各图中，属于内能转化为机械能的是

业精于勤，荒于嬉。 1

业精于勤，荒于嬉。 2

A.两手相互

B.水沸腾时蒸汽

C.锯木头锯子发烫

D.压缩空气引火

摩擦能发热 冲开壶盖

5.关于物体的内能，下列说法中正确的是

A.物体运动的越快，物体的内能越大

B.物体举得越高，物体的内能越大

C.温度为-40℃的冰块没有内能

D. 火箭点火升空过程中将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能

6.各种形式的能之间可以在一定的条件下相互转化，请按表中示例完成表格

7.下列现象中，利用内能做功的是 （ ）

A 、冬天在户外时两手相搓一会儿就暖和

B 、刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花

C 、在烈日之下柏油路面被晒熔化了

D 、火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起

8.下列事列中，用做功的方法使物体内能增加的是 （ ）

A 、热水淋浴后全身感到暖和

B 、冬天，对手“哈气”，手感到暖和

C 、冬天，两手互相摩擦，手感到暖和

D 、冬天，在房间内用暖气取暖，全身感到暖和

9. 改变物体内能的方式有两种，饮料放进冰箱后温度降低，是用______的方式减少饮料的内能；在汽油机的压缩冲程中，是通过______ 的方式增加燃料混合物的内能．

10. 飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱内气压低．要使舱内获得新鲜空气,必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内．在这个过程中，压缩机对空气做功，空气的

A.温度升高 内能增加 B ．温度降低 内能减少 C.沮度升高 内能减少 D ．温度降低 内能增加

11.下列现象中，属于用热传递的方式改变物体内能的是

A ．菜刀在砂轮上磨得发烫

B ．用打气筒打气时筒壁发热

C ．两手互相摩擦时手发热

D ．在炉子上烧开水

12. 张红在做早餐时发现，同样情况下，煮沸一锅牛奶与煮沸同质量的豆浆用的时间不同，这是为什么呢?请你运用所学的物理知识，针对其中的原因，提出一个猜想，并简述验证这个猜想的办法．

(1)你的猜想是：_________________________________(2)验证猜想的办法是：

13．某太阳能热水器5h 内可将100kg 的水，温度升高60℃，若不计热量损失，则此期间热水器共吸收太阳能多少焦耳？(水的比热容为4.2×103J·kg-1·℃-1)

如果该热量是由燃烧煤气来提供，则需完全燃烧多少立方米的煤气？(煤气的热值为1.8×103J·m―3)．

14．如图为电热水器的简易示意图，通过开关S 可以使热水器处于加热或

保温状态．小明在热水器的蓄水桶中装水至最高水位时，桶底受到水的压强

是 ？闭合开关Ｓ时，热水器处于________状态，此时电能转化能量转化 实 例 化学能转化为电能 干电池对外供电 用电熨斗熨衣服 机械能转化为内能

S ｈ R 1 R 2 U S

最高水位25ｃｍ

业精于勤，荒于嬉。 3 为_________能．桶中质量为10kg 的水由28℃加热到98℃时吸收热量为____________J ．[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，取g ＝10N/kg]

15．我国古代有许多艺术性、科学性较高的饮器．有一种杯叫“常满杯”，杯中有用上等白玉做成的圆锥体，放在空气中，不断有水滴产生，使其常满．关于此杯，下列说法错误的是 ( )

A ．杯中的水是水蒸气在白玉上液化形成的

B ．杯中的水是空气在白玉上液化形成的

C ．白玉是一种比热较小的物质，相同条件下温度变化显著

D ．利用杯子在缺少水源的崇山峻岭中能自动“生”水

16．冬季，学校的锅炉每天要把l0t(吨)初温为20℃的水加热到70℃，供师生使用．

(1) l0t 水吸收的热量是多少?[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]

(2)如果锅炉效率是50％，每天需要燃烧无烟煤多少kg?(无烟煤的热值为3.4×107J/kg)

3．小明为了节能和方便家人洗澡，用废弃的金属桶在房顶上自制了一个简

易太阳能、电两用热水器，并用电流表改装制作了水量监测装置，其原理如

图所示(水量表由电流表改装而成)，图中R 为压力传感器，其电阻会随所受

压力大小发生变化．已知：压力传感器的电与所受压力的关系如下表所示：

压力F(N)

0 100 200 300 400 500 600 …… 电阻R(Ω) ……

，则：

(1)若空水箱的质量为10Kg ．电流表0.04A 刻度处应标的水量为多少立方米?

(2)设热水器水箱容积为60L ，在一般的光照条件下，一箱20℃的水经白天太阳的加热温度可达到40℃，热水器中的水吸收的太阳能是多少?若用电加热,使这些水升高相同的温度需耗电多少度?

4．有一个电热水壶，铭牌如右表所示．(不计热量的损失)求： (1)将质量为1kg 、温度为20℃的一壶冷水，加热到100℃，水吸收的热量是多少？[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] (2)电热水壶正常工作多长时间才能把这壶水加热100℃？ (3)若在用电高峰期，实际电压只有200V ，要把同样的这壶水加热到100℃，至少需要多长时间？

5．小宜学习了热学的知识后，知道水的比热为4.2×103J/(kg·℃)，他想估算一下自己家中每天烧水、做饭需要的热量，于是他仔细记录了家中每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将40kg 的20℃水烧开(加热到100℃)．请计算：

电热水壶型号：91440 电压：220V 频率：50Hz 功率：1000W 最大水量：