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沪科版14章《内能与热机》导学案
第14章 《内能与热机》复习导学案参考答案详解
【学习目标】
1、解内能的的概念,知道内能的单位焦耳;知道做功和热传递可以改变物体的内能。
2、理解比热容的概念解热量的概念,知道热量在热传递过程中物体内能改变的多少;
3、通过实验,了解比热容的概念,尝试用比热容的知识解释简单的自然现象,并能进行简单计算。
4、了解热值的概念,会根据热值来计算燃料完全燃烧放出的热量,会根据实际需要选择燃料;
5、了解汽油机工作的基本原理,了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
6、知道热机对社会的影响,知道提高热机效率的方法。
【重点】
1、改变物体内能的两种途径。
2、会用公式进行热量的计算。
【难点】
1、会比较物体吸热能力。
2、会进行热机效率题目的计算。
一、知识梳理
考点1:内能
1.定义:物体内所有分子由于热运动而具有的分子动能和分子之间的分子势能的总和叫做物体的内能。
2.影响内能大小的因素:物体的温度、状态、质量、体积和物质的种类。物体分子热运动的剧烈程度与温度有关。同一物体温度越高时内能越大。
3.改变内能的两种途径:做功和热传递.两种途径在改变物体内能上是等效的。
(1)做功:对物体做功,物体内能会增加(如:压缩气体做功;摩擦生热,克服摩擦做功等); 物体对外做功,物体内能会减小。做功改变内能实质是:内能与其他形式的能间的相互转化。
(2)热传递:能量(内能)从高温的物体向低温物体传递的过程。发生热传递的条件: 有温度差。热传递的三种形式:热传导、热对流、热辐射热传递的实质是:能量的转移。高温物体将内能向低温物体传递,直至各物体温度相同相同(称为热平衡).
4.热量(Q):物体通过热传递方式所改变的内能叫做热量。单位是焦耳(J)。
温度、内能和热量三者的联系:
(1)物体温度升高,内能增加,不一定吸收热量.
(2)物体内能增大,温度不一定升高,不一定吸收热量.
(3)物体吸收热量,内能增大,温度不一定升高.
考点2:比热容
1.定义:单位质量的物质温度升高(降低) 1 0℃所吸收(放出)的热量为该物质的比热容,符号“C”。比热容是物质本身的一种特性,只跟物质种类和状态有关.
2.单位: J/(kg⋅°C).水的比热容C水=4.2×10³J/(kg⋅°C),物理意义: 质量为1kg的水温度每升高(降低)1℃,吸收(放出)的热量为4.2×10³焦
3.热量的计算Q吸=c水m(t2-t1);Q放=c水m(t1-t2)
考点3:内燃机
1.能量转化:燃料燃烧(化学能转化为内能)释放的内能转化为机械能。
2.汽油机:(1)构造:气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴连杆、飞轮、火花塞。(2)四个冲程吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.
3.柴油机:(1)与汽油机构造的区别:气缸顶部是 。(2)工作过程。
热机
对比
汽油机
柴油机
不同结构
顶部有火花塞
顶部有喷油嘴
点火方式
点燃式
压燃式
吸气冲程
吸入 空气和汽油的混合物
吸入空气
压缩冲程
压缩程度小,汽缸内温度没有达到汽油燃点
压缩程度大,汽缸内温度达到柴油燃点
做功冲程
火花塞产生电火花,点燃汽油
喷油嘴喷入柴油,柴油燃烧
燃烧程度
燃料燃烧不充分
燃料燃烧比较充分
排气冲程
排出尾气
特点与应用
轻巧但输出功率小,热效率低,主要应用于摩托车、轿车等
笨重但输出功率大,热效率高,主要应用于载重汽车、拖拉机、轮船等
4. 四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环,_四个冲程,活塞往复运动2次,曲轴连杆转2周,飞轮转2周,只有1冲程对外做功1次,其它三个冲程靠飞轮惯性。
完成。
考点4:燃料的热值
1.定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与所用燃料质量的比,叫做这种燃料的热值.
