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中考物理知识梳理课件——第六讲 比热容 热量的计算
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这是一份中考物理知识梳理课件——第六讲 比热容 热量的计算，共32页。PPT课件主要包含了■比热容，吸放热情况，Jkg·℃，■热值，完全燃烧，焦每千克，Jkg，■热量的计算，cmt-t0，cmt0-t等内容，欢迎下载使用。
1. 比热容（1）一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容，符号为 _____，单位是 _________。（2）比热容的物理意义：单位质量的某种物质，温度降低 1 ℃所放出的热量，与它温度升高 1 ℃所吸收的热量 ________， 数值上等于它的比热容；比热容表示物体吸收（或放出）热量的能力。（3）比热容是物质的一种特性，其大小由物质本身决定，与物质的 _______、_______ 及 _________ 等无关，但与物质的状态有关，如冰与水的比热容不同。
2. 水的比热容的应用（1）水的比热容比较 ________，这表明质量相等的水和其他物质相比，吸收（或放出）相同的热量，水的温度变化较 _________。（2）应用：一是取暖，如冬天暖气设备用热水供暖；二是冷却，如用水冷却汽车发动机；三是调节温度，如农民往秧田里灌水，在夜晚气温下降时，使秧苗的温度不至于下降得过低，起到保护秧苗的作用。
1. 定义：某种燃料 _____________ 放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值，用______ 来表示。2. 单位：_________，符号 ______。3. 特点：热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况、体积、质量无关。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。
热值与燃料的燃烧条件无关，燃料燃烧越充分，只能说越接近“完全燃烧”，燃烧效果越好，而不能说热值越大。只有在燃料完全燃烧时放出的热量与其质量的比值才等于这种燃料的热值。
1. 利用比热容计算热量（1）物体的温度升高时，吸收热量的计算公式：Q吸=_________；物体的温度降低时，放出热量的计算公式：Q放=__________。式中的 c 表示物体的比热容，m 表示物体的质量，t0 表示物体原来的温度，t 表示物体后来的温度。若用 Δt 表示物体变化的温度（升高或降低的温度），那么，物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量计算公式可以统一写为 Q= ________。（2）变形式：利用热量的计算公式，不仅可以计算物体吸收（或放出）热量的多少，还可以计算物质的比热容、质量、温度等，计算公式为 c= ________，m= ________，Δt= _______，吸热时 t= ________，放热时 t= _______。
2. 利用热值计算热量公式：Q放= ____（适用于固体和液体燃料，q的单位是 J/kg）；Q放= ___（适用于气体燃料，q 的单位是 J/m3）。
在使用热量公式进行计算时，首先各物理量的单位必须统一用国际单位，如温度 t 的单位用℃，质量 m 的单位用 kg，比热容 c 的单位用 J/（kg·℃），热量的单位用 J；其次，对有关温度的文字叙述应特别谨慎，不可乱用。
判断下列说法是否正确。1. 同种物质在不同状态下比热容一定相等。 （ ）2. 由于水比冰的比热容大，所以冷却食品时 0 ℃的水比 0 ℃的冰效果好。 （ ）3. 某种物质吸收或放出的热量越多，比热容越大。 （ ）4. 燃料燃烧放出的热量越多，它的热值就越大。 （ ）5. 燃料不完全燃烧时，热值会变小。 （ ）
例 1 质量为 1.4 kg 的干木柴完全燃烧，放出的热量为 _________ J。如果这些热量的 50% 被质量为 50 kg 温度为 20 ℃的水吸收，其温度将升高 _______ ℃。水温升高后其比热容 _______（选填“变大”“不变”或“变小”）。［干木柴的热值为 1.2×107 J/kg，水的比热容为 4.2×103 J/（kg·℃）］
解答热量综合计算题的要点：（1）判断有无热量损失：若无，则 Q吸=Q放；若有，则 Q吸=Q放η。（2）根据题意选择相对应的公式：①吸放热公式：Q吸（或 Q放）=cmΔt；②热值公式：Q=mq 或 Q=Vq。（3）注意题中的温度表述形式：①“升高”“升高了”或“降低”“降低了”都是表示温度的变化量，即 Δｔ；②“升高到”或“降低到”表示的是物体的末温，物体吸热升温时，Δｔ是末温与初温之差；物体放热降温时，Δｔ是初温与末温之差。
练习一 小芳经常用燃气灶烧水为奶奶泡脚，燃气灶烧水是通过 _______ 的方式增加水的内能。烧水过程中水吸收的热量为 3×105 J，损失的热量为 2×105 J，则燃气灶的效率为 _______。 奶奶泡脚时，脚盆里有 4 kg 的水，温度由 42 ℃降低到 37 ℃，水放出的热量为 _______ J。［水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）］
练习二 若可燃冰的热值为4.2×108 J/m3，完全燃烧 2 m3 的可燃冰可放出的热量是 ___________ J，这些热量有 60% 被水吸收，可把 _____________ kg 的水从 20 ℃加热到 80 ℃。［水的比热容 c=4.2×103 J/（kg·℃）］ 练习三 相同质量的氢气完全燃烧放出的热量可以达到煤气的 3 倍，1 kg 氢气完全燃烧放出的热量约为 ________ J，在标准大气压下，这些热量的 80% 被质量为 500kg 温度为 60 ℃的水吸收，其温度升高到 ___ ℃。［c=4.2×103 J/（kg·℃），q煤气=4.2×107 J /kg］
1.为比较保温瓶的保温效果与瓶中水的多少有关，小明同学利用两个相同的保温瓶、温度计等进行了如下实验：（１）给两保温瓶分别注入质量 ＿＿＿＿ 的 70 ℃ 热水，然后将这两个保温瓶放在相同的环境中。（２）实验时，他应该 _________________________________________________________________________________________________________________。（３）分析实验数据，计算出每段时间的水温变化量。若其中一个保温瓶的水温变化量大，则说明此保温瓶的保温效果 __________（选填“良好”或“较差”），保温瓶的保温效果与瓶中水的多少 ________（选填“有关”或“无关”）。此实验所用的物理学研究方法为__________。
每隔相同的时间用温度计分别测出两个保温瓶内水的温度
2.为比较煤油和菜籽油热值的大小，小明找来了煤油、菜籽油、两个相同的燃烧皿、两个完全相同的烧杯及适量的水。 请你补充实验器材，并帮他设计实验方案。（1）本实验还需要的测量工具是 _____________________。（2）实验操作：在两个燃烧皿中加入 _____________ 的煤油和菜籽油，同时点燃后分别给两烧杯中质量和初温都相同的水加热。（3）实验结论：通过实验发现用煤油加热的水温度升高的较多, 则说明 ________ 的热值较大。
（4）交流反思：实验结束后，小明根据 Q吸=cm（t－t0）计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与资料中给出的煤油热值相比偏小，原因是__________________________________________________。
加热过程中有部分热量损失（合理即可）
实验：探究不同物质的吸热能力
练 1 小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案：将水和食用油两种液体分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热。（1）组装器材时应按照 _________（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装。（2）实验中，要控制水和食用油的 ______（选填“质量”或“体积”）相同，通过 _______________（选填“温度升高的多少”或“加热时间长短”）来比较液体吸收热量的多少。
（3）实验后发现水的比热容较大，要使水和食用油升高相同的温度，就要给 ______ 加热更长的时间，此过程中水吸收的热量 ________（选填“大于”“等于”或“小于”）食用油吸收的热量。（4）根据实验数据作出两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图乙，其中吸热本领较强的是 ________（选填“A”或“B”）图线对应的液体，它们的比热容之比 cA：cB=________。
（5）同组的小华设计如下方法来比较比热容的大小：将两初温均为 t1 的相同金属块，分别浸没在温度均为 t2 的水与食用油中（t1＞t2），待温度均稳定后，测得水温低于食用油的温度，若不计热损失，据此得出水的比热容比食用油大的结论，请评价该设计思路是否可行？ _____（选填“可行”或“不可行”）。（6）该实验运用的探究方法：________________。
（7）通过上面实验得到的结论，小明知道在烈日炎炎的夏天，之所以海边比较凉爽，是因为海水的 ___________。（8）在对实验进行反思时，小明认为原方案有需要两次加热、耗时长等缺点，因此改进了方案并设计了图丙所示的装置。与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是 _________________________________________________。（答出一个即可）
用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等
1. 小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度—时间图象如图所示，由图可知，甲物质比热容 ______（选填“＞”“＜”或“＝”）乙物质比热容。用酒精灯给物体加热，物体内能增大、温度升高，这是通过 _____________ 方式实现的，实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 _______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
■比热容、热值的理解及应用
1.1 我国北方地区每年进入 11 月开始集中供暖，“暖气”中用水做输运能量的物质，是因为水的比热容较 _____；用“暖气”取暖，这是通过 _________ 方式改变室内空气的内能。“煤改气”工程改用天然气做燃料来给水加热，是因为天然气的 _______ 高，且清洁污染小。
2.有如图所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，通过比较燃料 _____________（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后温度计示数的变化，来判断两种燃料的热值的大小。燃料燃烧，___________ 转化为内能，用比热容 _____ 的液体可以使实验现象更明显。（实验中液体没有沸腾）
3. “早穿皮袄午穿纱”表明沙漠地区昼夜温差大，而沿海地区则昼夜温差小，这是因为水比砂石的 _________ 大，楼房中的“暖气”用水作为介质，正是利用了水的这一特性。某同学家“暖气”管道中 500 kg 的水从 65 ℃降低到 35 ℃，放出的热量为 _______ J，这一过程中水的内能减少。除热传递外，______ 也可以改变物体的内能。［c水＝4.2×103 J/（kg·℃）］4.若纸锅中水的质量为 1 kg，水温从 20 ℃升高到 100 ℃，则水需要吸收 _________ J 的热量。［已知水的比热容为 4.2×103 J/（ｋg·℃）］
5.小明用除颜色不同外，其他都相同的黑白两张纸分别将两个相同的瓶子包起来，再将质量、初温相同的水分别倒入两个瓶中，然后将两个瓶子放在太阳光下。过一段时间后，小明用温度计测量了两瓶中水的温度，发现包有黑纸的瓶中水的温度升高得较多。请回答下列问题：（1）黑纸的吸热性能比白纸的要 _________（选填“好”或“差”）。（2）两瓶中的水是通过 ___________（选填“做功”或“热传递”）的方式使其内能增加的。（3）已知包有黑纸的瓶中装有 0.5 kg 水。0.5 kg 的水温度升高 20 ℃， 需吸收 __________ J的热量。［ｃ水＝4.2×103 J/（kg·℃）］
6. 用天然气热水器（如图所示）将质量为 40 kg，温度为 15 ℃的水加热到 40 ℃，完全燃烧了 0.15 m3 的天然气。（1）水需吸收 _________ J的热量。（2）热水器的效率为 ＿＿＿％。［水的比热容是 4.2×103 J/（kg·℃）、天然气的热值是3.5×107 J/m3］
7.汽油机作为汽车的“心脏”，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧，将 _______ 能转化成 ______ 能，一辆汽车一年行驶三万公里，消耗汽油 2 t，这些汽油完全燃烧放出 _______ J 的热量。（q汽油=4.6×107 J/kg）
7.1 运载火箭发射过程中，燃气对火箭做功，燃气的内能转化为火箭的 _____，燃气内能会 ____；运载火箭以偏二甲肼作为燃料，其热值 q=4.25×107 J/kg，完全燃烧 4×103 kg偏二甲肼，放出的热量为 _______ J。
1. 比热容（1）一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容，符号为 _____，单位是 _________。（2）比热容的物理意义：单位质量的某种物质，温度降低 1 ℃所放出的热量，与它温度升高 1 ℃所吸收的热量 ________， 数值上等于它的比热容；比热容表示物体吸收（或放出）热量的能力。（3）比热容是物质的一种特性，其大小由物质本身决定，与物质的 _______、_______ 及 _________ 等无关，但与物质的状态有关，如冰与水的比热容不同。
2. 水的比热容的应用（1）水的比热容比较 ________，这表明质量相等的水和其他物质相比，吸收（或放出）相同的热量，水的温度变化较 _________。（2）应用：一是取暖，如冬天暖气设备用热水供暖；二是冷却，如用水冷却汽车发动机；三是调节温度，如农民往秧田里灌水，在夜晚气温下降时，使秧苗的温度不至于下降得过低，起到保护秧苗的作用。
1. 定义：某种燃料 _____________ 放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值，用______ 来表示。2. 单位：_________，符号 ______。3. 特点：热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧情况、体积、质量无关。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。
热值与燃料的燃烧条件无关，燃料燃烧越充分，只能说越接近“完全燃烧”，燃烧效果越好，而不能说热值越大。只有在燃料完全燃烧时放出的热量与其质量的比值才等于这种燃料的热值。
1. 利用比热容计算热量（1）物体的温度升高时，吸收热量的计算公式：Q吸=_________；物体的温度降低时，放出热量的计算公式：Q放=__________。式中的 c 表示物体的比热容，m 表示物体的质量，t0 表示物体原来的温度，t 表示物体后来的温度。若用 Δt 表示物体变化的温度（升高或降低的温度），那么，物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量计算公式可以统一写为 Q= ________。（2）变形式：利用热量的计算公式，不仅可以计算物体吸收（或放出）热量的多少，还可以计算物质的比热容、质量、温度等，计算公式为 c= ________，m= ________，Δt= _______，吸热时 t= ________，放热时 t= _______。
