第一部分 第十二章,第二课时 热值与比热容—2021届广东物理(沪粤版)中考复习课件
展开1. 从能量转化的角度认识燃料的热值. 2. 通过实验,了解比热容,尝试用比热容说明简单的自然现象.
1. 定义:把某种燃料在__________燃烧时所放出的________与燃料______________________的比值叫做这种燃料的热值. (1)单位:__________或__________. (2)公式:燃料完全燃烧放出热量的计算公式: Q放=__________或 Q放=__________. (3)注意: 热值是燃料的一种特性,与燃料的质量、是否完全燃烧等__________关,只与燃料的种类__________关.
2. 定义: 在数值上等于__________的某种物质,________升高(或降低) 1 ℃时,吸收(或放出)的__________,叫做该种物质的比热容,用符号__________表示.(1)单位:________________________. ①水的比热容为_____________________,它表示__________的水温度升高(或降低)__________时,吸收(或放出)的热量为______________________.
4.2×103 J/(kg·℃)
②水的比热容有较__________的应用.在冬天,人们常常在热水袋中装入热水来取暖;汽车发动机常常用水做冷却剂等.(2)公式:物质在热传递时吸收或放出的热量Q=cmΔt.①吸热公式:Q吸 =cm(t-t0);②放热公式:Q放=cm(t0-t).上述公式中,t表示物体的末温,t0表示物体的初温. (3)注意:比热容是物质的一种特性,它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变,只要物质状态相同,比热容就相同. 同种物质的比热容跟状态有关,如水与冰的比热容不同.
1. (YH九上P28燃料热值表改编)火箭用液态氢做燃料,原因是液态氢有 ( )A. 燃烧产物是水 B. 较低的沸点 C. 较大的热值 D. 较高的凝固点2. (YH九上P35自我评价与作业3改编)在沙漠地区有“早穿皮袄午穿纱,夜抱火炉吃西瓜”的奇特现象,而沿海地区是“气候宜人,四季如春”,这是因为 ( )A. 水的透明度高,容易吸收太阳能 B. 水的比热容比沙石的比热容大C. 水在蒸发时有制冷作用 D. 水的对流性好
3. (YH九上P35自我评价与作业4改编)用相同的电加热器给质量相等的甲、乙两种液体加热,根据实验结果描绘温度—时间图象如图1-12-11所示. 由图象可知 ( )A. 甲比乙温度升高得快,甲的比热容大于乙的比热容B. 甲比乙温度升高得快,乙的比热容大于甲的比热容C. 乙比甲温度升高得快,甲的比热容大于乙的比热容D. 乙比甲温度升高得快,乙的比热容大于甲的比热容
4. (YH九上P30自我评价与作业3改编)2 kg的某种燃料完全燃烧放出的热量是6.0×107 J,则这种燃料的热值是______________.0.2 kg的这种燃料的热值是______________________.5. (YH九上P35自我评价与作业5改编)1个标准大气压下,把质量为500 g、初温为20 ℃的水加热至沸腾,求水需要吸收的热量.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
答案:1.68×105 J
[10年3考:2013年(填空)、2014年(选择)、2016年(选择)考查]【例1】四口之家分别单独使用不同种类燃料时的平均月消耗量分别为木柴约200 kg、烟煤约80 kg、液化石油气约30 kg、煤气约60 kg. 这四种燃料中哪一种燃料的热值最高? ( )A. 液化石油气 B. 煤气 C. 烟煤 D. 木柴
考点点拨:热值反映的是燃料自身的一种特性,是物质完全燃烧时放出热量与燃料质量的比值. 在分析时要注意题意中的不变量;放出的热量一定,则质量小的燃料热值大.
1. (科学素养·物理观念)煤的热值比木柴的热值大,这表示( )A. 烧煤比烧木柴产生的热量多B. 烧煤比烧木柴产生的温度高 C. 煤比木柴具有的内能多D. 相同质量的煤和木柴完全燃烧,煤放出的热量多
2. 已知天然气的热值是7.5×107 J/m3,若某家庭一个月用8 m3的天然气,则这些天然气完全燃烧时放出的热量是__________J,若这些热量全部由热值是3.0×107 J/kg的焦炭来提供,应完全燃烧__________kg的焦炭.
