专题9:比热容、热值-2026-2027学年浙教版九年级上册科学
2026-09-19
|
2份
|
43页
|
128人阅读
|
2人下载
摘要:
**基本信息**
以实验探究为基础,构建“概念-公式-应用”逻辑链,提炼控制变量法、图像分析等方法,系统覆盖比热容与热值核心考点。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|比热容|实验1个+选择/填空/计算约15题|控制变量法;图像等时/等温分析;Q=cmΔt应用|实验探究吸热能力→定义比热容→推导热量公式→解释水的调节温度/冷却剂应用|
|热值|选择/填空/计算约20题|热值特性理解;Q=qm/Vq计算;效率公式应用|燃料能量转化→定义热值→推导放热公式→分析热机效率及提升途径|
内容正文:
专题九:比热容、热值
▌考点一: 比热容
一、比较不同物质的吸热能力
1.探究不同物质吸热能力
【实验目的】探究不同物体的吸热能力。
【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套,火柴、秒表、水和另一种液体(如煤油)。
【实验步骤】一、按图组装器材。
二、取质量相同的水和煤油(60g),常温下待温度稳定后(控制两种液体初温相同),测出两种液体的温度,并计入表格。
三、点燃酒精灯,同时给水和煤油加热,加热时间为5分钟,测量此时两种液体温度并计入表格。
四、实验表格(参考数据)
物质种类
质量/g
初温/°C
末温/°C
温升/°C
加热时间(min)
水
60
20
40
20
5
煤油
60
20
56
36
5
…
五、整理器材。
【实验结论】质量相同的水和另一种液体(如煤油),吸收相同的热量,煤油的温度升高较大。
2.考查内容
考查方向
解答思路
两套装置相同目的
在相同时间内,液体吸收热量相同
控制两种装置相同的量
保证实验结论可靠性,酒精灯火焰大小、液体质量和初温
实验方法
控制变量法
两种液体吸收热量能力是通过什么反映的
温度升高值
实验中不停搅拌液体的目的
液体上下温度均匀
如果要使水和煤油的最后温度相同如何操作
给水继续加热
温升相同那种液体吸收热量多
水
哪种液体的吸热能力强
水
表示不同物质吸热能力的物理量
比热容
吸收热量计算
利用比热容公式进行计算
安装顺序
自下而上
二、比热容
1.定义:一定质量的某种物质在温度升高时,吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容,用符号c表示。
2.定义式:。
3.单位:焦耳每千克摄氏度,符号是:J/(kg·℃),比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位。
4.物理意义:水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
5.一些常见物质的比热容
6.对比热容的理解
(1)一定质量的某种物质在温度升高时,吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容,用符号c表示。
比热容是物质的特性之一,所以某种物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变,也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说,比热容的大小只与物质的种类及其状态(固态、液态和气态)有关,与物质的质量、温度的变化无关。
(2)比热容的大小与物质的种类和物质的状态有关。不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下,比热是一个不变的定值。如果物质的状态改变了,比热容的大小随之改变,如水变成冰。
7.比热容的应用
(1)与质量相同的其他物质相比,水的比热容在常见的物质中是比较大的。动物体中70%左右是水,例如黄牛。与质量相同的其他物质相比,水吸收(或放出)相同的热量,升高(或降低)的温度相对较小。体型较大的温血动物体内水分多,对维持自身的体温有优势。
(2)水是生命之源,人的生活离不开水,冬天人们用热水流过散热器来取暖,用热水的好处是由于相同质量的水和其他物质相比,降低相同的温度,由于水的比热容大,水放出的热量多,所以用热水流过散热器来取暖。
(3)炒栗子时里面加沙子有何作用?炒栗子时,栗子表面与热锅的接触面积很小,不利于传热。沙子的颗粒小可以填塞栗子间的空隙,这些被炒热的沙子大大增加了对栗子传热的面积,使栗子能均匀受热。另外,沙子的比热容较小,吸热时升温较快,可缩短炒熟的时间。也可以节能。
(4)城市种植花草树木,提高绿地覆盖率,修建人工湖,扩大水域面积,大大改善了市民的居住环境,让全市民享受到了“绿城”带来的实惠。从物理角度讲,花草树木对声音有一定的吸收作用,起到减弱噪音的作用:人工湖的建成,由于水的比热容较大,吸收或放出热量时,水的温度变化较小,即温差小,有恒温作用。
(5)夏日,在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热,这是因为质量相等的水和混凝土,照射同样的时间,吸收相同热量,由于水的比热容较大,水的温度升高较小。因此,池水的温度比混凝土低,所以在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热。
三、热量的计算
(1)物质吸热时热量的简单计算:Q吸=cm△t=cm(t-t0);
(2)物质放热时热量的计算:Q放=cm△t= cm(t0-t)。
(3)其中:Q吸—吸收的热量,单位:焦(J),Q放—放出的热量。
c—比热容,单位:焦每千克摄氏度(J/(kg·℃))
m—质量,单位:千克(kg)
△t—变化的温度(升高或降低的温度),单位:摄氏度(℃);t0—初始温度、t—末温。
【方法技巧】比热容概念及应用
1.属性物质在任何条件下都具有的、不变的性质,如质量,不随外界的条件的变化而变化。特性一种物质区别于其他物质的性质,在外界条件变化时会发生变化,比如比热容是物质的已知特性,会随物质状态的变化而变化。
2.比热容图像
(1)等时分析法:作一条垂直于温度轴的直线,可以看出升高相同的温度时,加热时间的长短;
(2)等温分析法:作一条垂直于时间的直线,可以比较加热时间相同时,温度升高的多少。
3.水的比热容大的应用,主要有两个方面
(1)一定质量的水吸收(或放出)很多的热量而自身的温度却变化不多,有利于调节温度;
(2)一定质量的水升高(或降低)一定温度,吸热(或放热)很多,常用作冷却剂或供热介质。
▌考点二: 热值
一、燃料的热值
1.燃料
(1)燃料的种类:燃料是指可燃烧的物质,根据不同标准,燃料可分为不同的种类,最常见的是按其物理状态分类。
(2)燃料燃烧时能量转化:燃料在燃烧时将化学能转化为内能。
2.燃料的热值:燃料种类很多,由于其燃烧成分不同,相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量不同,在物理学上用“热值”来表示燃料燃烧的放热本领。
(1)热值:某种燃料完全燃烧放出的热量,与其质量的比值叫这种燃料的热值;用“q”表示。
(2)热值单位:J/kg。
(3)热值的物理意义:一、1kg某种燃料完全燃烧放出的热量就等于该燃料的热值;二、热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中,化学能转变成内能的本领大小;也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。
