内容正文:
第十二章 机械能和内能
第24讲 比热容 热机
第一部分 教材整合过关
01
知识体系构建
02
考点分类突破
03
知能达标训练
目
录
04
本章思维导图
一、 比热容
1. 物理学中,将物体温度升高时吸收的 与它的质量和
的乘积之比,叫作比热容。
2. 比热容在数值上等于 的某种物质温度
所吸收(或放出)的热量。
3. 同种物质的比热容 (相同/不同),不同物质的比热容一
般 (相同/不同)。比热容是物质的一种 。
热量
升高
温度
单位质量
升高(或降
低)1℃
相同
不同
物理属性
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4. 比热容的单位是 ,读作 ,比热
容的计算公式是c= 。
5. 在生产、生活中,有很多地方都利用了水的比热容 这一特
点。例如,在冬天,人们常常在热水袋中装入热水用来取暖等。
6. 设初温为t0,末温为t:
(1) 当物体温度升高时,物体吸收的热量Q吸= 。
(2) 当物体温度降低时,物体放出的热量Q放= 。
J/(kg∙℃)
焦每千克摄氏度
大
cm(t-t0)
cm(t0-t)
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二、 热机
1. 热机是将 能转化为 能的装置。汽油机的活塞从汽缸
的一端运动到另一端的过程叫 。
2. 汽油机的一个工作循环分为 个冲程,分别为吸气冲程、
、 和排气冲程,其中将内能转化为机械能的冲程
是 ,将机械能转化为内能的冲程是 。
3. 在汽油机的一个工作循环中,活塞往复运动 次,曲轴旋
转 圈,对外做功 次。
内
机械
一个冲程
4
压缩
冲程
做功冲程
做功冲程
压缩冲程
两
两
一
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三、 热值 热机效率
1. 燃料 燃烧放出的热量与燃料的 之比,叫作这种燃
料的热值。热值的单位是 。对于气体燃料,人们通常
用 作为单位。
2. 质量为m的燃料完全燃烧放出的热量可用公式 来表示。
3. 转化为 的能量与 后所释放出的能量之
比叫作热机效率。计算公式是 。
完全
质量
J/kg
J/m3
Q放=mq
有用功
燃料完全燃烧
η=×100%
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考点一 比热容
例1(2025∙南通模拟)根据表中数据,下列判断正确的是( D )
一些物质的比热容/[J∙(kg∙℃)-1]
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103
沙石 0.92×103 钢 0.39×103
D
A. 不同物质的比热容不可能相同
B. 在阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢
C. 因为水的比热容较大,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大
D. 质量相等的铝块和钢块升高相同的温度,铝块吸收的热量多
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例2 质量相同的两金属块,吸收相同的热量,升高的温度不同,则
( B )
B
A. 升高温度较大的金属块比热容一定大
B. 升高温度较小的金属块比热容一定大
C. 温度高的金属块比热容一定小
D. 温度低的金属块比热容一定小
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例3(2025∙甘孜)某学校物理兴趣小组用控制变量的方法比较a、b两种
液体的比热容ca和cb。他们在实验室让质量相同的a、b两种液体吸收相
同的热量后,液体a的温度从20℃升高到50℃,液体b的温度从10℃升高
到70℃,a、b两种液体均未沸腾。由此可知( A )
A
A. ca>cb B. ca<cb
C. ca=cb D. ca=3cb
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例4 如图所示为“观察不同物质吸热升温现象”的装置。将初温相同、
质量均为50g的沙子和水分别放在两个相同的瓷盘中,用红外灯均匀照
射两个瓷盘4min后,再用温度计分别测出沙子和水的温度。此时沙子的
温度为55.4℃,水的温度为30.7℃,下列有关该实验的说法正确的是
( B )
B
A. 沙子吸热升温较快,说明沙子吸热能力较强
B. 加热相同的时间,沙子和水吸收的热量相同
C. 将沙子和水加热到相同温度,吸收的热量相同
D. 物体吸收热量多少是由物质种类决定的
例4图
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考点二 热机
例5(2025∙镇江)下列汽油机工作的冲程中,压缩冲程是 ( B )
A B C D
B
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例6(2025∙苏州二模)如图所示为生活中常用的热水瓶,注入一定量的
热水后,立即盖上软木塞,软木塞会跳起来。这一过程与汽油机的
冲程发生同样的能量转化。如果某汽油机每秒钟对外做功20次,该
汽油机飞轮的转速是 r/min。
例6图
做
功
2400
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考点三 热值
例7 关于燃料及其热值,下列说法中正确的是( C )
C
A. 没有燃烧的燃料,热值等于零
B. 燃料完全燃烧时,它的热值最大
C. 燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D. 燃料燃烧时温度越高,放出的热量越多
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例8(2025∙无锡模拟)如图是“比较不同燃料的热值”的实验,用甲、
乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热,两图装置均相同。完
全燃烧掉的燃料质量用m表示,水升高的温度用Δt表示(水未沸腾且不
考虑热量散失),下列选项正确的是( C )
C
例8图
A. 若m相同,Δt越小,燃料的热值越大
B. 若Δt相同,m越大,燃料的热值越大
C. 若的值越小,燃料的热值越大
D. 若的值越大,燃料的热值越小
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例9(2025∙常州模拟)“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用
潜力,同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十
倍,说明“可燃冰”的 很大。若以10倍的关系粗略计算,
0.2kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J,可以
使 kg的水从20℃加热至60℃。[c水=4.2×103J/(kg∙℃),q煤
气=4.2×107J/kg]
热值
8.4×107
500
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1. 家用小型风力发电机独特的尾翼结构,能使其旋翼自动迎风,如图
甲所示。海边,仅在海陆风因素的影响下,图乙所示的情形通常发生
在 (白天/夜晚),原因是水的 ,在相同的吸
放热情况下,形成 (陆风/海风)。
第1题
白天
比热容较大
海风
1
2
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2. (2025∙南通海安一模)某款无人驾驶汽车在一段平直的公路上匀速
行驶了一段距离后,消耗汽油4kg。若汽油机的效率为30%,q汽油=
4.5×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg∙℃)。
(1) 4kg汽油完全燃烧放出的热量是多少?
解:(1) 4kg汽油完全燃烧放出的热量Q放=q汽油∙m汽油=
4.5×107J/kg×4kg=1.8×108J
1
2
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(2) 发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出热量的42%,
一个标准大气压下,这些废气的能量全部被初温为15℃、质量为300kg
的水吸收,水的温度会升高到多少?
解:(2) 由题可知废气带走的能量Q=Q放η=1.8×108J×42%=
7.56×107J,即水吸收的热量Q吸=Q=7.56×107J,由Q吸=cmΔt可知水
升高的温度Δt===60℃,则水的末温t=
t0+Δt=15℃+60℃=75℃
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2
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(3) 如果汽车匀速运动时受到的阻力为1000N,消耗4kg汽油汽车能够
行驶的路程是多少?
解:(3) 已知汽油机的效率η′=30%,汽车做的有用功W=Q放η′=
1.8×108J×30%=5.4×107J,汽车匀速运动时受到的阻力与汽车的牵
引力是一对平衡力,汽车的牵引力F=f=1000N,根据W=Fs可知汽车
通过的路程s===5.4×104m=54km
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