12.2 热量与热值 课件-2025-2026学年物理沪粤版（2024）九年级上册

第十二章 内能与热机 第2节 热量与热值 你知道火箭是如何获得巨大的机械能的吗？它用的是什么燃料呢？为什么发射火箭不用汽油或柴油呢？ 观察与思考 新课导入 1.知道热值的含义及单位、物理意义。 2.知道水吸收的热量与其温度变化和质量的关系。 3.知道热值的概念，知道不同燃料的热值不同。 学习目标 热量通常用符号Q表示。 1.定义：在物理学中，把物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量。 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 2.单位：在国际单位制中，热量的单位是焦耳（J）。 与内能的单位相同哦！ 知识点一：热量 新知学习 关于“热量”的理解 1.热量是一个过程量，它对应于热传递的过程。 2.一个物体的温度即使很高，也不能说它含有的热量多。 3.物体吸收了多少热量，物体的内能就增加了多少； 相反，物体放出了多少热量，物体的内能就减少了多少。 不能说：一个物体含有多少热量 只能说：一个物体吸收了多少热量或放出了多少热量。 新知学习 温度、热量、内能的区别与联系 温度 内能 热量 概念 量的性质 表述 单位 联系 宏观上：表示物体的冷热程度。 微观上：反映物体中大量分子无规则运动的剧烈程度。 物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和叫做物体的内能。 在热传递过程中，物体间内能转移的多少称为热量。 在热传递的过程中，物体吸收热量，内能会增加；物体放出热量，内能会减少，但此过程中物体温度不一定会发生改变。 状态量 状态量 过程量 用“是”“降低（到）”“升高（到）”来描述。 用“有”“具有” “改变”“增加” “减少”等描述。 用“放出”“吸收”等描述。 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J） 新知学习 1 半壶水 一壶水 1.相同热水壶加热质量相等、初温都是20℃的两壶水。一壶加热到60℃，另一壶加热到100℃。 加热到100℃ 加热到60℃ 哪壶水需要加热的时间更长？ 2.相同热水壶，分别使一壶水和半壶水升高相同的温度。 哪壶水吸收的热量更多？ 问：以上两个情境中： 2 新知学习 铁架台一个，酒精灯一盏，温度计一支，量筒一个，相同的烧杯几个，钟表一只。 研究水吸收的热量与它温度变化、质量的关系。 实验目的： 实验器材： 控制变量法、转换法 问：如何判定水吸收热量的多少？ 实验1.探究水的吸热与温度变化的关系 实验装置 用加热时间的长短粗略判定 问：应该用哪些实验方法设计实验？ 活动1：探究水吸收的热量与它温度变化、质量的关系 新知学习 实验1.探究水的吸热与温度变化的关系 实验的起始温度为 ℃。 实验中，当水升高的温度相同时，加热的时间基本相等， 这表明，当质量一定时，水吸收的热量与升高的温度成 。 正比 水升高的温度Δt/℃ 3 6 9 12 15 … 累计加热的时间t/min 新知学习 实验2.探究水的吸热与水的质量的关系 思考如下问题，并设计实验 1.要探究水的吸热跟水的质量的关系，应控制哪个量不变？改变哪个量？比较哪个量？ 2.在实验1中，水吸收热量的多少是根据什么来粗略判断的？ 3.用实验1中的器材如何进行实验2的探究？应测量和记录哪些量？ 4.仿照实验1中的记录表格，请你设计本实验记录表格。 新知学习 实验2.探究水的吸热与水的质量的关系 实验记录表： 实验的起始温度为 ℃；水被加热的最终温度为 ℃。 实验中，当升高的温度相同时，水吸收的热量跟它的质量成 。 正比 水的质量m/g 100 200 300 加热的时间t/min 我们研究的是水的吸热与其温度变化和质量的关系，这些结论对于水的放热情况同样适用。 新知学习 进一步的研究表明，当物体温度升高或者降低时，它吸收或放出的热量与物体质量的大小、温度的变化多少成正比。 英国物理学家焦耳经过长期的实验研究得出： 1kg纯水温度升高1℃时所吸收的热量是4.2×103J； 1 2 1kg纯水温度降低1℃时所放出的热量也是4.2×103J。 新知学习 天然气 汽油 木炭 干木柴 蜂窝煤 酒精 生活中常见的燃料有哪些？ 新知学习 与干木柴相比，煤燃烧放出热量的能力更强 提出问题：相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同的？ 用木柴烧水 用煤炉烧水 在生活中，我们会发现，同样是将一壶水烧开，需要干木柴的质量比需要煤的质量多得多。 相同质量的煤和干木柴燃烧， 煤放出的热量比干木柴多 新知学习 燃烧1kg煤放出的热量，是燃烧1kg木柴放出热量的两倍多 实验发现 把不同的燃料质量都取1kg，让它们完全燃烧，比较它们放出热量的多少 热值 新知学习 1.定义：在物理学中，把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量（或体积）之比，叫做这种燃料的热值。 Q放是燃料完全燃烧放出的热量，单位是J 2.物理意义：表示不同燃料完全燃烧时释放热量的能力。 