(4)燃料燃烧放出的热量:热量:Q放 =qm;(Q放 是燃料放出的热量,单位是J;q是热值,单位是J/kg;m 是质量,单位是kg)
固体燃料、液体燃料的热值以“J/kg”为单位,而气体燃料的热值以“J/m3”为单位。因此Q放 =qm一般用于固体燃料和液体燃料放热的计算;Q放 =Vq一般用于气体燃料放出热值的计算,其中V为气体燃料的体积。
(5)对燃料热值的透析
热值是燃料的一种固有性质
热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中,化学能转变成内能的本领大小;也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关
对完全燃烧的理解
对于热值的概念,要注重理解三个关键词:“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值;某种燃料是指热值与燃料的种类有关;完全燃烧意思是燃料要完全烧尽,否则1kg燃料燃烧过程中,化学能转变成内能就不是该热值所确定的值
热值的作用
燃料热值的高低是衡量燃料优劣的主要指标
二、热机的效率
1.燃料的有效利用:用煤气灶、锅炉、煤炉等烧水时,燃料不能完全燃烧利用,具体原因是多样的。例如,燃料不能完全燃烧而损失了一部分能量,装水的容器吸收了一部分能量、灶体本身也会吸收一部分能量,高温的烟气带走了一部分能量,还有一部分能量直接散失掉了,水吸收的热量只占燃料燃烧放出热量的一部分,只有水吸收的热量才是有效利用的部分。如图所示:
2.锅炉的效率
(1)锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。锅炉包括锅和炉两部分,锅是指盛水的容器,炉是燃料燃烧的装置。
(2)提高锅炉燃料利用率的途径:一、让燃料尽可能充分燃烧,如将煤研磨成粉状,加大进风量等;二、减少热量损失,如加大有效受热面积等。
3.内燃机中热量燃烧的能量流向图
4.热机效率
(1)定义:用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。
(2)计算公式:
对热机而言,其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用,故热机的效率公式又可写成:。
(3)物理意义:热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低,因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。
(4)常见热机效率:蒸汽机6%-15%,汽油机20%-30%,柴油机30%-45%。
热机效率总小于1的原因:因为热机中用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的总能量的一部分,由于各种能量的损失和燃烧条件的限制,这部分能量一定小于完全燃烧放出总能量,所以有用功的能量与燃烧放出的总能量的比值必然小于1,即热机的效率一定小于1。
5.提高热机效率的主要途径
①改善燃烧的条件,使燃料尽可能充分燃烧(将煤磨成煤粉,用空气吹进炉膛,使之更充分燃烧);
②减少各种热量损失(I. 加大受热面积,以减少烟尘废气带走的热量;II. 使用较好的保温材料,减少热损失);
③在热机设计和制造上,采用先进的技术;
④保障良好的润滑,减少机械摩擦。
【方法技巧】热值及其相关计算
(1)对热值的理解
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫这种燃料的热值。从定义上看,热值是燃料的一种性质,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等无关。
(2)热值相关计算
解答是要注意干木柴完全燃烧放出的热量完全被水吸收,从而建立等式关系Q放=Q吸。
✍题型培优练
1.一杯水由80℃降至20℃放出的热量为,它由30℃升高到70℃吸收的热量为,则( )
A. B. C. D.无法比较
2.由关于同一种物质的比热容c,下列说法正确的是( )
A.若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍 B.若质量增大一倍,则比热容减至一半
C.若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍 D.无论质量多大,比热容都一样
3.(25-26七年级下·浙江绍兴·期末)如图所示为热水与冷水混合后温度随时间变化的图像(不考虑热量散失)。下列说法正确的是( )
A.热水冷却时温度匀速下降 B.达到热平衡时的温度为50℃
C.冷水的质量比热水的质量多 D.热水放出的热量比冷水吸收的热量多
4.(25-26九年级上·浙江杭州·期中)根据表中的数据是一些物质的比热容/[],判断下列说法正确的是( )
水
铝
煤油、冰
干泥土
砂石
铜
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.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多
5.(26-27九年级上·浙江·课后作业)如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质
水
煤油
冰
铝
铜
比热容/(J·kg-1·℃-1)
4.2×103
2.1×103
2.1×103
0.88×103
0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
6.将三只质量、温度都相等的铜球、铁球和铝球(),分别放到质量相同、温度也相同的三杯热水中去(水温高于三只金属球的温度),当三杯水都达到热平衡时( )
A.三杯水的温度相同 B.放入铜块的水温度最低
C.放入铁块的水温度最低 D.放入铝块的水温度最低
7.A、B是两个同种材料制成的金属球,A球体积大,B球体积小,放在沸水中加热相当长的时间后,取出并立即放在0℃的大冰块上,能使冰熔化得较多的金属球( )
A.一定是A球 B.一定是B球
C.可能是B球 D.具有较大的比热容
8.下列事实中,能够说明物体吸收热量与物质的种类有关的是( )
A.把质量相等的酒精和水从室温加热到沸腾,水吸收的热量多
B.把体积相等的煤油和水从室温加热到50℃,水吸收的热量多
C.把质量相等的酒精和煤油从20℃加热到30℃,酒精吸收的热量多
D.把质量相等的水和冰,从0℃加热到10℃,冰吸收的热量多
9.某同学用两个相同的酒精灯同时分别对质量为、比热容为的甲物质和质量为,比热容为的乙物质加热.若在相等的时间内甲、乙物质吸收的热量相等,甲物质的温度变化比乙物质的温度变化大,则下列推断中肯定错误的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
10.(25-26九年级上·浙江杭州·期中)新能源油电混合动力汽车工作模式为:纯电模式行驶时,内燃机不工作,由蓄电池提供能量;混动模式行驶时,内燃机工作,既可以给汽车行驶提供能量,还可以给蓄电池充电。若汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶100km消耗12L的燃料。已知燃料的密度,请计算:
(1)若燃料的热值为,则燃料完全燃烧12L放出多少热量?
