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- 2021-05-10 发布
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内能与热机
一、学习目标:
1. 了解分子动理论的基本内容,并能解释相关现象。
2. 通过学习,能正确理内能、热量、比热容、热值、热机效率的概念及公式,知道内燃机的构造、工作原理、工作过程中的能量转化。
3. 能结合实例分析改变内能的方式,能用比热容解释生活中的一些简单现象。
4. 通过练习,能计算有关物质热量、比热容、热值、效率的相关问题。
二、知识梳理:
1.常用温度计有 、 和 ,他们是根据
的原理来测量温度的。
2.组成物质的分子处于永不停息的运动中,温度越高,分子运动越 ,
现象就是由分子的无规则运动引起的。
3. 物体内所有分子由于热运动而具有的 能,以及分子之间 能的总和叫作物体的内能,物体的内能 (填“能”或“不能” )为零。内能与物体的 、 、 有关。
4. 改变物体内能的途径是 和 。
5 . 物体通过热传递方式所改变的 叫做热量,其符号是 ,国际单位是 。
6. 热传递的条件是物体之间有 , 物体将能量向
物体传递,直至各物体温度 。
7. 的物质温度每升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量叫做物质的 。符号是 ,国际单位 。比热容是物质的一种特性。
8. 水的比热容是 ,其物理意义是 。
9. 内燃机的一个工作循环包括 、 、 、 。
四个冲程,活塞往复运动 次,飞轮转动 周,对外做功 次。压缩冲程 能转化为 能,做功冲程 能转化为 能。
10. 人们把1Kg某种燃料 燃烧放出的能量叫做这种燃料的 。符号是 ,单位: 或 。
11. 热机转变为 的能量与燃料 燃烧所释放的能量的比值称为热机的 。
12. 酒精的比热容是2.4×103焦耳/千克·℃,其物理意义是_________________________ ;酒精的热值是3.0×107焦耳/千克,其物理意义是___________________________。把1千克酒精分成两等份,则每一份与等分前相比,下列物理量变化情况是:质量________,体积________,密度_____,比热容________,热值________。(填变大、变小或不变)
13. 热值、比热容和热量公式
①.求物质(吸收或放出)的热量:Q= ,其中C为比热容。
②.燃料燃烧:Q放= ,其中q为热值。
变形求:燃料质量m= 。若燃料为气态,则:Q放 = 。
③. 热机效率:= ,变形求:Q有 = Q总×
三、典例分析:
例 1 关于温度、热量、内能的下列说法中正确的是( )
A.物体吸收了热量,它的温度一定升高
B.物体的内能增加,它的温度一定升高
C.物体的温度升高,他一定吸收了热量
D.物体只吸收了热量,内能一定增加
例2在下列四幅图中,属于利用热传递改变物体内能的是( )
例3 关于比热容,下列说法中正确的是 ( )
A.物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关B.物体的比热容跟物体的温度有关
C.物体的质量越大,它的比热容就越大D.物体的比热容与物体吸、放热及温度和质量都没有关系
例4 已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),l kg、20℃的水吸收了2.1×105J的热量后,温度升高到 ℃.生活中我们经常看到司机往汽车发动机的水箱里灌水,这是因为水的 大,所以在相同条件下水能带走较多的 ,冷却效果好。
例5 汾河公园的建成大大减弱了周围地区的“热岛效应”,这是利用了水的
大的特性;漫步在汾河公园,闻到阵阵花香,说明分子在
;坐在石凳上感到石凳很热,是由于光照使石凳的内能 ,温度升高。
例6 某太阳能热水器装有100 kg、20℃的冷水,经过一天,水温升高到60℃,则这些水吸收的热量为 J,这些热量相当于完全燃烧 kg煤气所放出的热量(水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107 J/kg)。
例7 用燃气灶烧水,燃烧0.5 kg的煤气,使50 kg的水从20℃升高到70℃,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),煤气的热值为4.2×107 J/kg,求:
(1)0.5 kg煤气完全燃烧放出的热量(2)水吸收的热量(3)燃气灶的烧水效率
四、课堂自测:
1. 图4所示的做法中.属于用做功的方法改变物体内能的是( )
2. 根据右表所提供的数据,在标准大气压下,以下判断正确的是( )
在标准大气压下
物质
熔点/℃
沸点/℃
酒精
-117
78
水银
39
357
铅
328
1740
A.80℃的酒精是液态
B.气温接近-50℃时,应选用水银做的温度计测液体温度
C.-39℃的水银吸热,温度可能不变
D.铅的凝固点是-328℃
3.冰在融化过程中,下列判断正确的使( )
A.内能不变,比热容不变B.吸收热量,温度不变C.比热容、内能、温度都不变
时间
D.比热容变大,内能增加,温度升高
4.两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示,根据图线可知( )
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,两种液体吸收的热量相同
C.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热时间相同,甲液体温度升高的比乙液体升高的多
6.在四冲程内燃机的做功冲程中, 能转化为机械能。
7.太阳能热水器内盛有40kg的水,在阳光照射下,水的温度升高了25℃。已知:焦炭的热值为3×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),求:
(1)水吸收的热量 (2)这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭放出的热量
7.小彤家的瓶装液化气,每瓶中装入的液化气质量为21kg,液化气的热值取3×107 J/kg
(1) 1 kg的液化气完全燃烧,释放的热量是多少?
(1) 若整瓶液化气完全燃烧释放热量的60%被利用,那么散失的热量是多少?
(2) 小彤想节约能源、降低能耗,若将上述散失的热量全部利用起来,可以把多少千克温度为20℃的水加热到100℃?
8.已知汽油的热值是4.6×107J/kg,完全燃烧500克汽油,求:(1)燃烧汽油产生的热量是多少?(2)若这些热量的50 被水吸收,使水温从20℃升高到40℃,则水的质量是多少?(水的比热容为4200J/kg℃)
24. 为了探究物质的某种特性,某小组的同学做了如下实验:他们在甲、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的温度随时间的变化情况,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:m=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:m=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
8
(1)分析比较表一和表二的数据可知,实验时两杯水所处的环境温度是
的(选填“相同”或“不同”).
(2)分析比较表一和表二中的第一行和第三行的数据及相关条件,可得出的初步结论是 .
(3)分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五列的数据及相关条件,可得出的初步结论是 .
(4)进一步综合分析比较表一表二的数据及相关条件,还可得出的初步结论是 .
四:计算(12分)
25.已知汽油的热值是4.6×107J/kg,完全燃烧500克汽油,求:(1)燃烧汽油产生的热量是多少?(2)若这些热量的50 被水吸收,使水温从20℃升高到40℃,则水的质量是多少?
例1 D 例2 D 例3 D 例4 70 、比热容、热量 例5 比热容、不停的做无规则运动、增加 例6 1.68×107 J 、0.4 例7 2.1×107 J
1.05×107 J、50%
课堂检测
1 A 2 C 3 B 4 A 5 1∶1、2∶1 6 内
7.4.2×106 J 0.14 kg 8. 3×107 J 2.52×108 J 750 kg