2.单位:J/kg或J/V3。
3.燃料燃烧放出热量的公式:Q放= mq,变形式:m= Q/q ;q= Q/m。
4.热值是燃料本身的一种特性,它的大小只取决于燃料的 种类,而与燃料的质量、放热多少等无关。
考点5:热机效率
1. 热机效率的计算式:,变形式:Q有用= ;Q放=__。
2.提高热机效率的途径:①使燃料充分燃烧;②尽量减小各种热量损失;③机器零件间保持良好的润滑、减小摩擦。
【我的疑惑】将预习中不能解决的问题标记下来,在课堂解决。
二、考点分析
考点1:温度、内能、热量的关系
例1:(24秋·西安市高陵区·九上期中)下列关于内能、热量、温度的说法中正确的是( )
A. 物体的温度升高了,内能一定变大 B. 物体吸收热量,内能增大,温度一定升高
C. 物体的内能减小,一定是放出了热量 D. 热传递是高温物体把温度传递给低温物体
【答案】A
解析:本题考查内能、热量、温度的关系
A 选项:物体温度升高,分子热运动加剧,内能一定变大,A 正确。
B 选项:物体吸收热量,内能增大,但温度不一定升高,如晶体熔化时,吸收热量、内能增大,但温度不变 ,B 错误。
C 选项:物体内能减小,可能是放出热量,也可能是对外做功 ,C 错误。
D 选项:热传递是高温物体把热量传递给低温物体,不是传递温度 ,D 错误。
练一练:下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
C.热传递过程中,热量由高温物体传向低温物体
D.物体的内能增加,一定从外界吸收热量
【答案】C
本题考查温度、热量和内能的关系
A 选项:物体吸收热量,温度不一定升高,比如晶体熔化过程,吸收热量但温度不变,A 错误。
B 选项:热量是过程量,不能说 “含有热量”,只能说 “吸收或放出热量”,B 错误。
C 选项:热传递的条件是存在温度差,热量由高温物体传向低温物体,C 正确。
D 选项:物体内能增加,可能是从外界吸收热量,也可能是外界对物体做功,D 错误。
考点2:比热容
例:[济南中考] 暑假里,小梅跟着妈妈去青岛避暑。烈日当空,小梅在海边玩耍时发现:海边的沙子热得烫脚,而海水却是凉凉的。解释这一现象要用到的最主要的物理概念是( )
A. 比热容 B. 密度 C. 热值 D. 质量
【答案】A
解析:本题考查比热容的应用
A选项:因为水的比热容比沙子大,相同质量的水和沙子,在同样的日照条件下,吸收相同的热量,水的温度变化小,沙子的温度变化大,所以海边沙子热得烫脚,海水却凉凉的,这一现象主要用到的物理概念是比热容。
B选项:密度是物质的一种特性,反映物质单位体积的质量,与该现象无关;
C选项:热值是燃料的特性,与燃料放热有关,和本题现象无关;
D选项:质量是物体所含物质的多少,不是解释该现象的关键 。
练一练:(24秋·济南市历下区·九上期中)水是人体细胞的主要组成成分,约占体重的60%~70%,人体各项生命活动都离不开水。水在调节体温方面起到了重要作用,原因之一是水具有较大的( )
A. 密度 B. 温度 C. 比热容 D. 热值
【答案】C
解析:水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度变化小。所以人体中水分多,在调节体温时,水吸收或放出热量,温度变化不大,能起到调节体温的作用 。密度是物质的一种特性,与调节体温无关;温度是表示物体冷热程度的物理量,不是特性;热值是燃料的特性,水不是燃料,和热值无关 。
考点3:热机容
例:(24秋·济南市历下区·九上期中)二氧化碳爆破是工程建设中一种比较环保的技术。如图所示,实施爆破前,将爆破管置入岩体中,对发热管通以徼电流,使其发热后引起筒内被压缩的液态二氧化碳迅速汽化,形成高压气体冲开爆破片从泄气孔喷出,炸开岩体。下列汽油机四冲程中,与其涉及的能量转化过程相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
本题考查能量转化及汽油机冲程判断。首先分析二氧化碳爆破的能量转化:液态二氧化碳迅速汽化,形成高压气体冲开爆破片,是内能转化为机械能 。
然后分析汽油机冲程:
A 图:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程,无能量转化 。
B 图:进气门、排气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,机械能转化为内能 。
C 图:进气门、排气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程,内能转化为机械能 。
D 图:排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动,是排气冲程,无能量转化 。
练一练:(25年·天津市河东区·九上期期末)汽油机是小汽车的重要组成部分,图是汽油机工作过程中的___________冲程,该冲程发生的能量转化是___________。
【答案】 ①. 做功 ②. 内能转化为机械能
解析:本题考查汽油机冲程及能量转化:
由图可知,进气门和排气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程 。做功冲程中,燃料燃烧产生的内能转化为活塞的机械能 。
考点4:热量、热效率综合计算
例:(24秋·临沂市临沭县·九上期中)某中学为了方便学生在校使用热水,为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从20℃加热到100℃,燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×10³J/(kg⋅°C),无烟煤的热值是3.5×10⁷J/kg。求:
(1)锅炉内的水吸收的热量是多少?