(2)若燃料完全燃烧放出的热量用来给水箱中的防冻液加热,加热效率为50%,使防冻液温度从20℃升高到70℃,求防冻液的质量?【防冻液的比热容为
11.(26-27九年级上·浙江·开学考试)随着能源结构的改善,不同燃料的燃气热水器已走进千家万户,某家庭用的天然气热水器,将30kg的水从14℃加热到80℃,完全燃烧了0.3m3的天然气,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4×107J/m3。试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)该热水器烧水的效率是多少?
12.(25-26九年级上·浙江杭州·阶段检测)如图所示,小乐用燃气灶烧水。在一个标准大气压下,将一壶初温为20℃的水烧开,消耗了0.02m3的天然气。已知该燃气灶的效率为40%,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为8.4×107J/m3。求:
(1)壶中的水温度的升高是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变了其内能。
(2)0.02m3的天然气完全燃烧所放出的热量。
(3)求水壶中水的质量。
13.一水壶中水的质量是2.5kg,在液化石油气炉上从20℃煮至沸腾(沸腾温度为100℃)。在此过程中共燃烧了液化石油气50g。已知水的比热容是,液化石油气的热值,壶吸热忽略不计。
(1)水共吸收了多少热量?
(2)这些液化石油气完全燃烧共放出多少热量?
(3)气炉的效率是多少?
14.(25-26九年级上·浙江杭州·期中)如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把壶内20℃,5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤,此过程中,烧水效率为28%,为提高煤炉效率,浙江大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同,等量水的过程中,还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃,, ,以上过程中,请问:
(1)普通煤炉将5kg的20℃水烧开需要吸收多少热量?
(2)普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大?
(3)双加热煤炉的烧水效率有多大?
15.一千克高浓度铀被用于为核潜艇或核动力航母提供能量,相当于380万升的汽油提供的能量(380万升的汽油能够装满边长为15米的正方体)。试计算1.5千克高浓度铀完全释放能提供多少能量(汽油的热值是焦/千克,密度是千克/米3)。
16.从2026年3月1日起国家将实施燃气灶新国标,将燃气灶一级能效热效率从提升至。小芸用未知热效率的燃气灶,将一壶质量为,初温为的水烧开,消耗了的天然气。已知,,气压为一标准大气压。求:
(1)水加热至沸腾吸收的热量是多少?
(2)若按照燃气灶新国标热效率达到,烧开这壶水可以节约天然气多少?
17.如图所示,是百度开发的一款无人驾驶汽车,汽车自动驾驶时用激光测距器来了解周围的交通状况,用北斗卫星导航系统进行定位和导航,该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶一段距离时,消耗汽油2kg,该汽油机的效率为30%,在这段行驶过程中,(已知:汽油的热值为4.5×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)完全燃烧2kg汽油放出多少热量?
(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%,若这些废气带走的能量全部被质量为200kg的水吸收,在一个标准大气压下,水升高的温度是多少?
(3)汽车在这段行过程中获得多少机械能?
(4)如果汽油机的效率提高到40%,其他条件都不变,那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少?
18.(25-26九年级上·浙江杭州·阶段检测)工作人员采取了部分页岩气样品,经初步检测该页岩气样品中的天然气含量为90%,为了确定其中是否还含有其它可燃性成分,现在在实验室进一步对其进行热值测试:假设所取样品气体的体积为1L,用它烧水,使得1kg的水温度升高了5℃,已知检测所用的烧水炉的效率为70%,天然气的热值为。()请根据以上信息计算:
(1)检测过程中,水吸收的热量是多少?
(2)检测过程中,页岩气样品所释放的热量是多少?
(3)该页岩气样品的热值为多少?
