【2018年秋季课程人教版初三物理】比热容 热机 教案

适用学科初中物理适用年级初三适用区域 人教版区域课时时长（分钟）2 课时知识点 比热容的概念、比热容的应用、热量计算、热机的概念，热机的工作原理、汽油机、柴油机的构造和工作过程教学目标 1.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。

2.尝试用比热容解释简单的自然现象。

会进行简单的吸热计算。

4.知道热机的概念,初步了解热机的工作原理。

5.了解汽油机的构造和工作过程。

6.了解柴油机的构造和工作过程。

教学重点 1.比热容的概念和应用以及热量的计算。

2. 了解四冲程汽油机的基本要作原理。

教学难点 比热容的概念。

教学过程一出、去玩导回入到家后很饿，想煮方便面吃，可是暖瓶中却无热水。

那只能是现烧水煮面了，可是却很饿，我们想很快的吃上面是烧一锅水还是半锅水快呢？（烧开半锅水比一锅水要 快）。

是用温水烧还是用凉水烧快呢？（用温水烧比用凉水烧要快）。

由此我们想到，要把水烧开所用的时间长短与哪些因素有关呢？（将水烧开所用时间长短间 接反映了什么？） 得出结论：同种物质（水），质量越大，升高的温度越大，吸收的热量就越多。

提出问题：不同物质，在质量相同、升高相同温度时，吸收的热量是否相等？二、知识讲解Y考i( 点 1 比热容（c）第1页考点2 分子热运动定义：把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，叫做这种 物质的比热容，简称比热。

单位：国际单位制中，比热的单位是：焦/（千克·摄氏度），符号为：J/（㎏·℃），读 做：焦每千克摄氏度。

学生阅读比热容表回答下列问题： ①在表中找出比热容最大的是哪一种物质？它的比热容是多少？物理意义是什么？ （比热容最大的是水，为4．2×103J/(kg·0C)，物理意义是1kg水温度升高（或降低）10C 所吸收（或放出）的热量为4．2×103J。

） ②冰的比热容是多少？水的比热容是冰的多少倍？ ③不同物质的比热容一定不同吗？（比较冰和煤油）同种物质的比热容一定不变吗？（比较 水和冰） 不同物质的比热容可能相同，而同种物质的比热容可能变化。

（比热容跟物质的种类、物态 有关）比热容反映的是物质的吸、放热本领。

考点2 热传递过程中热量的计算在热传递过程中，高温物体温度降低，放出热量；低温物体温度升高，吸热量。

如何计算物体吸、放热的多少呢？公式：Q=cmΔ t，符号意义：Q──吸收（或放出）的热量──J；c──比热容──J/(kg?℃)；m──吸（或放）热物体的质量──kg；Δ t──变化的温度──℃。

计算中须注意：（1）m 的单位一定用 kg；（2）Δ t 不是某一时刻的温度，而是变化的温度：升高的温度：Δ t=t-t0；降低的温度：Δ t=t0-t。

（3）如果没有热损失，对于两个发生热传递的物体来说，Q 吸=Q 放。

考点 3 比热容的应用问题： ①汽车发动机的冷却系统为什么要用水？ （因为水的比热容较大，一定质量的水升高一定温度可吸收较多的热量。

） ②北方地区冬季供暖和热水袋里为什么要用水？ （一定质量的水降低一定温度能放出的热量比较多。

） ③为什么夏天住在海边不觉得热，冬天不觉得冷？第2页（夏天，太阳照到海面上，海水在升温过程中吸收大量的热，所以不觉得热；冬天，海水由 于外界温度太低而要放出大量的热，使气温不至于降得太低，所以不觉得冷。

） ④为什么沿海地区昼夜温差小，而内陆地区昼夜温差却比较大？ （沿海水多，内陆砂石、泥土多，水的比热容比泥土、砂石的大，白天当它们吸收相同的热 量后水温升高较小，砂石、泥土的温度升高较大；而夜晚放出相同的热量后砂石、泥土又会 降得较多。

）考点 4 热机用酒精灯加热试管中的水，水加热后产生大量水蒸气，橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出 去，水蒸气对橡胶塞做功，内能转化为机械能。