(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
(3)此锅炉的效率是多少?
解:(1)锅炉内的水吸收的热量是
(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是
(3)此锅炉的效率是
练一练:(24年·普宁市流沙南片区·九上期中)随着人们生活水平的不断提高,各种汽车已经走进我们的家庭。对汽车充分的了解,有利于响应国家“节能、减排”的号召。发动机的汽缸周围需要冷却水不断地循环流过进行冷却,如果一段时间内流入汽缸周围的冷却水温度是40℃,从汽缸周围流出的冷却水温度是60℃,冷却水的质量是10kg,[已知c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ汽油=0.7×103kg/m3, q汽油=4.5×107J/kg]则:
(1)这段时间冷却水吸收了多少热量?
(2)某型号汽车在车型测试中,在一段平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶了500秒,消耗汽油的体积为1L,这些汽油完全燃烧放出的热量是多少J?
(3)假设(2)问中汽油完全燃烧,该型号汽车汽油机的效率为30%,则该型号汽车在以此速度行驶过程中的牵引力是多大?
解:(1)这段时间冷却水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(60℃-40℃)=8.4×105J
(2)这些汽油的质量为
m汽油=ρ汽油V汽油=0.7×103kg/m3×1×10-3m3=0.7kg
这些汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=m汽油q汽油=0.7kg×4.5×107J/kg=3.15×107J
(3)有用功为
W有=Q放η=3.15×107J×30%=9.45×106J
此过程中汽车形式的距离为
故牵引力为
三、总结归纳
【答案】动能 分子势能 焦耳(J) 温度 质量 机械 内 传导 辐射 温度差 相同 转移 内能 焦耳(J)
热量 种类 状态 吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程 机械 内 内 机械 四 一 两 火花塞 喷油嘴 汽油和空气的混合物 空气 点燃式 压燃式 完全 有用功 放出的热量
四、达标测试
1.(24年·佛山市顺德区·九上期中)下列事例中,通过做功的方式改变内能的是( )
A. 燃气烧水 B. 暖手袋暖手
C. 钻木取火 D. 哈气取暖
【答案】C
解析:A 燃气烧水、B 暖手袋暖手、D 哈气取暖,都是通过热传递改变内能;C 钻木取火是克服摩擦力做功,通过做功改变内能,所以选 C 。
2.(24秋·文昌市·九上期中)下列现象是关于所热学的思考,其中说法错误的是( )
A. 汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能
B. 在校园内做核酸时发现医生的防护眼罩内有一层水雾,这是液化现象
C. 沿海地区温差小,内陆地区温差大,主要原因是海水的比热容比砂石的比热容大
D. 我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
【答案】D
解析:A 选项:汽油机做功冲程中,燃气膨胀推动活塞做功,内能转化为机械能,A 正确。
B 选项:防护眼罩内的水雾是口中呼出的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,B 正确。
C 选项:沿海地区水多,内陆地区砂石多,水的比热容大,在吸、放热相同时,水的温度变化小,所以沿海温差小、内陆温差大,C 正确。
D 选项:热量是过程量,不能说 “含有热量” ,应说 “吸收或放出热量”,不敢大口喝热汤是因为汤温度高,D 错误。
3.关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.物体温度越高,分子运动越剧烈 B.水沸腾时吸收热量,温度保持不变,内能不变
C.物体温度越高,含有的热量越多 D.物体的温度为0℃时,其内能为零
【答案】A
解析:A 选项:分子热运动与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈,A 正确。