19.(24-25九年级上·浙江宁波·阶段检测)为了比较液体a和液体b的吸热能力,小科用如图所示装置在沸水中加热a和b,a、b初温相同。
(1)本实验中,液体a、b内能增加的途径是 ;
(2)实验中要用到天平这一测量工具,目的是 ;
(3)水浴法加热10min,a吸收的热量 b吸收的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(4)实验过程中,小科观察到温度计甲的示数变化始终比乙快。由此可得,液体a的比热容与液体b的比热容的大小关系是: 。
20.(24-25九年级上·浙江杭州·阶段检测)氢燃料新能源具有清洁无污染、效率高等优点,其热值为,且标准大气压下水的沸点是100℃。请计算:
(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)用这些热量给质量为250kg,温度为25℃的水加热(不计热量损失),水升高到多少摄氏度?已知水的比热容为。
(3)某氢能源汽车以的恒定功率做匀速行驶,如果0.6kg的氢燃料完全燃烧获得热量有50%用来做有用功,能使该汽车匀速行驶多长时间?
21.(26-27九年级下·浙江·课后作业)发动机是汽车的核心部件,发动机的质量决定了整车的性能和品质,现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机,发动机内有四个汽缸,其相关数据如下表所示。
1min内完成工作循环
2600次
93#汽油
汽缸内汽油和空气的混合密度
1.35kg/m3
排气量
1.8L
热值
4.6×107J/kg
发动机最大功率
75kW
空燃比
14∶1
(1)汽车以100km/h速度匀速运动时发动机的输出功率最大,则1min内发动机输出的有用功多大?
(2)汽车排气量是指发动机气缸的工作容积,汽车排气量越大,功率越大,根据表中数据求汽车发动机的效率。(计算结果保留一位小数)
22.(2025·浙江宁波·三模)“照书烛必令粗而短,勿过一尺。粗则耐,短则近。书灯勿用铜盏,惟瓷盏最省油。蜀有瓷盏,注水于盏唇窍中,可省油之半”,这是《陆放翁全集·斋居纪事》中记载的内容,可见古人也讲低碳环保。如图为四川出土的宋代省油灯及其原理图。
(1)在房间点燃煤油灯,燃烧过程中产生的气味充满整个房间,这里除空气对流外,还因为分子 。
(2)灯芯的火焰并未将整个油面点燃,而且火焰在焰心处温度最低,这是由于油燃烧先要变成油蒸气。可见灯芯处,油发生的物态变化是 。
(3)“注水于盏唇窍中,可省油之半”的大致意思是:在灯盏的夹层处注入水,可节约近半灯油。请用所学的知识进行解释
。
23.国家大力推广新能源汽车应用,某款国产氢燃料电池车在某次测试中在2100N的牵引力下能匀速行驶24km的路程,消耗0.6kg的氢燃料,则该款氢能源汽车效率为 。若将该辆氢能源汽车此过程损失的能量,用来加热水,可使 kg的水从10℃加热到90℃。(,)
24.两个铝块的质量之比为1∶4,升高的温度之比是2∶1,则两铝块的比热容之比为 ,吸收的热量之比为 。
25.(25-26七年级下·浙江台州·期末)将质量为10kg的热水与冷水混合,不考虑热量散失,混合过程中温度随时间变化的图像如图所示。
(1)混合后,达到热平衡时的温度为 ℃。
(2)热水放出的热量与冷水吸收的热量 (填“相等”或“不相等”)。
(3)实验所用的冷水质量 (填“>”“<”或“=”)10kg。
26.用如图1所示的实验装置来完成“比较不同物质吸热的情况”实验。
(1)为保证实验的科学性,两个相同的烧杯中装有 (选填“质量”或“体积”)相等的水和食用油;
(2)选用两个相同规格的电加热器加热,目的是使水和食用油在相等的时间内 (选填“吸收的热量相同”或“升高的温度相同”);
(3)根据实验绘制出水和食用油加热过程中温度随时间变化图像如右图所示,则反映出水的吸热能力 (选填“小于”“等于”或“大于”)食用油的吸热能力。
27.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时,制作了如图甲所示的实验装置:有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计,盒外采用优质保温材料包裹。
(1)采用优质保温材料的目的是减少实验过程中 的散失;
(2)保持水的质量和电流不变,换用不同阻值的电阻丝R,记录水温变化和通电时间t的数据,整理部分数据并绘制图像如图乙。根据上述实验,可以得出结论: ;
(3)保持水的质量、电阻和通电时间不变,改变电流大小,相关数据整理如下表;
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
升高的温度ΔT/℃
0.4
0.9
_____
2.5
3.6
分析表中数据,并将表中所缺的数据补上。
(4)实验时仅将图甲中的水换成煤油,其余条件不变,温度的变化会 。(填“更大”、“更小”或“无变化”)
28.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)小科利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体。得到温度随时间变化的图像如图乙所示。
(1)相同时间内a中加热器产生的热量 (填“>”、“=”或“<”)b中加热器产生的热量。
(2)此实验中可用 来反映液体吸收热量的多少。
(3)分析图乙可知:a液体的比热容比b液体的比热容 (填“大”或“小”)。
(4)若a、b两种液体都用来做发动机的冷却液,则液体 效果更好。
29.为研究不同物质的吸热能力,某同学用两个完全相同的酒精灯,分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图所示。
(1)根据图像,某同学认为:“加热相同的时间时,甲升高的温度高一些,这说明甲吸收的热量多一些。”这位同学的判断是否正确?请说明理由: 。
(2)要使甲、乙升高相同的温度,应给 加热更长的时间,这说明 的吸热能力强些。
(3)如果已知甲的比热容是,则乙的比热容是 。
30.(24-25九年级上·浙江金华·阶段检测)为了比较两种燃料的热值,小金采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同,实验中忽略热量损失。
(1)实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底,则测量的温度值 (“偏大”、“偏小”或“不变”);