q是热值，单位是焦每千克，符号是J/kg 3.燃料燃烧时的能量转化： 。 化学能→内能 m是燃料的质量，单位是kg 知识点二：燃料的热值 表达式： q= Q放 m 新知学习 一些常见燃料的热值 气体燃料 热值 q/( J·m－3) 氢 气 1.26×107 天然气 3.3×107 ~ 4.5× 107 煤 气 1.8×107 液体燃料 热值 q/( J·kg－1) 酒精 3.0×107 柴油 4.3×107 石油 4.4×107 汽油 4.6×107 煤油 4.6×107 液化气 4.9×107 液氢 1.4×108 固体燃料 热值 q/( J·kg－1) 干木柴 1.2×107 烟 煤 2.9×107 焦 炭 3.0×107 无烟煤 3.4×107 木 炭 3.4×107 新知学习 煤气的热值是 1.8×107J/m3，它所表示的物理意义是： 标准状态下1m3的煤气完全燃烧，放出的热量是1.8×107J 比如：干木柴的热值是 1.2×107J/kg，它所表示的物理意义是： 1kg的干木柴完全燃烧，放出的热量是1.2×107J 热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 对于某些气体燃料，其热值在数值上等于在标准状态下1m3燃料完全燃烧放出的热量，单位是焦每立方米，符号是J/m3。 与此对应的热值的表达式 q = 新知学习 5.燃料完全燃烧放出的热量： 4.热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、形态、体积、是否完全燃烧、放出热量的多少无关。 由 q = = q 由 q = = q 表达式中q的单位是J/kg或J/m3，Q放的单位是J，m的单位是kg，V的单位是m3 。 热值定义中要求燃料“完全燃烧”，真的可以实现吗？ 理想状态 （固体燃料） （气体燃料） 新知学习 用煤炉烧水 1.煤能完全燃烧吗？ 2.煤燃烧释放的能量，被有效利用的是哪部分？ 3.没有被有效利用的能量去了哪里？ 不能。 被水吸收的热量。 水壶吸收、煤炉自身吸收、高温烟气带走、直接散失。 （目的→把水烧开） 【思考】 新知学习 蜂窝煤完全燃烧释放的能量 煤不能完全燃烧损失能量 煤炉吸收了一部分能量 水壶吸收了一部分能量 高温烟气带走了一部分能量 被水吸收了一部分能量 直接散失了一部分能量 有效利用 新知学习 由煤的燃烧实例可知，在多数情况下，燃料不可能完全燃烧，因此，燃料燃烧时实际放出的热量往往少于根据热值计算出来的热量。另外，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。 1.普通的家用煤炉燃烧无烟煤，热效率只有15%。 2.普通燃煤锅炉的热效率约为30%； 3.现代化的锅炉，热效率可达90%左右。 因此，改善燃烧条件，使燃料尽可能充分燃烧，同时尽可能减少各种热量损失，既可节约燃料，又可减少污染，保护环境。 新知学习 活动2：怎样选择燃料 1.向长辈请教家中曾使用过哪几种燃料。从热值的大小、对环境的污染程度等方面对这些燃料进行比较研究。 2.现在家里经常使用的是哪种燃料?估算一下家庭一个月需支付多少燃料费，思考可以减少燃料费支出的措施。 新知学习 定义：物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量 单位：焦耳（J） 水吸收的热量与其温度变化和质量的关系 热 量 与 热 值 热量 热值 物理意义：表示不同燃料完全燃烧时释放热量的能力。 定义：在物理学中，把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量的比叫做这种燃料的热值。 单位：J/kg或J/m3 表达式 q = 或 q = 课堂小结 1. 关于燃料的热值正确的是( ) A. 燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B. 燃料的热值与燃料的种类有关 C. 燃料的热值与燃料的多少有关 D. 燃料的热值与上面三个因素都有关 B 随堂练习 2.关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ） A.将一壶水由20℃加热到50℃，水的内能增加了 B.热传递的过程中，热量从内能多的物体传向内能少的物体 C.物体的内能增加，一定从外界吸收了热量 D.物体的温度不变，其内能就一定不变 A 随堂练习 3. 下面说法不正确的是( ) A. 燃料燃烧时，将化学能转化为内能 B. 人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的 C. l kg 的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值 D. 提高燃料的利用率是节约能源的重要措施 C 随堂练习 4.一般家用轿车使用标号为93的汽油作燃料(热值为4.6×107J．kg－1)端午节放假，小翔爸爸驾车携全家出游，仪表显示全程燃油20kg。此次出游，轿车耗能 J。 9.2×108 随堂练习 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $$