12.2 热量与热值 课件-2025-2026学年沪粤版物理九年级上册

12.2 热量与热值 在物理学中,把物体在_过程中_ _叫做热量。用符号_表示,单位是_。当仅有热传递时,物体吸收热量,内能增加;物体放出热量,内能减少。热量和功相似,都可以用来量度物体内能的改变,描述的都是某一个过程,是一个过程量,不能说“含有”,只能搭配“放出”“传递”或“吸收”等。 热传递 内能改变 的多少 Q J 南极是世界上最冷的地方。一天,南极的小企鹅豆豆和丁丁之间发生了一次有趣的对话,他们的部分说法如下,其中正确的是 ( ) A. 豆豆:冰山的温度低,所含热量少B. 丁丁:这里太冷了,冰山肯定没有内能了C. 豆豆:唉,反正我现在一点温度也没有了, 冻死喽D. 丁丁:我们去晒晒太阳吧,吸收点热量,能暖和 些 D [方法指导]内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和,一切物体都有内能;温度是指物体的冷热程度,一切物体都有温度;热量是热传递过程中的内能改变量,只能说“吸收”或“放出”热量。 【跨学科】如图所示是不用火不插电,只用一杯冷水就可以加热食物的发热包。发热包浸入水中时,会放出大量的热,从而加热食物。下列说法正确的是 ( ) A. 发热包将温度传递给盒中的水B. 被加热的食物吸收热量后,内能增大C. 水沸腾时温度不变,内能也不变D. 当发热包和水的温度相同时,它们含有的热量 一定相等 B 燃料燃烧的能量转化 _能 _能 物理意义 热值是表示不同燃料燃烧时_大小的物理量 定义 把某种燃料_与_之比叫做这种燃料的热值 单位 _(固体、液体)或_(气体) 放热公式 _(固体、液体)或_(气体) 化学 内 放热本领 完全燃烧时所放出的热量 燃料质量 J/kg J/m3 Q=qm Q=qV 关于燃料的热值,下列说法中正确的是 ( )A. 燃料的热值与燃料燃烧时放出的热量和质量无关B. 燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多C. 燃料不燃烧时,热值为0D. 汽油的热值为4.6 107 J/kg,表示每燃烧1 kg的 汽油可以获得4.6 107 J的热量 A [方法指导]热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、形状、体积、燃烧程度等均无关。 为适应国民经济发展和改善环境的需要,我国建设了“西气东输”工程。若天然气的热值为4.0 107 J/m3,它的物理意义是_ _,现有10 m3的天然气,若完全燃烧掉一半,放出_J的热量,剩下的天然气的热值是_。 每立方米的天 然气完全燃烧释放4.0 107 J的热量 2.0 108 4.0 107 J/m3 解:酒精质量m=100 g=0.1 kg, 使用酒精灯给水加热,整个加热过程共用了100 g酒精,求这些酒精完全燃烧能放出多少热量?(已知酒精的热值q=3.0 107 J/kg) 酒精完全燃烧放出的热量Q放=qm=3.0 107 J/kg 0.1 kg =3 106 J 答:略 [方法指导]利用热值计算燃料完全燃烧放出的热量时,注意要根据热值单位去确定燃烧的燃料是以质量计量还是以体积计量。 解:Q放=qV=3.0 107 J/m3 0.28 m3 =8.4 106 J 人类的发展史也是利用燃料的历史,燃料使用从干木柴、煤炭、液化气到天然气。天然气的应用是当今的主流,完全燃烧0.28 m3的天然气可以放出多少热量?(已知天然气热值q=3.0 107 J/m3) 答:略 实验表明,质量相等的不同燃料,在完全燃烧时所放出的热量是_的。但是,在多数情况下,燃料_完全燃烧,而且燃料燃烧放出的热量也_全部被利用,所以,实验测得的热值往往会比实际值要_。 不相等 不可能 不可能 小 小梁同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系,他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并记录了烧杯中水的温度。 (1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图):先固定_的位置,再调整固定_的位置。(均选填“A”或“B”) 燃料 加热前的水温/ 燃料燃尽时的水温/ 燃料的热值/(J kg-1) 煤油 25 35 4.6 107 菜籽油 25 30 B A (2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制燃料的质量相同、水的初温和水的_相同。 (3)根据表中数据计算:菜籽油的热值为_J/kg。 质量 2.3 107 [方法指导](1)实验前,要根据酒精灯外焰的高度调整陶土网的高度,所以要按照自下而上的顺序调整器材;实验中要保证两种燃料的质量相同、水的质量和初温相等。