(2)实验中燃烧相同质量的燃料,根据 来比较放出热量的多少;
(3)小金选用了燃料a和燃料b进行实验,当燃料燃尽后,小金根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图乙所示的图像,则可初步判断燃料 的热值大;
(4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示,根据丙图像,燃料1和燃料2的热值之比为 。
31.(24-25九年级上·浙江金华·期中)为探究不同物质的吸热能力,小科用两个完全相同的酒精灯,分别给质量和初温都相同的a、b两种液体同时加热,分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图乙所示(不考虑热量的散失);
(1)实验中,如果要使a、b两种液体最后的温度相同,a液体的加热时间 (选填“大于”、“小于”或“等于”)b液体的加热时间;
(2)实验表明, (选填“a”或“b”)吸热的能力更强;
(3)小科想用如图丙所示装置测酒精的热值,加热前酒精灯的质量为m1,加热一段时间后变为m2;烧杯中液体的质量为M,初温为t1,末温为t2,烧杯中液体的比热容用c表示;请你帮助小科用以上符号写出酒精热值的表达式: ;小科测算后发现,测量值比课本中的“标准值”小很多,请你写出一条可能的原因: 。
32.(24-25九年级上·浙江·期末)在学习了燃料的热值后,小明想利用如图所示装置探究煤油和色拉油的热值大小。已知烧杯中装有等质量的水,并控制燃烧的火焰和石棉网的距离相等,具体实验结果如下表:
燃料种类
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
煤油
20
38
色拉油
20
28
(1)实验中,需在玻璃容器中加入质量 (填“相同”或“不同”)的煤油和色拉油做燃料,制成煤油灯和色拉油灯。
(2)实验中,烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水 。
(3)小红认为小明的实验能比较煤油和色拉油的热值大小,但无法精确测得两者的热值,其原因是 。
33.如图是小明学习了热量与比热容之后,对探究“不同物质吸热能力”和“不同燃料燃烧放热能力”的实验设计的装置图:
(一)在“探究物质的吸热能力”实验中,将A和B两种液体分别装在两个相同的烧杯中,两杯液体的质量相同。用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度。
(1)实验中,可以通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少。
(2)由图象可知,A、B两种液体的比热容之比是 。
(二)在“不同燃料燃烧放热能力”的实验中,如图2:
(3)燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 (选填“温度计示数变化”或“加热时间长短”)来反映的。
(4)在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了。为避免这种情况的出现,请对该组提出一条改进建议 。
34.(25-26九年级上·浙江台州·期末)如图是科学小组为测定花生仁所含的能量,设计的甲、乙、丙三套实验装置。
(1)相比较于乙,甲装置的缺点是 。
(2)用乙图装置可有效克服甲组的困难,但测得的数据是否就是花生仁所含的实际能量值呢?实验小组展开进一步实验与探究。
【初步测定】查看实验报告时发现第三组中有一数据缺失。根据其余数据推算,可知该数据为 。(已知:水的比热为
组别
种子质量/g
试管中水加热前水温/℃
试管中水加热后水温/℃
试管中水体积/mL
吸收能量/J
1
1
20.4
68.5
5
1010.1
2
1
20.7
70.9
5
1054.2
3
1
21.1
5
1052.1
【查阅资料】每克花生种子实际含有能量23528J。
【实验改进】分析了导致测量值与实际值之间巨大差异的原因后,同学们设计了如图丙所示的装置。其中通入氧气的目的是 。
【观察记录】为测得花生仁燃烧释放的所有能量,根据丙图的实验设计,除了需要测量上述表格中的数据、烧杯中水的质量外,还需测量烧杯中水的 。
【继续完善】通过改进实验,测得每克花生种子所含能量为11848J,但与实际所含能量依然存在很大差异,于是同学们进一步完善改进实验……
35.(23-24九年级上·浙江杭州·期末)为了比较两种燃料的热值,小金采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同,实验中忽略热量损失。
(1)实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底,则测量的温度值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(2)实验中燃烧相同质量的燃料,根据 来比较放出热量的多少;
(3)小金选用了相同质量的燃料a和燃料b进行实验;当燃料燃尽后,小金根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图乙所示的图像,则可初步判断燃料 的热值大;
(4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,燃料1和燃料2的质量相同,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示,根据丙图像,燃料1和燃料2的热值之比为 。
2 / 2
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题九:比热容、热值
▌考点一: 比热容
一、比较不同物质的吸热能力
1.探究不同物质吸热能力
【实验目的】探究不同物体的吸热能力。
【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套,火柴、秒表、水和另一种液体(如煤油)。
【实验步骤】一、按图组装器材。
二、取质量相同的水和煤油(60g),常温下待温度稳定后(控制两种液体初温相同),测出两种液体的温度,并计入表格。
三、点燃酒精灯,同时给水和煤油加热,加热时间为5分钟,测量此时两种液体温度并计入表格。
四、实验表格(参考数据)
物质种类
质量/g
初温/°C
末温/°C
温升/°C
加热时间(min)