热机是利用内能来做功的机械。

例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。

燃料直接在发动机汔缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。

是现代衬会中最常见的一种热 机。

内燃机分为汽油机和柴油机两大类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。

三 、例题精析例题 1如图所示，在热机的四个冲程中，对外做功的是（ ）A.B.C.D.【答案】A【解析】A、两个气门关闭，活塞向下运动，所以是做功冲程，故 A 正确；B、两个气门关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程，故 B 错误；C、进气门关闭，排气门打开，即排气冲程，故 C 错误；D、进气门打开，排气门关闭，即吸气冲程，故 D 错误；故对外做功的冲程是做功冲程，即 A 正确；故选 A．例题 2如图所示，为四冲程汽油机的一个冲程的剖面图，下列说法正确的是( )第3页A. 这是个压缩冲程 B. 汽油机顶部是个喷油嘴 C. 这个冲程中，机械能转化为内能 D. 这个冲程中，内能转化为机械能 【答案】D 【解析】汽油机顶部是个火花塞，故 B 错误；图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行， 汽缸容积变大，是做功冲程；高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故 AC 错 误，故选 D。

在例比较题不3同燃料热值的实验中，小明利用与图示完全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后对质量都为 100g 和初温都为 20℃的水加热，燃烧相同时间后，用甲加热后的水温度为 30℃，另一杯温度为 24℃，此过程中水的内能 （增大/减小），用甲加热的水吸收的热量为J，此时（能/不能）说明甲的热值较大．（水的比热容为 4．2×103J/（kg•℃））【答案】增大4．2×103 不能【解析】在加热过程中，水的温度升高了，所以水的内能是增大的；用甲加热的水吸收的热量为 Q=cmΔ t=4．2×103J/（kg•℃）×0．1kg×10℃=4．2×103 J，由于不能确定各燃料是否完全燃烧，所以不能说明甲的热值大。

例题 4水的比热容是 4．2×l03J/（ kg．℃），它的物理意义是；lkg的水和 lg 的水相比较，它们的比热容（选填“相同”或“不同”）。

【答案】1kg 的水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量是 4．2×l03J 相同【解析】水的比热容是 4．2×l03J/（ kg．℃）表示 1kg 的水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量是 4．2×l03J；比热容是物质本身的一种性质，与物质的种类有关，与物体的质量多少无关，所以质量不同的水的比热容是相同的。

四 、课堂运用基础第4页1．下列事例中不是利用水的比热容大的特性是（ ） A. 北方楼房内的“暖气”用水作为介质 B. 夏天．在地上洒水会感到凉快 C. 海边昼夜温差变化比沙漠中小 D. 生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度 【答案】B【解析】A 项，因为水的比热容大，根据 Q  cmt ，相同质量的水和其它物质相比，降低相同的温度，水放出的热量多，所以北方楼房内的“暖气”用水作为介质． B 项，夏天洒水会感到凉快是由于，水蒸发吸热，与水的比热容大无关． C 项，沿海地区和沙漠地区相比，沿海地区水多，水的比热容大，在相同的吸放热条件下， 水的温度变化小，昼夜温差小；沙漠地区多砂石，砂石的比热容较小，在相同的吸热条件下， 砂石的温度变化大． D 项，生物体内水的比例很大，水的比热容大，在相同的吸放热条件下，水的温度变化小， 故生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度． 故选 B。

2．将一个铝块截成相同的两半，取走一半，则余下的一半铝块 （ ） A. 密度和比热容均减半 B. 密度减半，比热容不变 C. 密度不变，比热容减半 D. 密度和比热容均不变 【答案】D 【解析】将一个铝块截成相同的两半,铝块的体积和质量都减半,但密度是物质的一种特性, 它不随质量和体积而变化,所以铝块的密度没有变. 比热容是物质的一种特性,其大小仅与物质的种类和所处的状态有关,铝块状态没有改变,所 以比热容不变. 所以 D 选项是正确的.3．汽车的发动机四个冲程如图所示，其中压缩冲程是（ ）A.B.C.D.【答案】B【解析】A、两气门关闭，燃料燃烧，高温高压气体推动活塞向下运行，是做功冲程，不符合题意；B、两气门关闭，活塞向上运行，压缩气体做功，是压缩冲程，符合题意；C、排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，不符合题意；D、进气门打开，活塞向下运行，吸入空气和汽油混合物，是吸气冲程，不符合题意．故选 B．D、铁块很难压缩是因为分子间存在斥力，故 D 叙述正确。

第5页4．在汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是_____冲程，将机械能转化为内能 的是___冲程。

【答案】 做功 压缩 【解析】解答：内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程。

其中有能量转化的是压 缩和做功冲程，压缩冲程将汽油和空气的混合物压缩，将机械能转化内能；在做功冲程中高 温高压燃气推动活塞向下运动做功，将内能转化为机械能。

5．如图所示，瓶子里装有少量的水，用力打气，瓶塞向上跳起，瓶内有白雾产生，白雾是 __________形成的，瓶塞向上跳起过程中，瓶内气体膨胀对外做功，温度__________，内能 __________，其能量转化情况与四冲程汽油机的__________冲程相同． 【答案】 水蒸气液化 降低 减少 做功 【解析】白雾是液态水的小颗粒，是由瓶内的水蒸气变的，故白雾是水蒸气液化形成的；做 功改变物体内能，物体对外做功，内能减小，温度降低；外界对物体做功内能增大，温度升 高；故瓶塞向上跳起过程中，瓶内气体膨胀对外做功，温度降低，内能减小，将内能转化为 机械能；四冲程汽油机做功冲程能量转化过程为内能转化为机械能，压缩冲程能量转化过程 为机械能转化为内能，故图示现象与四冲程汽油机的做功冲程相同．1．在探究“比较不同物质吸热升温的属性”时，用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相巩等固的沙子和水，装置如图。

下列说法正确的是（ ）A. 实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸热较多 B. 在本实验中，物体吸热多少是由物质的种类决定的 C. 实验中，将沙子和水加热到相同温度时，它们吸收的热量相同 D. 实验中，加热相同的时间，它们吸收的热量相同 【答案】D 【解析】A、实验中,沙子吸热升温较快,说明沙子的比热容小,吸热能力弱,故 A 错误. B、在本实验中,物体吸热多少是由加热时间决定的.故 B 错误.C、将沙子和水加热到相同温度时,据,水吸收的热量多.故 C 错误.D、加热相同的时间,吸收的热量相等,所以 D 选项是正确的.所以 D 选项是正确的.2．下列说法正确的是( )A．冬天长期静置在室外的铁块比木块温度低B．汽油机一个工作循环能量转化两次，对外做功一次C．由比热容公式 c  Q 可知，比热容跟 Q 成正比，跟 m、△t 成反比 mtD．炒菜时，食用油倒掉一半后，剩余的食用油质量、密度、比热容、热值均不变【答案】B【解析】试题分析：长时间放置在同一环境的不会自己产生热量的物体，由于物体之间会产生热交换，所以最终会趋于平衡，就是变成一个温度，也就是在室外的木头、铁块的温度是一样的，故A 错误；内燃机的一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴转两周，其中做功冲程是利用高温高压的燃气推动活塞向下运动而做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能．压缩冲程，活塞压缩气体做功，气体的内能增大，机械能转化为气体的内能，故 B 正确；比热容是物质本身的固有的属性，与物质的种类有关，与物质的状态有关，与 Q、m、△t 无关，故 C 错误；质量表示物体所含物质的多少，食用油倒第6页掉一半后，所含食用油的多少变小了，即质量变小．密度是物质的一种特性，它和物体的质 量和体积无关，所以食用油倒掉一半后，剩下的食用油的密度不变；比热是物质的一种特性， 各种物质都有自己的比热，和物质的质量大小无关，所以食用油倒掉一半后，剩下的食用油 的比热容不变；燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量 m 和体积 v 无关，所以食用油 倒掉一半后，剩下的食用油的热值不变．故 D 错误．故选 B． 3．如图所示，对于图中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（ ） A. 图甲，厚玻璃管内的空气被压缩时，空气的内能减少 B. 图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C. 图丙，试管中水的内能是通过热传递的方式增加的 D. 图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大 【答案】C 【解析】解：A、图甲，厚玻璃管内的空气被压缩时，活塞对空气做功，管内空气温度升高， 空气的内能增加；故 A 错误；B、图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，瓶内空气对塞子做 功，空气的内能减少；故 B 错误；C、图丙，水从酒精灯火焰吸收热量，水的内能增加、温 度升高，是通过热传递的方式使水的内能增加；故 C 正确；D、图丁，汽缸内的气体推动活 塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少；故 D 错误。