(2)当质量一定时,水吸收的热量与升高的温度成正比;当升高的温度相同时,水吸收的热量跟它的质量成正比。在计算水吸收热量的多少时可运用其比例关系进行计算。 小明学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他组装了如图所示的两套规格完全相同的实验装置,实验结果记录见表。 (1)在安装、调整实验器材时,应该按照_(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序。 (2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制燃料的_相同、水的_和水的_相同,这体现了_的实验方法。 燃料 加热前的水温/ 燃料燃尽后的水温/ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 自下而上 质量 初温 质量 控制变量 (3)实验中,由于燃料燃烧放出的热量_(选填“能”或“不能”)直接测得,小明通过_(选填“燃料燃烧的时间”或“温度计升高的示数”)来表示燃料燃烧放出的热量,这里采用的实验方法是_。 (4)由表中记录数据可知,热值较大的是_(选填“煤油”或“菜籽油”)。 不能 温度计升高的示数 转换法 煤油 1. 下列关于燃料的热值,说法正确的是 ( ) A. 燃料燃烧越充分,其热值越大B. 燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少C. 一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将减小D. 焦炭的热值是3.0 107 J/kg,完全燃烧2 kg焦炭能 放出6.0 107 J的热量 D 2.【航空航天】2023年10月26日,搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。运载火箭一般要选用热值_(选填“大”或“小”)的燃料;发射过程中随着燃料质量的减少,其热值_(选填“变大”“变小”或“不变”)。 3. 煤油的热值为4.6 107 J/kg,1 kg的煤油当它燃烧不充分时,热值_,若这1 kg的煤油倒掉一半,热值_(前两空均选填“变大”“变小”或“不变”);酒精的热值为3.0 107 J/kg,当它们放出相同的热量,完全燃烧_(选填“煤油”或“酒精”)的质量更多。 大 不变 不变 不变 酒精 4. 小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量可以被水吸收,就设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系,他和同学组装了如图所示的装置进行实验,记录结果如表。 燃料 加热前的水温/ 燃料燃尽后的水温/ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 (1)小明认为煤油和菜籽油的质量可取相等也可取不相等,小华认为应该取相等质量的煤油和菜籽油,根据他们的实验记录表格,你认为_(选填“小明”或“小华”)的想法是正确的。 (2)安装实验器材时,应按照_(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序安装。为了保证实验结论的可靠,小明同学应该选择两套完全相同的装置,在实验中还应控制两杯水的初温和_相等。 小华 自下而上 质量 (3)分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是_。 (4)同学们测出烧杯中水的质量及燃烧掉燃料的质量,利用实验中测得的数据,算出了煤油和菜籽油的热值,和燃料热值表中的数值相比较发现偏小了很多,不可能的原因是_。 A. 煤油和菜籽油没有完全燃烧 B. 烧杯吸收了部分热量 C. 测出的煤油和菜籽油的质量偏小 D. 煤油和菜籽油燃烧放出的热散失到空气中一部分 煤油 C (5)另一组同学分别燃烧A、B两种燃料,将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾,发现A燃料消耗的质量小,说明A燃料的热值更_。 大 5. 某市推广环保出行,油气出租车既可使用汽油也可使用天然气作为燃料。已知汽油的热值为4.8 107 J/kg,密度为0.75 103 kg/m3;天然气的热值为4.0 107 J/m3。(1)若一辆出租车一次加注20 L汽油,这些汽油完全燃 烧能释放多少热量? 