水
60
20
40
20
5
煤油
60
20
56
36
5
…
五、整理器材。
【实验结论】质量相同的水和另一种液体(如煤油),吸收相同的热量,煤油的温度升高较大。
2.考查内容
考查方向
解答思路
两套装置相同目的
在相同时间内,液体吸收热量相同
控制两种装置相同的量
保证实验结论可靠性,酒精灯火焰大小、液体质量和初温
实验方法
控制变量法
两种液体吸收热量能力是通过什么反映的
温度升高值
实验中不停搅拌液体的目的
液体上下温度均匀
如果要使水和煤油的最后温度相同如何操作
给水继续加热
温升相同那种液体吸收热量多
水
哪种液体的吸热能力强
水
表示不同物质吸热能力的物理量
比热容
吸收热量计算
利用比热容公式进行计算
安装顺序
自下而上
二、比热容
1.定义:一定质量的某种物质在温度升高时,吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容,用符号c表示。
2.定义式:。
3.单位:焦耳每千克摄氏度,符号是:J/(kg·℃),比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位。
4.物理意义:水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
5.一些常见物质的比热容
6.对比热容的理解
(1)一定质量的某种物质在温度升高时,吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容,用符号c表示。
比热容是物质的特性之一,所以某种物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变,也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说,比热容的大小只与物质的种类及其状态(固态、液态和气态)有关,与物质的质量、温度的变化无关。
(2)比热容的大小与物质的种类和物质的状态有关。不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下,比热是一个不变的定值。如果物质的状态改变了,比热容的大小随之改变,如水变成冰。
7.比热容的应用
(1)与质量相同的其他物质相比,水的比热容在常见的物质中是比较大的。动物体中70%左右是水,例如黄牛。与质量相同的其他物质相比,水吸收(或放出)相同的热量,升高(或降低)的温度相对较小。体型较大的温血动物体内水分多,对维持自身的体温有优势。
(2)水是生命之源,人的生活离不开水,冬天人们用热水流过散热器来取暖,用热水的好处是由于相同质量的水和其他物质相比,降低相同的温度,由于水的比热容大,水放出的热量多,所以用热水流过散热器来取暖。
(3)炒栗子时里面加沙子有何作用?炒栗子时,栗子表面与热锅的接触面积很小,不利于传热。沙子的颗粒小可以填塞栗子间的空隙,这些被炒热的沙子大大增加了对栗子传热的面积,使栗子能均匀受热。另外,沙子的比热容较小,吸热时升温较快,可缩短炒熟的时间。也可以节能。
(4)城市种植花草树木,提高绿地覆盖率,修建人工湖,扩大水域面积,大大改善了市民的居住环境,让全市民享受到了“绿城”带来的实惠。从物理角度讲,花草树木对声音有一定的吸收作用,起到减弱噪音的作用:人工湖的建成,由于水的比热容较大,吸收或放出热量时,水的温度变化较小,即温差小,有恒温作用。
(5)夏日,在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热,这是因为质量相等的水和混凝土,照射同样的时间,吸收相同热量,由于水的比热容较大,水的温度升高较小。因此,池水的温度比混凝土低,所以在烈日暴晒下,游泳池旁的混凝土地面热得烫脚,而池中的水却不怎么热。
三、热量的计算
(1)物质吸热时热量的简单计算:Q吸=cm△t=cm(t-t0);
(2)物质放热时热量的计算:Q放=cm△t= cm(t0-t)。
(3)其中:Q吸—吸收的热量,单位:焦(J),Q放—放出的热量。
c—比热容,单位:焦每千克摄氏度(J/(kg·℃))
m—质量,单位:千克(kg)
△t—变化的温度(升高或降低的温度),单位:摄氏度(℃);t0—初始温度、t—末温。
【方法技巧】比热容概念及应用
1.属性物质在任何条件下都具有的、不变的性质,如质量,不随外界的条件的变化而变化。特性一种物质区别于其他物质的性质,在外界条件变化时会发生变化,比如比热容是物质的已知特性,会随物质状态的变化而变化。
2.比热容图像
(1)等时分析法:作一条垂直于温度轴的直线,可以看出升高相同的温度时,加热时间的长短;
(2)等温分析法:作一条垂直于时间的直线,可以比较加热时间相同时,温度升高的多少。
3.水的比热容大的应用,主要有两个方面
(1)一定质量的水吸收(或放出)很多的热量而自身的温度却变化不多,有利于调节温度;
(2)一定质量的水升高(或降低)一定温度,吸热(或放热)很多,常用作冷却剂或供热介质。
▌考点二: 热值
一、燃料的热值
1.燃料
(1)燃料的种类:燃料是指可燃烧的物质,根据不同标准,燃料可分为不同的种类,最常见的是按其物理状态分类。
(2)燃料燃烧时能量转化:燃料在燃烧时将化学能转化为内能。
2.燃料的热值:燃料种类很多,由于其燃烧成分不同,相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量不同,在物理学上用“热值”来表示燃料燃烧的放热本领。
(1)热值:某种燃料完全燃烧放出的热量,与其质量的比值叫这种燃料的热值;用“q”表示。
(2)热值单位:J/kg。
(3)热值的物理意义:一、1kg某种燃料完全燃烧放出的热量就等于该燃料的热值;二、热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中,化学能转变成内能的本领大小;也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。
(4)燃料燃烧放出的热量:热量:Q放 =qm;(Q放 是燃料放出的热量,单位是J;q是热值,单位是J/kg;m 是质量,单位是kg)
固体燃料、液体燃料的热值以“J/kg”为单位,而气体燃料的热值以“J/m3”为单位。因此Q放 =qm一般用于固体燃料和液体燃料放热的计算;Q放 =Vq一般用于气体燃料放出热值的计算,其中V为气体燃料的体积。
(5)对燃料热值的透析
热值是燃料的一种固有性质