【例2】图1-12-12如图1-12-12所示,在探究“不同物质的吸热能力”时,同学们使用的器材有相同规格的电加热器、玻璃杯、温度计、初温和质量都相同的水和食用油,关于实验下列说法正确的是( ) A. 食用油吸热升温快,说明食用油吸热能力较强B. 物体吸热多少是由构成它的物质种类决定的C. 加热相同的时间,末温低的物体吸热能力强D. 将食用油和水加热到相同的温度时,它们吸收的热量相同
考点点拨:在两种物质的质量一定时,比较物质的吸热能力通常有两种方法:相同的加热时间比较温度变化 ,温度变化小的物质吸热能力强;升高相同的温度比较加热时间,加热时间长的吸热能力强.
3. 下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是( )A. 让热水流过散热器供暖B. 用循环水冷却汽车发动机C. 沿海地区昼夜温差较小D. 夏天在房间内洒水降温
4. 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( )A. 液体的比热容一定比固体的比热容大B. 同种物质发生物态变化后,比热容不变C. 由于水的比热容大,白天海水温度比沙滩高D. 2 kg 的水温度升高 50 ℃,吸收的热量是4.2×105 J
【例】(科学素养·科学探究)如图1-12-15甲所示是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置.
(1)实验中要求烧杯中装有质量__________、初温__________的两种液体A和B,采用的是_________________的实验方法.
(2)将规格相同的电加热器分别__________在两种液体中,同时加热.(3)用__________测出液体加热到相同温度时所用的时间.还可以采用加热相同时间,比较两种液体的_______________,温度变化小的吸热能力__________.(4)加热相同时间是为了_______________________________.(5)组装器材时应将温度计固定在适当的位置,不要碰到烧杯和_______________________.
使两种液体吸收的热量一样
(6)表格中是小明记录的实验数据,加热液体A所用的时间如图1-12-15乙所示,为__________s.
上述实验中,加热时间较长的液体,其比热容较__________(填“大”或“小”).
(8)小红想用与小明不同的方法进行实验,她在两个相同的塑料瓶甲和乙内分别装入质量相同,初温都是室温的A溶液和B溶液,在瓶口扎上气球,将它们一同浸入热水中,如图1-12-16所示.①观察到的现象是__________(填“甲”或“乙”)瓶口的气球膨胀得大些.②要使两球膨胀的大小相同,应对_______(填“甲瓶”或“乙瓶”)加热的时间长.
③此实验表明A溶液比B溶液的比热容__________些. (9)在研究“不同物质的温度变化与吸热关系”实验中,取质量和初温都相同的甲、乙两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热,如图1-12-17a所示.
①图1-12-17b为某时刻的温度,其示数为__________℃. ②分析图1-12-17c可知,吸收相同热量,__________液体升温更快;__________液体更适合用作汽车发动机的冷却液. ③若甲、乙液体从图1-12-17c所示的初温分别升高到40 ℃和35 ℃,吸收热量之比为2∶1,则甲、乙液体的比热容之比为__________.
【例1】小轿车油箱中的汽油用去了一半,则剩下的汽油( )A. 比热容和热值均变为原来的一半B. 比热容变为原来的一半,热值不变C. 热值变为原来的一半,比热容不变D. 比热容和热值均不变
考点点拨:热值、比热容和密度都是反映物质某种特性的物理量.热值是燃料在完全燃烧时把化学能转化为内能本领的大小,是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系.