2. 利用热值计算热量公式：Q放= ____（适用于固体和液体燃料，q的单位是 J/kg）；Q放= ___（适用于气体燃料，q 的单位是 J/m3）。
在使用热量公式进行计算时，首先各物理量的单位必须统一用国际单位，如温度 t 的单位用℃，质量 m 的单位用 kg，比热容 c 的单位用 J/（kg·℃），热量的单位用 J；其次，对有关温度的文字叙述应特别谨慎，不可乱用。
判断下列说法是否正确。1. 同种物质在不同状态下比热容一定相等。 （ ）2. 由于水比冰的比热容大，所以冷却食品时 0 ℃的水比 0 ℃的冰效果好。 （ ）3. 某种物质吸收或放出的热量越多，比热容越大。 （ ）4. 燃料燃烧放出的热量越多，它的热值就越大。 （ ）5. 燃料不完全燃烧时，热值会变小。 （ ）
例 1 质量为 1.4 kg 的干木柴完全燃烧，放出的热量为 _________ J。如果这些热量的 50% 被质量为 50 kg 温度为 20 ℃的水吸收，其温度将升高 _______ ℃。水温升高后其比热容 _______（选填“变大”“不变”或“变小”）。［干木柴的热值为 1.2×107 J/kg，水的比热容为 4.2×103 J/（kg·℃）］
解答热量综合计算题的要点：（1）判断有无热量损失：若无，则 Q吸=Q放；若有，则 Q吸=Q放η。（2）根据题意选择相对应的公式：①吸放热公式：Q吸（或 Q放）=cmΔt；②热值公式：Q=mq 或 Q=Vq。（3）注意题中的温度表述形式：①“升高”“升高了”或“降低”“降低了”都是表示温度的变化量，即 Δｔ；②“升高到”或“降低到”表示的是物体的末温，物体吸热升温时，Δｔ是末温与初温之差；物体放热降温时，Δｔ是初温与末温之差。
练习一 小芳经常用燃气灶烧水为奶奶泡脚，燃气灶烧水是通过 _______ 的方式增加水的内能。烧水过程中水吸收的热量为 3×105 J，损失的热量为 2×105 J，则燃气灶的效率为 _______。 奶奶泡脚时，脚盆里有 4 kg 的水，温度由 42 ℃降低到 37 ℃，水放出的热量为 _______ J。［水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）］
练习二 若可燃冰的热值为4.2×108 J/m3，完全燃烧 2 m3 的可燃冰可放出的热量是 ___________ J，这些热量有 60% 被水吸收，可把 _____________ kg 的水从 20 ℃加热到 80 ℃。［水的比热容 c=4.2×103 J/（kg·℃）］ 练习三 相同质量的氢气完全燃烧放出的热量可以达到煤气的 3 倍，1 kg 氢气完全燃烧放出的热量约为 ________ J，在标准大气压下，这些热量的 80% 被质量为 500kg 温度为 60 ℃的水吸收，其温度升高到 ___ ℃。［c=4.2×103 J/（kg·℃），q煤气=4.2×107 J /kg］
1.为比较保温瓶的保温效果与瓶中水的多少有关，小明同学利用两个相同的保温瓶、温度计等进行了如下实验：（１）给两保温瓶分别注入质量 ＿＿＿＿ 的 70 ℃ 热水，然后将这两个保温瓶放在相同的环境中。（２）实验时，他应该 _________________________________________________________________________________________________________________。（３）分析实验数据，计算出每段时间的水温变化量。若其中一个保温瓶的水温变化量大，则说明此保温瓶的保温效果 __________（选填“良好”或“较差”），保温瓶的保温效果与瓶中水的多少 ________（选填“有关”或“无关”）。此实验所用的物理学研究方法为__________。
每隔相同的时间用温度计分别测出两个保温瓶内水的温度
2.为比较煤油和菜籽油热值的大小，小明找来了煤油、菜籽油、两个相同的燃烧皿、两个完全相同的烧杯及适量的水。 请你补充实验器材，并帮他设计实验方案。（1）本实验还需要的测量工具是 _____________________。（2）实验操作：在两个燃烧皿中加入 _____________ 的煤油和菜籽油，同时点燃后分别给两烧杯中质量和初温都相同的水加热。（3）实验结论：通过实验发现用煤油加热的水温度升高的较多, 则说明 ________ 的热值较大。
（4）交流反思：实验结束后，小明根据 Q吸=cm（t－t0）计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与资料中给出的煤油热值相比偏小，原因是__________________________________________________。
加热过程中有部分热量损失（合理即可）
实验：探究不同物质的吸热能力
练 1 小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案：将水和食用油两种液体分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热。（1）组装器材时应按照 _________（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装。（2）实验中，要控制水和食用油的 ______（选填“质量”或“体积”）相同，通过 _______________（选填“温度升高的多少”或“加热时间长短”）来比较液体吸收热量的多少。