热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中,化学能转变成内能的本领大小;也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关
对完全燃烧的理解
对于热值的概念,要注重理解三个关键词:“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值;某种燃料是指热值与燃料的种类有关;完全燃烧意思是燃料要完全烧尽,否则1kg燃料燃烧过程中,化学能转变成内能就不是该热值所确定的值
热值的作用
燃料热值的高低是衡量燃料优劣的主要指标
二、热机的效率
1.燃料的有效利用:用煤气灶、锅炉、煤炉等烧水时,燃料不能完全燃烧利用,具体原因是多样的。例如,燃料不能完全燃烧而损失了一部分能量,装水的容器吸收了一部分能量、灶体本身也会吸收一部分能量,高温的烟气带走了一部分能量,还有一部分能量直接散失掉了,水吸收的热量只占燃料燃烧放出热量的一部分,只有水吸收的热量才是有效利用的部分。如图所示:
2.锅炉的效率
(1)锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。锅炉包括锅和炉两部分,锅是指盛水的容器,炉是燃料燃烧的装置。
(2)提高锅炉燃料利用率的途径:一、让燃料尽可能充分燃烧,如将煤研磨成粉状,加大进风量等;二、减少热量损失,如加大有效受热面积等。
3.内燃机中热量燃烧的能量流向图
4.热机效率
(1)定义:用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。
(2)计算公式:
对热机而言,其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用,故热机的效率公式又可写成:。
(3)物理意义:热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低,因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。
(4)常见热机效率:蒸汽机6%-15%,汽油机20%-30%,柴油机30%-45%。
热机效率总小于1的原因:因为热机中用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的总能量的一部分,由于各种能量的损失和燃烧条件的限制,这部分能量一定小于完全燃烧放出总能量,所以有用功的能量与燃烧放出的总能量的比值必然小于1,即热机的效率一定小于1。
5.提高热机效率的主要途径
①改善燃烧的条件,使燃料尽可能充分燃烧(将煤磨成煤粉,用空气吹进炉膛,使之更充分燃烧);
②减少各种热量损失(I. 加大受热面积,以减少烟尘废气带走的热量;II. 使用较好的保温材料,减少热损失);
③在热机设计和制造上,采用先进的技术;
④保障良好的润滑,减少机械摩擦。
【方法技巧】热值及其相关计算
(1)对热值的理解
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫这种燃料的热值。从定义上看,热值是燃料的一种性质,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等无关。
(2)热值相关计算
解答是要注意干木柴完全燃烧放出的热量完全被水吸收,从而建立等式关系Q放=Q吸。
✍题型培优练
1.一杯水由80℃降至20℃放出的热量为,它由30℃升高到70℃吸收的热量为,则( )
A. B. C. D.无法比较
【答案】B
【解析】一杯水由80℃降至20℃放出的热量,它由30℃升高到70℃吸收的热量,因为,所以,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.由关于同一种物质的比热容c,下列说法正确的是( )
A.若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍 B.若质量增大一倍,则比热容减至一半
C.若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍 D.无论质量多大,比热容都一样
【答案】D
【解析】比热容是物质本身的一种特性,仅由物质的种类和状态决定,和物质的质量、吸收或放出的热量、温度的变化量都没有关系。吸收的热量增大一倍、质量增大一倍、温度差增大一倍,都不会改变物质本身的种类和状态,因此比热容的数值不会发生任何变化。故选D。
3.(25-26七年级下·浙江绍兴·期末)如图所示为热水与冷水混合后温度随时间变化的图像(不考虑热量散失)。下列说法正确的是( )
A.热水冷却时温度匀速下降 B.达到热平衡时的温度为50℃
C.冷水的质量比热水的质量多 D.热水放出的热量比冷水吸收的热量多
【答案】C
【解析】A.由图可知,热水冷却时图像是一条曲线,温度不是匀速下降,故A错误;
B.图像中热水降温、冷水升温,最终水平段对应共同温度,即40℃,所以达到热平衡时的温度为40℃,故B错误;
C.冷水质量判断根据热平衡方cm冷(t−t冷初)=cm热(t热初−t),得到,所以冷水的质量比热水的质量多,故C正确;
D.热量关系不考虑热量散失,热水放出的热量等于冷水吸收的热量,故D错误。故选C。
4.(25-26九年级上·浙江杭州·期中)根据表中的数据是一些物质的比热容/[],判断下列说法正确的是( )
水
铝
煤油、冰
干泥土
砂石
铜
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.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多
【答案】D
【解析】A.由表中数据可知,煤油和冰的比热容均为,所以不同物质的比热容也可能相同,故A错误;
B.因为湿泥土中含有水,则干泥土的比热容比湿泥土的比热容小,相同质量的干泥土和湿泥土在阳光照射下吸收相同热量时,根据可知,干泥土升温比湿泥土升温快,故B错误;
C.沿海地区水多,内陆地区水少、沙石多,因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少,使得沿海地区昼夜的温差小,故C错误;
D.因为铝的比热容比铜大,根据可知,质量相等的铝块和铜块升高相同的温度时,铝块吸收的热量多,故D正确。故选D。
5.(26-27九年级上·浙江·课后作业)如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质