B 选项:水沸腾时吸热,温度不变,但内能增加(因为水汽化,分子势能增大 ),B 错误。
C 选项:热量是过程量,不能说 “含有热量”,C 错误。
D 选项:一切物体在任何温度下都有内能,0 ℃的物体也有内能,D 错误。
4.将一铁块投入到装有水的烧杯中,它们之间没有发生热传递,这是因为( )
A.它们具有相同的热量 B.它们具有相同的内能
C.它们具有相同的温度 D.它们具有相同的比热容
【答案】C
解析:热传递的条件是存在温度差,当铁块和水之间没有热传递时,说明它们温度相同,C 正确;热量是过程量,不能说 “具有相同热量”,A 错误;内能与质量、温度等都有关,温度相同内能不一定相同,B 错误;铁块和水比热容不同,D 错误。
5.(24秋·临沂市郯城县·九上期中)如图为四冲程汽油机工作示意图,下列说法不正确的是( )
A. 依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
B. 甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能
C. 飞轮转速3000r/min,则该汽油机1s能对外做功25次
D. 在一个工作循环中,工作过程依次是丁、丙、甲、乙
【答案】D
解析:A.选项:四冲程中,只有做功冲程(丙)靠燃气做功,吸气(丁 )、压缩(甲)、排气(乙)冲程靠飞轮惯性完成,A 正确。
B.选项:甲是压缩冲程,机械能转化为内能,B 正确。
C.选项:飞轮转速3000r/min=50r/s,一个工作循环飞轮转2圈,对外做功1次,所以1s转50圈,做功25次,C 正确。
D.选项:四冲程顺序是吸气(丁)、压缩(甲)、做功(丙)、排气(乙),即丁、甲、丙、乙,D错误。
6.一瓶酒精倒掉一半后,剩下半瓶酒精。下列说法正确的是( )
A. 只有密度和热值不变 B. 只有密度和比热容不变
C. 只有比热容和热值不变 D. 三个都不变
【答案】D
解析:密度、比热容、热值都是物质的特性,与质量、体积无关。酒精倒掉一半,质量和体积变化,但密度(反映物质疏密程度 )、比热容(反映吸放热能力 )、热值(反映燃料放热特性 )这三个特性都不变,所以选 D 。
7.(24秋·西安市高陵区·九上期中)随着我国北斗导航组网成功,北斗导航逐步走进人们的生活。如图甲所示的无人驾驶插秧机就是使用北斗导航,农民只需在作业前进行相关设定,即可实现无人值守自动作业。如图乙是汽油机的___________冲程,如果该汽油机飞轮的转速是50r/s,则该汽油机的一个工作循环持续的时间是___________s,其每秒钟对外做功___________次。
【答案】 ①. 做功 ②. 0.04 ③. 25
解析:首先看冲程判断:图乙中,两气门关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是做功冲程。
然后计算工作循环时间:四冲程汽油机一个工作循环,飞轮转2圈。已知飞轮转速50r/s,则完成一个工作循环飞轮转2圈的时间t=2r/(50r/s)=0.04s;最后计算每秒做功次数:一个工作循环对外做功1次,飞轮1s转50圈,所以每秒对外做功25次 。
8.
(2024达州中考)在1个标准大气压下,小明用天然气灶将质量1kg的水,从20℃加热到沸腾,水吸收的热量是________J。他家天然气热水器的热效率是70%,他某次洗澡,耗水20kg,热水器进水温度是22℃,出水温度是42℃,他这次洗澡消耗天然气________m3。已知水的比热容是,天然气的热值是。
【答案】 ①. 3.36×105 ②. 0.075
解析:计算水加热到沸腾吸收的热量:得
根据吸热公式得
计算洗澡消耗天然气的体积:得
9.(24秋·揭阳市揭西县·九上期中)如图所示,小华利用甲、乙、丙三套完全相同的装置,完成下面实验,已知:c水=4.2×103J/(kg•℃)。
(1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小,他应选择 ___________(选填“甲、乙”、“甲、丙”或“乙、丙”)两套装置。实验应控制水和煤油的初温相同、___________相同;
(2)小明通过比较 ___________(选填“加热时间”、“温度计上升的示数”)来比较水和煤油吸收热量的多少;
(3)经过实验得出了水和煤油温度随时间变化的图象如图丁所示,则图线 ___________(选填“a”或“b”)对应液体的吸热能力强;
