内容正文:
九年级全一册
教学课件
物 理
YH
第十二章 内能与热机
专项1 比热容、热值及热效率的计算
1.物体的温度升高时吸收热量:Q吸=cm(t-t0)。
2.物体的温度降低时放出的热量:Q放=cm(t0-t)。
3.公式中的c为物体的比热容,m为物体的质量,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可以统一写为Q=cmΔt。
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4.燃料燃烧放出热量的计算公式:
(1)Q放=mq(m为燃料的质量,q为燃料的热值,Q为燃烧放出的热量)。
(2)Q放=Vq(V为燃料的体积,q为燃料的热值,Q为燃烧放出的热量)。
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比热容的计算
1.应用吸放、热公式解题的注意事项:
(1)质量的单位要用千克。
(2)注意识别和恰当地使用有关“温度变化”的用词,一定要分清初温、末温,升高了、升高到(或降低了、降低到)的温度含义,要根据题意作出正确的判断。
(3)应用热量公式的条件是物质的状态不能改变,若不考虑这个因素,计算结果就会出现错误。
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2.解题的一般步骤:
(1)根据题意辨别是吸热还是放热,找出相应的公式。
(2)明确要求的物理量以及统一好单位。
(3)根据所给已知条件带入公式直接求解。
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1.“能源你我共享,节约你我同行”,助力低碳引领新生活。利用太阳能热水器将质量为100 kg、初温为10 ℃的水温度升高到60 ℃需要吸收多少J的热量?[已知水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
解:水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(60 ℃-10 ℃)=2.1×107 J
答:需要吸收2.1×107 J的热量。
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2.学校物理兴趣小组的同学利用器材测量铝的比热容。他们将质量为4.2 kg的铝块先加热到164 ℃后,投入到质量为2 kg,初温为20 ℃的水中,水和铝块最终的温度都为64 ℃。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),假设铝块放出的热量全部被水吸收。求:
(1)铝块降低的温度;
解:铝块降低的温度为Δt降=t0铝-t=164 ℃-64 ℃=100 ℃
答:铝块降低的温度为100 ℃;
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2.学校物理兴趣小组的同学利用器材测量铝的比热容。他们将质量为4.2 kg的铝块先加热到164 ℃后,投入到质量为2 kg,初温为20 ℃的水中,水和铝块最终的温度都为64 ℃。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),假设铝块放出的热量全部被水吸收。求:
(2)水吸收的热量;
解:水吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0水)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(64 ℃-20 ℃)=3.696×105 J
答:水吸收的热量为3.696×105 J;
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2.学校物理兴趣小组的同学利用器材测量铝的比热容。他们将质量为4.2 kg的铝块先加热到164 ℃后,投入到质量为2 kg,初温为20 ℃的水中,水和铝块最终的温度都为64 ℃。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),假设铝块放出的热量全部被水吸收。求:
(3)铝块的比热容。
解:铝块放出的热量等于水吸收的热量,即:Q放=Q吸=3.696×105 J
答:铝块的比热容为0.88×103 J/(kg·℃)。
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3.物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是0.4 kg的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示,其中a图是沙子吸热升温的图像。求:
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(1)加热时间满2 min时,水吸收的热量;
解:由b图可知,加热时间满2 min时,水的温度从20 ℃上升到70 ℃,
则加热时间满2 min时水吸收的热量
Q水吸=c水m水Δt水=4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(70 ℃-20 ℃)=8.4×104 J
答: (1)加热时间满2 min时,水吸收的热量为8.4×104 J;
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(2)沙子的比热容。 (保留整数)
解:相同时间内酒精灯燃烧放出的热量相同,则在2分钟的时间内,
沙子吸收的热量Q沙吸=Q水吸=8.4×104 J
由a图可知,加热时间满2 min,沙子的温度从20 ℃上升到250 ℃,Δt=250 ℃-20 ℃=230 ℃,
答:沙子的比热容约为913 J/(kg·℃)。
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热平衡问题的解题步骤:
(1)明确放热物体。
(2)明确吸热物体。
(2)