内容正文:
第十二章 内能与热机
12.2 热量与热值
1.在热传递过程中,高温物体________热量,其内能________(填“增加”“减少”或“不变”),低温物体__________热量,其内能________(填“增加”“减少”或“不变”) ,直到两物体________相同,热传递才停止。
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放出
减少
吸收
增加
温度
2. [物理观念]指出下列“热”字的含义,把温度、热量、内能三个物理量分别填入下列横线上:
(1)今天天气真热的“热”是指________。
(2)摩擦生热的“热”是指________。
(3)冰熔化成水要吸热的“热”是指________。
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温度
内能
热量
3.[易错题]关于热量,下列说法正确的是( )
A.一桶水比一杯水含有的热量多
B.物体温度越高,它的热量就越多
C.物体内能越多,它具有的热量就越多
D.热量等于热传递过程中物体内能的改变量
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D
4.物理兴趣小组的同学们为了探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,做了如下实验:在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用同样的加热器加热,下表是他们的实验数据记录。
烧杯号 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 升高的
温度/℃ 加热时
间/min
1 水 200 20 28 8 8
2 水 100 20 28 8 4
3 煤油 200 20 28 8 4
4 煤油 200 20 24 4 2
请根据表中的实验记录回答:
(1)实验中,同学们是通过________________来反映物体吸收热量多少的。
(2)由1、2可以得出结论:在相同条件下,物体吸热的多少与________有关。
(3)由3、4可以得出结论:在相同条件下,物体吸热的多少与______________有关。
加热时间长短
质量
升高的温度
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(4)由1、3可以得出结论:________相同的不同物质,升高相同的温度时,物质吸收的热量是________的。
质量
不同
5.北京冬奥会的火炬中使用的燃料是氢,查阅资料得知氢的热值较大为1.4×108 J/kg,该热值的物理意义是__________________________________________。如果氢没有完全燃烧,它的热值将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
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质量为1 kg的氢完全燃烧放出1.4×108 J的热量
不变
6.如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10 g,烧杯中液体的质量都为10 g,比较不同燃料的热值应该选择__________两个装置,通过观察__________________比较燃料燃烧放出热量的多少。
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甲、乙
温度计示数的变化
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7.一个成年人参加一次长跑运动身体消耗的能量为6.24×104 J,这些能量相当于完全燃烧160 g的脂肪放出的热量,则脂肪的热值为__________J/kg。
3.9×105
8.关于燃料的热值,以下说法正确的是( )
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B.容易燃烧的燃料,热值一定大
C.煤的热值比干木柴大,燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D.0.5 g汽油和2 kg汽油,它们的热值是一样的
D
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9.如图所示是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图,从图中可看出A燃料的热值________(填“大于”“小于”或“等于”)B燃料的热值。若B的热值为3.0×107 J/kg,一定质量的B燃料完全燃烧释放的热量为4.8×106 J,则燃料B的质量为______ kg。
小于
0.16
10.天然气的热值是4×107 J/m3,完全燃烧1.5 m3的天然气放出的热量为________J;若用这些热量来加热水,水吸收了4.5×107 J的热量,则此过程中,热效率为________%;若天然气未完全燃烧,剩余天然气的热值将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
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6×107
75
不变
11. 【创新题】汽油的热值为4.6×107 J/kg,这个数值究竟有多大?有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小:一个质量为60 kg的人,从大厦的1楼步行至第11楼(每层楼高3 m),他克服重力做了________J的功,与________ g的汽油完全燃烧放出的热量相当,这个质量相当于__________(填“一粒药丸”“一本书”或“一个苹果”)的质量。 (g取10 N/kg)
18 000
0.39
一粒药丸
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【点拨】爬楼人受到的重力:G=mg=60 kg×10 N/kg=600 N;从大厦的1楼步行至第11楼(每层楼高3 m),克服重力做功:W=Gh=600 N×10×3 m=18 000 J;由题意知Q放=W,根据Q放=mq,则需要完全燃烧汽油的质量:m= ≈0.39×10-3 kg=0.39 g。
12.[2022·马鞍山二模]关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.两个物体的温度相同,则它们的内能一定相同
B.物体吸热,温度一定升高,内能增加
C.内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体
D.物体温度越高,所含热量越多
C
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13.为体现低碳经济的理念,上海世博会充分利用太阳能发电技术,其主题馆屋面太阳能板的面积达3×104 m2,年发电量为1.08×1013 J。若这些电能由火力发电站提供(煤的热值为3×107 J/kg,煤完全燃烧释放的内能转化为电能的效率是30%),则仅此一项每年可节约煤炭的质量为( )
A.2.0×104 kg B.1.2×105 kg
C.3.6×105 kg D.1.2×106 kg
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D
14.氢能源被认为是21世纪最理想的能源,我省许多城市投放使用了氢燃料新能源公交车。如图所示的公交车质量为15 t,匀速直线行驶时受到的摩擦力为车重的 。(已知q氢=1.4×108 J/kg,g取10 N/kg)
(1)求质量为0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。
解:0.3 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量:
Q放=m′q氢=0.3 kg×1.4×108 J/kg=4.2×107 J。
14.氢能源被认为是21世纪最理想的能源,我省许多城市投放使用了氢燃料新能源公交车。如图所示的公交车质量为15 t,匀速直线行驶时受到的摩擦力为车重的 。(已知q氢=1.4×108 J/kg,g取10 N/kg)
(2)如果0.3 kg的氢燃料完全燃烧获得的热量有50%转化为公交车所做的功,则这些热量能让该公交车匀速直线行驶的距离是多少?
解:由题意可知,公交车所做的功W=Q放η=4.2×107 J×50%=2.1×107 J,车的质量m=15 t=1.5×104 kg,
车的重力:G=mg=1.5×104 kg×10 N/kg=1.5×105 N,
车受到的摩擦阻力:f= ×G= ×1.5×105 N=3×104 N,
车在水平公路上匀速行驶,所以车受到的牵引力和摩擦阻力是一对平衡力,则有:F牵=f=3×104 N。根据W=Fs得,这些热量能让该公交车匀速行驶的路程:s= =700 m。
14.氢能源被认为是21世纪最理想的能源,我省许多城市投放使用了氢燃料新能源公交车。如图所示的公交车质量为15 t,匀速直线行驶时受到的摩擦力为车重的 。(已知q氢=1.4×108 J/kg,g取10 N/kg)
(3)简述使用氢气作为能源的优点。
解:使用氢气作为能源的优点:
氢能源清洁无污染、热值高等。
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【点拨】q===3.9×105 J/kg。
=
=
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