（3）实验后发现水的比热容较大，要使水和食用油升高相同的温度，就要给 ______ 加热更长的时间，此过程中水吸收的热量 ________（选填“大于”“等于”或“小于”）食用油吸收的热量。（4）根据实验数据作出两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图乙，其中吸热本领较强的是 ________（选填“A”或“B”）图线对应的液体，它们的比热容之比 cA：cB=________。
（5）同组的小华设计如下方法来比较比热容的大小：将两初温均为 t1 的相同金属块，分别浸没在温度均为 t2 的水与食用油中（t1＞t2），待温度均稳定后，测得水温低于食用油的温度，若不计热损失，据此得出水的比热容比食用油大的结论，请评价该设计思路是否可行？ _____（选填“可行”或“不可行”）。（6）该实验运用的探究方法：________________。
（7）通过上面实验得到的结论，小明知道在烈日炎炎的夏天，之所以海边比较凉爽，是因为海水的 ___________。（8）在对实验进行反思时，小明认为原方案有需要两次加热、耗时长等缺点，因此改进了方案并设计了图丙所示的装置。与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是 _________________________________________________。（答出一个即可）
用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等
1. 小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度—时间图象如图所示，由图可知，甲物质比热容 ______（选填“＞”“＜”或“＝”）乙物质比热容。用酒精灯给物体加热，物体内能增大、温度升高，这是通过 _____________ 方式实现的，实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 _______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
■比热容、热值的理解及应用
1.1 我国北方地区每年进入 11 月开始集中供暖，“暖气”中用水做输运能量的物质，是因为水的比热容较 _____；用“暖气”取暖，这是通过 _________ 方式改变室内空气的内能。“煤改气”工程改用天然气做燃料来给水加热，是因为天然气的 _______ 高，且清洁污染小。
2.有如图所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，通过比较燃料 _____________（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后温度计示数的变化，来判断两种燃料的热值的大小。燃料燃烧，___________ 转化为内能，用比热容 _____ 的液体可以使实验现象更明显。（实验中液体没有沸腾）
3. “早穿皮袄午穿纱”表明沙漠地区昼夜温差大，而沿海地区则昼夜温差小，这是因为水比砂石的 _________ 大，楼房中的“暖气”用水作为介质，正是利用了水的这一特性。某同学家“暖气”管道中 500 kg 的水从 65 ℃降低到 35 ℃，放出的热量为 _______ J，这一过程中水的内能减少。除热传递外，______ 也可以改变物体的内能。［c水＝4.2×103 J/（kg·℃）］4.若纸锅中水的质量为 1 kg，水温从 20 ℃升高到 100 ℃，则水需要吸收 _________ J 的热量。［已知水的比热容为 4.2×103 J/（ｋg·℃）］
5.小明用除颜色不同外，其他都相同的黑白两张纸分别将两个相同的瓶子包起来，再将质量、初温相同的水分别倒入两个瓶中，然后将两个瓶子放在太阳光下。过一段时间后，小明用温度计测量了两瓶中水的温度，发现包有黑纸的瓶中水的温度升高得较多。请回答下列问题：（1）黑纸的吸热性能比白纸的要 _________（选填“好”或“差”）。（2）两瓶中的水是通过 ___________（选填“做功”或“热传递”）的方式使其内能增加的。（3）已知包有黑纸的瓶中装有 0.5 kg 水。0.5 kg 的水温度升高 20 ℃， 需吸收 __________ J的热量。［ｃ水＝4.2×103 J/（kg·℃）］
6. 用天然气热水器（如图所示）将质量为 40 kg，温度为 15 ℃的水加热到 40 ℃，完全燃烧了 0.15 m3 的天然气。（1）水需吸收 _________ J的热量。（2）热水器的效率为 ＿＿＿％。［水的比热容是 4.2×103 J/（kg·℃）、天然气的热值是3.5×107 J/m3］
7.汽油机作为汽车的“心脏”，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧，将 _______ 能转化成 ______ 能，一辆汽车一年行驶三万公里，消耗汽油 2 t，这些汽油完全燃烧放出 _______ J 的热量。（q汽油=4.6×107 J/kg）
7.1 运载火箭发射过程中，燃气对火箭做功，燃气的内能转化为火箭的 _____，燃气内能会 ____；运载火箭以偏二甲肼作为燃料，其热值 q=4.25×107 J/kg，完全燃烧 4×103 kg偏二甲肼，放出的热量为 _______ J。
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