2021年中考物理复习课件第15课时《比热容 热值 热机》

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第15课时┃ 比热容 热值 热机
考点1　比热容及应用
[点拨]比热容是物质的一种物理属性，与物质的质量大小、温度高低及吸收或放出热量的多少均无关；不同物质的比热容一般不同；同一种物质，比热容与状态有关.
1. 吸、放热公式吸热公式：Q吸＝____________．放热公式：Q放＝____________．
[点拨] 热量计算中温度变化的给出一般有两种情况：一是给出物体的初温和末温，在这类问题中，要找准初温t0和末温t，切不可张冠李戴；二是直接给出物体的温度变化，审题时注意区别“升高”“升高了”与“升高到”的不同，“升高”“升高了”是公式中的Δt＝t－t0，“升高到”是公式中的t.
[点拨] 关于热值的理解：热值反映的是物质的一种燃烧特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等均无关．
1. 工作原理热机工作时将________能转化为________能．
2．四冲程汽油机的工作循环
探究1　比热容及其应用
例1[2017·成都]小明根据下表所提供的数据得出了四个结论，其中正确的是(　　)
变式1　[2017•无锡]用如图15－1所示的装置，先后加热初温、质量均相同的水和煤油，比较两种液体比热容的大小，多次实验表明：要让水和煤油升高相同的温度，水需要的加热时间更长．以下关于该实验的操作及分析错误的是(　　)A．水比煤油的比热容大B．加热时用玻璃棒不断搅拌，是为了使水和煤油受热均匀C．实验中可以不使用温度计，让水和煤油都沸腾后再比较加热时间D．相同质量的水和煤油，若吸收相同热量后，煤油比水升高的温度高
[解析] 由于水和煤油的沸点不同，让水和煤油都沸腾后再比较加热时间，则吸收的热量和温度的变化量均不相同，无法比较比热容的大小，故C错误．
变式2　[2017·扬州]图15－2是加热烤肠的情景，增加烤肠内能的方法是__________；为了让烤肠不致被烤焦且均匀受热，店主将烤肠放在石子上烤而不直接放在铁锅内烤，是因为石头的比热容比铁________．
[解析] 将烤肠放在石子上烤而不直接放在铁锅内烤，是因为石头的比热容比铁大，吸收相同的热量，石头升高的温度少．
[解析] 电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体能将盒盖喷出很远，是内能转化为机械能的过程，此过程中能量转化方式与汽油机的做功冲程相类似；
变式1　[2016•南京]利用如图15－4所示的装置，运用控制变量法，通过观察现象即可比较酒精和碎纸热值的大小．为完成实验，要求(　　)A．酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同B．酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量不同C．酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量不同D．酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量相同
[解析] 实验时为了控制变量，应用天平分别称出等质量的酒精和碎纸，将其放入装置中的燃烧皿内；因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使相同质量的水的温度发生变化，所以可以通过观察温度计示数的变化量(水升高的温度)来比较燃料热值的大小关系．
例3[2017·盐城]图15－5表示的是四冲程汽油机工作循环中的(　　)A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
[解析] 由题图可知，汽油机的进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，所以是吸气冲程
变式1　下列关于热机的说法中，正确的是(　　)A．通过技术改进，热机效率可达100%B．做功冲程将机械能转化为内能C．热机常用水作冷却剂，是因为水的沸点高D．火箭发动机属于热机
[解析] 热机的效率可以提高，但由于存在摩擦要做额外功，故热机效率一定不会达到100%，故A错误；做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能，故B错误；热机常用水作冷却剂，是因为水的比热容大，故C错误；热机是把内能转化为机械能的装置，火箭发动机属于热机，故D正确．
变式2　[2017·扬州]图15－6是汽油机模型，正在进行的是________冲程，该冲程将________能转化为________能．
[解析] 由题图可知，此时两气门均关闭，活塞由下向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能．
变式3　一辆汽车以90 kW的恒定功率启动做直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图15－7所示．求：(1)汽车的速度为20 m/s时，牵引力为多少．(2)在0～5 s时间内汽车发动机做功多少．(3)若汽车的热效率为30%，燃烧1 kg汽油汽车匀速行驶的路程为多少千米．(汽油的热值q汽油＝4.6×107 J/kg)
变式3　一辆汽车以90 kW的恒定功率启动做直线运动，且整个运动过程中受到的阻力不变，速度v与时间t的关系如图15－7所示．求：(1)汽车的速度为20 m/s时，牵引力为多少．(2)在0～5 s时间内汽车发动机做功多少．
突破　探究不同物质吸热升温的现象
例 [2017·临沂] 小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图15－8甲所示)，以探究水和煤油的吸热能力。(1)本实验需要用到天平这一测量工具，目的是_____________________。(2)加热10 min，水吸收的热量_____(选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(3)根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像(如图乙所示)，由图像可知，水的沸点是____℃，煤油的比热容是_________J/(kg·℃)。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)](4)若本次实验共消耗酒精20 g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是_______J。(q酒＝3.0×107 J/kg)
[解析] (3)由题图乙可知，质量相等、升高相同的温度水吸收的热量是煤油的2倍，根据Q吸＝cm(t－t0)可知，水的比热容是煤油的2倍，则煤油的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)。