(4)如图丁所示,加热3min时,煤油的温度为 ___________℃;若不计实验过程中的热量损失,则煤油的比热容为 ___________J/(kg•℃);
(5)下列示例中与比热容无关的是 ___________(填字母)。
A.城市建造人工湖来改善气候
B.空调房间里放盐水可以增加湿度
C.用冷水冷却发动机
【答案】 ①. 甲、丙 ②. 质量 ③. 加热时间 ④. a ⑤. 30 ⑥. 2.1×103 ⑦. B
解析:(1)比较水和煤油吸热本领,应选甲、丙( 控制燃料相同、被加热物质不同 ),且控制水和煤油初温、质量相同 。
(2) 通过比较加热时间 反映水和煤油吸收热量多少( 相同燃料加热,时间长吸热多 )。
(3) 图线a 对应液体吸热能力强( 升高相同温度,a 加热时间长,吸热多,比热容大 )。
(4) 由图丁知加热 3min 时,煤油温度为30℃;根据,相同加热时间吸热相同,结合水和煤油温度变化,算得煤油比热容为2.1×103_J/(kg•℃)。
(5) 与比热容无关的是B( A 利用水比热容大调节气候;C 利用水比热容大冷却发动机;B 是盐水蒸发增加湿度,与比热容无关 )。
10.(24秋·德州市陵城区·九上期中)小爽学习热机知识后,研究了自家汽车的汽油机的情况,查阅资料得知:自家汽车使用的是92号汽油,油箱的容量为。[,,]
(1)满箱汽油完全燃烧放出的热量;
(2)发动机正常工作时,需要用冷却水在汽缸周围循环的流动给汽油机降温,若满箱汽油使用完冷却水吸收的热量全部用来给水加热,则可以使多少的水从升高到;
(3)满箱汽油完全燃烧,可使小汽车输出多少有用功。
解:(1)满箱汽油的质量为
则满箱汽油完全燃烧放出的热量为
(2)若满箱汽油使用完冷却水吸收的热量全部用来给水加热,则水吸收的热量为
则水的质量为
(3)由图可知,汽油机效率为
则小汽车输出的有用功为
4
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第14章 《内能与热机》复习导学案
【学习目标】
1、解内能的的概念,知道内能的单位焦耳;知道做功和热传递可以改变物体的内能。
2、理解比热容的概念解热量的概念,知道热量在热传递过程中物体内能改变的多少;
3、通过实验,了解比热容的概念,尝试用比热容的知识解释简单的自然现象,并能进行简单计算。
4、了解热值的概念,会根据热值来计算燃料完全燃烧放出的热量,会根据实际需要选择燃料;
5、了解汽油机工作的基本原理,了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
6、知道热机对社会的影响,知道提高热机效率的方法。
【重点】
1、改变物体内能的两种途径。
2、会用公式进行热量的计算。
【难点】
1、会比较物体吸热能力。
2、会进行热机效率题目的计算。
一、知识梳理
考点1:内能
1.定义:物体内所有分子由于热运动而具有的 和分子之间的 的总和叫做物体的内能。
2.影响内能大小的因素:物体的 、状态、质量、体积和物质的种类。物体分子热运动的剧烈程度与温度有关。同一物体温度越高时内能越 。
3.改变内能的两种途径: 和 .两种途径在改变物体内能上是等效的。(1)做功:对物体做功,物体内能会 (如:压缩气体做功;摩擦生热,克服摩擦做功等); 物体对外做功,物体内能会 。做功改变内能实质是:内能与其他形式的能间的相互 。(2)热传递:能量(内能)从高温的物体向低温物体传递的过程。发生热传递的条件: 。热传递的三种形式: 、 、 _热传递的实质是: 。高温物体将 向低温物体传递,直至各物体 相同(称为热平衡).
4.热量(Q):物体通过热传递方式所改变的内能叫做热量。单位是焦耳(J)。
温度、内能和热量三者的联系:
(1)物体温度升高,内能 , 吸收热量.
(2)物体内能增大,温度 升高, 吸收热量.
(3)物体吸收热量,内能 ,温度 升高.
考点2:比热容
1.定义:单位质量的物质温度升高(降低) 0℃所吸收(放出)的热量为该物质的比热容,符号“C”。 比热容是物质本身的一种特性,只跟物质种类和状态有关.
2.单位: .水的比热容C水= ,物理意义:
3.热量的计算:Q吸= ;Q放=
考点3:内燃机
1.能量转化:燃料燃烧(化学能转化为内能)释放的 转化为 。
2.汽油机:(1)构造:气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴连杆、飞轮、 。(2)四个冲程 、 、 、 _.
3.柴油机:(1)与汽油机构造的区别:气缸顶部是 。(2)工作过程。
热机
对比
汽油机
柴油机
不同结构
点火方式
吸气冲程
吸入 的混合物
吸入
压缩冲程
压缩程度小,汽缸内温度没有达到汽油燃点
压缩程度大,汽缸内温度达到柴油燃点
做功冲程
火花塞产生电火花,点燃汽油
喷油嘴喷入柴油,柴油燃烧
燃烧程度
燃料燃烧不充分
燃料燃烧比较充分
排气冲程
排出尾气
特点与应用
轻巧但输出功率小,热效率低,主要应用于摩托车、轿车等
笨重但输出功率大,热效率高,主要应用于载重汽车、拖拉机、轮船等
4. 四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环,______个冲程,活塞往复运动_____次,曲轴连杆转 周,飞轮转 周,只有 冲程对外做功 次,其它三个冲程靠
完成。
考点4:燃料的热值
1.定义:某种燃料 燃烧放出的热量与燃料的质量的 ,叫做这种燃料的热值.
2.单位: 或 。
3.燃料燃烧放出热量的公式:Q放= ,变形式:m= ;q= 。
4.热值是燃料本身的一种特性,它的大小只取决于燃料的 ,而与燃料的质量、放热多少等无关。
考点5:热机效率
1.热机效率的计算式:__________,变形式:Q有用=__________;Q放=____________。
2.提高热机效率的途径:①使燃料充分燃烧;②尽量减小各种热量损失;③机器零件间保持良好的润滑、减小摩擦。
【我的疑惑】将预习中不能解决的问题标记下来,在课堂解决。
二、考点分析
考点1:温度、内能、热量的关系
例1:(24秋·西安市高陵区·九上期中)下列关于内能、热量、温度的说法中正确的是( )
A. 物体的温度升高了,内能一定变大 B. 物体吸收热量,内能增大,温度一定升高
C. 物体的内能减小,一定是放出了热量 D. 热传递是高温物体把温度传递给低温物体
练一练:下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
C.热传递过程中,热量由高温物体传向低温物体
D.物体的内能增加,一定从外界吸收热量
考点2:比热容
例:[济南中考] 暑假里,小梅跟着妈妈去青岛避暑。烈日当空,小梅在海边玩耍时发现:海边的沙子热得烫脚,而海水却是凉凉的。解释这一现象要用到的最主要的物理概念是( )
A. 比热容 B. 密度 C. 热值 D. 质量
练一练:(24秋·济南市历下区·九上期中)水是人体细胞的主要组成成分,约占体重的60%~70%,人体各项生命活动都离不开水。水在调节体温方面起到了重要作用,原因之一是水具有较大的( )
A.密度 B. 温度 C. 比热容 D. 热值
考点3:热机容
例:(24秋·济南市历下区·九上期中)二氧化碳爆破是工程建设中一种比较环保的技术。如图所示,实施爆破前,将爆破管置入岩体中,对发热管通以徼电流,使其发热后引起筒内被压缩的液态二氧化碳迅速汽化,形成高压气体冲开爆破片从泄气孔喷出,炸开岩体。下列汽油机四冲程中,与其涉及的能量转化过程相同的是( )
A. B. C. D.
练一练:(25年·天津市河东区·九上期期末)汽油机是小汽车的重要组成部分,图是汽油机工作过程中的___________冲程,该冲程发生的能量转化是___________。
考点4:热量、热效率综合计算
例:(24秋·临沂市临沭县·九上期中)某中学为了方便学生在校使用热水,为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从20℃加热到100℃,燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×10³J/(kg⋅°C),无烟煤的热值是3.5×10⁷J/kg。求:
(1)锅炉内的水吸收的热量是多少?
(2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
(3)此锅炉的效率是多少?
练一练:(24年·普宁市流沙南片区·九上期中)随着人们生活水平的不断提高,各种汽车已经走进我们的家庭。对汽车充分的了解,有利于响应国家“节能、减排”的号召。发动机的汽缸周围需要冷却水不断地循环流过进行冷却,如果一段时间内流入汽缸周围的冷却水温度是40℃,从汽缸周围流出的冷却水温度是60℃,冷却水的质量是10kg,[已知c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ汽油=0.7×103kg/m3, q汽油=4.5×107J/kg]则:
(1)这段时间冷却水吸收了多少热量?
(2)某型号汽车在车型测试中,在一段平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶了500秒,消耗汽油的体积为1L,这些汽油完全燃烧放出的热量是多少J?
(3)假设(2)问中汽油完全燃烧,该型号汽车汽油机的效率为30%,则该型号汽车在以此速度行驶过程中的牵引力是多大?
三、总结归纳
四、达标测试
1.(24年·佛山市顺德区·九上期中)下列事例中,通过做功的方式改变内能的是( )
A. 燃气烧水 B. 暖手袋暖手
C. 钻木取火 D. 哈气取暖
2.(24秋·文昌市·九上期中)下列现象是关于所热学的思考,其中说法错误的是( )
A. 汽油机的做功冲程是将内能转化为机械能
B. 在校园内做核酸时发现医生的防护眼罩内有一层水雾,这是液化现象
C. 沿海地区温差小,内陆地区温差大,主要原因是海水的比热容比砂石的比热容大
D. 我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
3.关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.物体温度越高,分子运动越剧烈 B.水沸腾时吸收热量,温度保持不变,内能不变
C.物体温度越高,含有的热量越多 D.物体的温度为0℃时,其内能为零
4.将一铁块投入到装有水的烧杯中,它们之间没有发生热传递,这是因为( )
A.它们具有相同的热量 B.它们具有相同的内能
C.它们具有相同的温度 D.它们具有相同的比热容
5.(24秋·临沂市郯城县·九上期中)如图为四冲程汽油机工作示意图,下列说法不正确的是( )
A. 依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
B. 甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能
C. 飞轮转速3000r/min,则该汽油机1s能对外做功25次
D. 在一个工作循环中,工作过程依次是丁、丙、甲、乙
6.一瓶酒精倒掉一半后,剩下半瓶酒精。下列说法正确的是( )
A. 只有密度和热值不变 B. 只有密度和比热容不变
C. 只有比热容和热值不变 D. 三个都不变
7.(24秋·西安市高陵区·九上期中)随着我国北斗导航组网成功,北斗导航逐步走进人们的生活。如图甲所示的无人驾驶插秧机就是使用北斗导航,农民只需在作业前进行相关设定,即可实现无人值守自动作业。如图乙是汽油机的___________冲程,如果该汽油机飞轮的转速是50r/s,则该汽油机的一个工作循环持续的时间是___________s,其每秒钟对外做功___________次。
8.
(2024达州中考)在1个标准大气压下,小明用天然气灶将质量1kg的水,从20℃加热到沸腾,水吸收的热量是________J。他家天然气热水器的热效率是70%,他某次洗澡,耗水20kg,热水器进水温度是22℃,出水温度是42℃,他这次洗澡消耗天然气________m3。已知水的比热容是,天然气的热值是。
9.(24秋·揭阳市揭西县·九上期中)如图所示,小华利用甲、乙、丙三套完全相同的装置,完成下面实验,已知:c水=4.2×103J/(kg•℃)。
(1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小,他应选择 ___________(选填“甲、乙”、“甲、丙”或“乙、丙”)两套装置。实验应控制水和煤油的初温相同、___________相同;
(2)小明通过比较 ___________(选填“加热时间”、“温度计上升的示数”)来比较水和煤油吸收热量的多少;
(3)经过实验得出了水和煤油温度随时间变化的图象如图丁所示,则图线 ___________(选填“a”或“b”)对应液体的吸热能力强;
(4)如图丁所示,加热3min时,煤油的温度为 ___________℃;若不计实验过程中的热量损失,则煤油的比热容为 ___________J/(kg•℃);
(5)下列示例中与比热容无关的是 ___________(填字母)。
A.城市建造人工湖来改善气候
B.空调房间里放盐水可以增加湿度
C.用冷水冷却发动机
10.(24秋·德州市陵城区·九上期中)小爽学习热机知识后,研究了自家汽车的汽油机的情况,查阅资料得知:自家汽车使用的是92号汽油,油箱的容量为。[,,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)满箱汽油完全燃烧放出的热量;
(2)发动机正常工作时,需要用冷却水在汽缸周围循环的流动给汽油机降温,若满箱汽油使用完冷却水吸收的热量全部用来给水加热,则可以使多少的水从升高到;
(3)满箱汽油完全燃烧,可使小汽车输出多少有用功。
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