解:(1)20 L汽油的质量 m汽油= V=0.75 103 kg/m3 20 10-3 m3=15 kg 这些汽油完全燃烧释放的热量 Q汽油=q汽油m汽油=4.8 107 J/kg 15 kg=7.2 108 J (2)若改用天然气,需要完全燃烧多少立方米的天然气才能释放相同的热量? 解:(2)天然气释放相同的热量Q天然气=Q汽油=7.2 108 J, 需要完全燃烧天然气的体积 V天然气= = =18 m3 答:略 跨学科实践 科学安排饮食与运动 2024年6月,国家卫生健康委员会等16个部门联合制订了《“体重管理年”活动实施方案》,倡导和推进文明健康生活方式,全民体重管理意识和技能显著提升,健康生活方式更加普及。要控制体重,体育运动是最经济同时也是最有效的手段之一。青少年在成长过程中,科学安排饮食与运动对健康至关重要。通过学习内能、热量与热值的知识,我们可以从物理角度分析饮食摄入的热量与运动消耗的热量之间的关系,从而制订合理的健康计划。 【项目分解】 一、分析饮食与运动的热量关系二、设计运动计划以平衡热量进行体重管理 【项目实施】 一、分析饮食与运动的热量关系 1. 根据表1,若某14岁的男生小明每天摄入的热量超过所需热量的20%,则他每天多摄入的热量为_J。 2.0 106 表1 青少年每天正常生活需要的热量 年龄 男生每天正常生活所需的热量Q/J 女生每天正常生活所需的热量Q/J 13~15岁 1.0 107 0.97 107 16岁 1.2 107 1.0 107 2. 根据表2,上题中的小明周日上午在家,早餐摄入100 g淀粉、50 g蛋白质和40 g脂肪,则早餐提供的总热量为_J。 4.164 106 表2 几种营养物质被人体吸收后释放的热量 营养物质 每克该营养物质释放的热量Q/J 淀粉 1.72 104 蛋白质 1.76 104 脂肪 3.91 104 二、设计运动计划以平衡热量进行体重管理 3. 若不考虑其他热量消耗,上题中的小明在早餐后,希望通过运动消耗早餐提供的热量。根据表3,若选择打篮球,需要运动_min;若选择整理房间、扫地,则需要_min。(保留一位小数) 109.6 328.8 表3 某同学进行各项活动消耗3.8 105 J热量所需的时间 活动项目 时间t/min 弹钢琴、打台球 35 整理房间、扫地 30 打乒乓球、打排球 20 打羽毛球、打网球 15 长跑、爬山、打篮球、踢足球 10 4.上题中的小明每天摄入的热量比维持身体代谢所需多2.0 106 J,他需要通过打羽毛球消耗这些多余的热量,则每天需要打羽毛球约_min。(保留整数) 79 【项目拓展】 5. 阅读短文后请回答问题:(1 kcal=4 200 J) 科学饮食与运动,健康管理体重 青少年正处于生长发育的关键阶段,科学的体重管理对身体健康和学习效率至关重要,过量饮食与盲目节食都会带来健康风险。很多青少年喜欢吃的炸鸡、薯条、奶茶都属于高热量食物,如一个炸鸡腿、一包中份薯条、一杯500 mL全糖珍珠奶茶,每份约500 kcal。过量摄入高热量食物可能导致脂肪堆积,增加 肥胖及相关代谢疾病的风险。部分青少年为了减肥而极端节食,容易造成营养不良,影响身体发育、降低免疫力,甚至降低专注力和学习能力。正确的健康管理方式应是“合理饮食+适度运动”。青少年时期是培养健康习惯的黄金阶段,结合“体重管理年”倡导的健康习惯,应定期记录体重变化、调整饮食和运动计划。科学管理体重不仅能塑造强健体魄,还能提升学习效率和长期健康水平,从今天起,用“营养+运动”的方式,为自己的未来打下坚实基础! 饮食建议: 早餐:全麦面包(200 kcal)、牛奶(150 kcal) 午餐:米饭(300 kcal)、蔬菜(50 kcal)、鱼肉(200 kcal)避免零食:薯片(一包300 kcal)运动建议: 跳绳(功率200 W):52 min消耗≈150 kcal快走(功率100 W):140 min消耗≈200 kcal打篮球(功率300 W):70 min消耗≈300 kcal通过运动消耗热量(功W=Pt)和均衡饮食,才能健康控制体重! (1)下列哪种行为最可能导致热量过剩?_。 A. 每天跳绳15 min B. 午餐吃一份炸鸡(500 kcal)和奶茶(300 kcal)C. 早餐吃全麦面包和牛奶 B (2)某同学想消耗一包薯片的热量(300 kcal),若选择跳绳(功率200 W),至少需要_。 A. 6 300 s B. 12 600 s C. 25 200 s A (3)快走的功率是100 W,运动30 min做的功是_J,消耗热量_kcal。(保留两位小数) (4)若每日饮食总热量为2 000 kcal,基础代谢消耗1 500 kcal,则需通过运动消耗_kcal才能平衡。 (5)设运动时间x(min)与消耗热量y(kcal)满足正比例函数y=kx,若跳绳的功率210 W,则跳绳的k值为_(保留整数),函数表达式为_。 1.8 105 42.86 500 3 y=3x $$