2. (科学素养·物理观念)一杯酒精用掉一半,剩下一半的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是 ( )A. 质量、密度、比热容和热值不变B. 质量和密度变为原来的一半,比热容和热值不变C. 质量和热值变为原来的一半,密度和比热容不变D. 质量变为原来的一半,密度、比热容和热值不变
【例2】两个相同规格的电加热器加热质量、初温都相同的不同液体. 若液体吸收的热量都等于电加热器放出的热量,加热时间相同且液体均未沸腾,则 ( )A. 两杯液体吸收的热量相等B. 温度较高的液体比热容较大C. 温度较低的液体吸收的热量较多D. 温度较高的液体吸收的热量较多
考点点拨:在探究物质的吸放热性能的实验中,当热源相同时,用加热时间反映两种物质吸收的热量. 加热时间与吸收的热量成正比,加热时间长的物质吸收的热量多.
3. (科学素养·科学思维)图1-12-18两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1-12-18所示. (1)甲液体的比热容__________乙液体的比热容. (2)加热相同的时间,甲液体吸收的热量__________乙液体吸收的热量.
【例3】王大刚同学和家人在郊外野餐,用木炭烧水.铁锅内装有5 kg水,把水从18 ℃加热至98 ℃,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃).如果木炭的热值为3.4×107 J/kg,它燃烧放出的热有10%被水吸收.求:(1)在这个过程中水吸收的热量.(2)在这个过程中用掉多少木炭.
解:(1)Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(98 ℃-18 ℃)=1.68×106 J.
4. 天然气热水器将40 kg的水由22 ℃加热到42 ℃,水的内能增加了________________J,水的内能增加是通过__________方式实现的,若天然气燃烧放出的热量有84%被水吸收,需要消耗__________kg的天然气. 已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=4×107 J/kg.
5. 某家庭用的电热水器将体积为60 L,温度为20 ℃的自来水加热到50 ℃,则水吸收的热量为_________________J.若电热水器的功率为2 000 W,用时5 000 s,则该电热水器的效率为________________.[水的比热容4.2×103 J/(kg·℃)].
1. (2016年)如图1-12-19所示,把热水壶放在煤气灶上烧水的过程中,下列说法正确的是 ( )A. 煤气的燃烧过程是内能转化为化学能B. 煤气燃烧越充分,它的热值越大C. 水的温度越高,水分子运动越剧烈D. 烧水的过程是通过做功的方式改变水的内能
2. (2020年,节选)如图1-12-20所示,为了“探究水沸腾时温度变化的特点”,取0.2 kg水进行实验.得到的实验数据如下表所示,假如酒精灯均匀放热,且释放的热量全部被水吸收,忽略沸腾前水的质量变化以及热量的损耗,从第5 min起1 min内水吸收的热量是__________J. [c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
3. (2017年)“可燃冰”是一种新型能源,主要成分是甲烷,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,所以“可燃冰”是一种新型__________(填“清洁”或“污染”)能源;1 m3甲烷完全燃烧能产生__________J热量,这些热量可以使_________kg的水从20 ℃加热到100 ℃.[甲烷的热值q甲烷=4.2×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
4. (2013年)在汽油机的四个冲程中,机械能转化为内能的是__________冲程.如图1-12-21所示汽油机正在进行的是_________冲程.已知汽油的热值为4.6×107 J/kg,则完全燃烧100 g汽油放出的热量为__________________J.
5. (2014年,节选)如图1-12-22所示是家用电热水壶及铭牌,假设电热水壶电阻丝电阻不变,水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3.求:不考虑热损失,电热水壶正常工作时,把1 L水从20 ℃加热到100 ℃所需要的时间.
6. (2019年,节选)阅读下列短文,回答问题. 可燃冰 可燃冰是一种新型能源,主要成分是甲烷和水,分布在深海沉积物里或陆域的永久冻土中,它形似冰块却能燃烧,燃烧后几乎不产生任何残渣. 1 m3的可燃冰分解后可释放出约0.8 m3的水和164 m3的天然气,天然气中甲烷的含量占80%~99.9%.[c水=4.2×103 J/(kg·℃),甲烷的热值取4.2×107 J/m3] 0.5 m3的可燃冰分解后,其中的甲烷完全燃烧放出的热量,在1个标准大气压下,至少可以将质量为__________kg,温度为20 ℃的水加热至沸腾.
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