2024年中考物理一轮复习考点22 比热容 内能的利用

考点22 比热容 内能的利用 1.了解比热容的概念；热机工作原理；热机四冲程内能变化和工作过程；热值概念。 2.会比热容的简单计算；利用比热容解释问题；进行热值的简单计算。 3.理解四冲程热机内能与做功特点；热机效率；能量的转化与守恒定律。 一、比热容 1．定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1 ℃时吸收（放出）的热量。 2．物理意义：表示物体吸热或放热的本领的物理量。 3．比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。 4．水的比热容为4.2×103 J(kg·℃)，表示：1 kg的水温度升高（降低）1 ℃吸收（放出）的热量为4.2×103 J。 5．水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。 二、探究物质的比热容 1．在科学探究过程中要采用控制变量法，即让两种不同物质的质量相同，温度相同，升高的温度相同。 2．在探究中应尽量保证让不同物质在相同的时间内吸收的热量相等，用加热时间的多少表示物质吸收热量的多少。 3．在探究中应尽量避免热量的损失。 三、热量的计算 1．热量的计算公式：用c表示物质的比热容，用m表示物体的质量，用t表示物体的末温，用t0表示物体的初温，则物体温度升高时，所吸收的热量Q吸=cm(t–t0) ：物体温度降低时，所放出的热量Q放=cm(t0–t)，若用Δt表示物体温度的变化，则上述两个公式可统一表示为Q＝cmΔt。 2．应用热量的计算公式解题时，公式中各物理量的单位要统一，即比热容c的单位是J/（kg·℃），质量m的单位是kg，温度的单位是℃，热量的单位是J。 3．热量公式Q＝cmΔt适用于物体温度变化过程中，物体所吸收或放出热量的计算，物态变化过程中，物体所吸收或放出的热量不能用Q＝cmΔt计算。 4．运用热量计算公式解题时要注意明确“初温”、“末温”、“温度升高到”、“温度升高了”、“温度降低到”、“温度降低了”的含义。 四、热机 1.热机：利用内能做功的机械叫热机。 热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。 内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 2. 内燃机的工作原理 (1)汽油机：四冲程汽油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。 冲程—活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 吸气冲程—靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物； 压缩冲程—外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高； 做功冲程—化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能； 排气冲程—靠惯性运动，排出废气。 (2)柴油机：四冲程柴油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。 柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1)吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2)压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；3)做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。 五、热机效率 1．热值(q)：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。 (1)燃料燃烧放出热量：Q放 ＝qm；(Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg。) 对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。 (2)热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。 2.热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式： 3.在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧(完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒)； ②废气排出带走能量(废气的利用)；③克服磨擦，消耗能量(使用润滑剂，减小摩擦) 六、能量转化与守恒 1.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。 2．能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。