水
煤油
冰
铝
铜
比热容/(J·kg-1·℃-1)
4.2×103
2.1×103
2.1×103
0.88×103
0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
【答案】C
【解析】A.由表格中的数据可知,冰和煤油的比热容相同,说明不同物质的比热容可以相同,故A错误;
B.比热容是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,同种物质的状态改变时,比热容也可能发生改变,故B错误;
C.质量相等的铝和铜升高相同的温度,根据可知,铝的比热容比铜大,铝吸收的热量更多,故C正确;
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量时,由可知,比热容越大,升高的温度越少。水的比热容比煤油大,所以水升高的温度更少,故D错误。故选C。
6.将三只质量、温度都相等的铜球、铁球和铝球(),分别放到质量相同、温度也相同的三杯热水中去(水温高于三只金属球的温度),当三杯水都达到热平衡时( )
A.三杯水的温度相同 B.放入铜块的水温度最低
C.放入铁块的水温度最低 D.放入铝块的水温度最低
【答案】D
【解析】将三只质量、温度都相等的铜球、铁球和铝球(),分别放到质量相同、温度也相同的三杯热水中去(水温高于三只金属球的温度),不计热量损失,当三杯水都达到热平衡时,根据热平衡方程
可得,已知,假设混合温度相同为,则比热大的吸收热量多;若水从降到t放出的热量正好供给比热容最小的铜,使其温度升高到t,则铁球和铝球放入水中热平衡后的温度要比t低,否则达不到热平衡,且金属球的比热越大混合温度越低,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
7.A、B是两个同种材料制成的金属球,A球体积大,B球体积小,放在沸水中加热相当长的时间后,取出并立即放在0℃的大冰块上,能使冰熔化得较多的金属球( )
A.一定是A球 B.一定是B球
C.可能是B球 D.具有较大的比热容
【答案】C
【解析】“冰熔化得较多”表明冰吸收的热量较多,由可知,该金属球放出的热量较多;“沸水中加热相当长的时间后”表明金属球初温与沸水的温度相同,“取出并立即放在0℃的大冰块上”使冰熔化,表明金属球的末温为0℃,即两个金属球的温度变化相同;
D.AB两球由同种材料制成,比热相同,故D不符合题意;
ABC.根据热量计算公式可知,即质量大的金属球,放出的热量多,使冰熔化多,而根据质量计算公式可知,若A、B球为实心球,则A球体积大,质量大;但题中对金属球是实心还是空心没有界定,因此也可能B球的质量大,可能是B球能使冰熔化得较多,故C符合题意,AB不符合题意。故选C。
8.下列事实中,能够说明物体吸收热量与物质的种类有关的是( )
A.把质量相等的酒精和水从室温加热到沸腾,水吸收的热量多
B.把体积相等的煤油和水从室温加热到50℃,水吸收的热量多
C.把质量相等的酒精和煤油从20℃加热到30℃,酒精吸收的热量多
D.把质量相等的水和冰,从0℃加热到10℃,冰吸收的热量多
【答案】C
【解析】A.酒精和水的沸点不同,从室温加热到沸腾时二者升高的温度不一样,变量不唯一,无法说明吸热和物质种类有关,故A不符合题意;
B.体积相等的煤油和水,因为二者密度不同,所以质量不相等,存在质量、物质种类两个变量,不符合控制变量要求,故B不符合题意;
C.质量相等的酒精和煤油,升高的温度均为10℃,仅物质种类不同,最终吸热多少有差异,符合要求,能说明物体吸收热量与物质种类有关,故C符合题意;
D.冰是晶体,在0℃加热到10℃的过程中,会先发生熔化吸热,熔化过程温度保持0℃不变,二者的升温过程存在状态变化的额外变量,不能直接用来对比物质本身的吸热特性,故D不符合题意。故选C。
9.某同学用两个相同的酒精灯同时分别对质量为、比热容为的甲物质和质量为,比热容为的乙物质加热.若在相等的时间内甲、乙物质吸收的热量相等,甲物质的温度变化比乙物质的温度变化大,则下列推断中肯定错误的是( )
A.若,则 B.若,则
C.若,则 D.若,则
【答案】D
【解析】由题意可知,相等时间内甲乙吸收热量,且甲的温度变化,根据推导得
A.若,由 可得:,故A正确,不符合题意;
BC.若,由推导可知,c1与c2的关系可能是大于,小于或者等于,故BC都可能正确,故不符合题意;
D.若,同时的话,一定会大于,和完全矛盾,该推断肯定错误,故D符合题意。故选D。
10.(25-26九年级上·浙江杭州·期中)新能源油电混合动力汽车工作模式为:纯电模式行驶时,内燃机不工作,由蓄电池提供能量;混动模式行驶时,内燃机工作,既可以给汽车行驶提供能量,还可以给蓄电池充电。若汽车以混动模式在平直公路上匀速行驶100km消耗12L的燃料。已知燃料的密度,请计算:
(1)若燃料的热值为,则燃料完全燃烧12L放出多少热量?
(2)若燃料完全燃烧放出的热量用来给水箱中的防冻液加热,加热效率为50%,使防冻液温度从20℃升高到70℃,求防冻液的质量?【防冻液的比热容为
【答案】(1)4.14×108J(2)1035kg
【解析】(1)12L的燃料质量为,
则燃料完全燃烧12L放出的热量为。
(2)防冻液吸收的热量为,
所以防冻液的质量为。
11.(26-27九年级上·浙江·开学考试)随着能源结构的改善,不同燃料的燃气热水器已走进千家万户,某家庭用的天然气热水器,将30kg的水从14℃加热到80℃,完全燃烧了0.3m3的天然气,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为4×107J/m3。试求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)该热水器烧水的效率是多少?
【答案】(1)(2)69.3%
【解析】(1)水吸收的热量。
(2)天然气完全燃烧放出的热量,
该热水器烧水的效率为。
12.(25-26九年级上·浙江杭州·阶段检测)如图所示,小乐用燃气灶烧水。在一个标准大气压下,将一壶初温为20℃的水烧开,消耗了0.02m3的天然气。已知该燃气灶的效率为40%,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值为8.4×107J/m3。求:
(1)壶中的水温度的升高是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变了其内能。
(2)0.02m3的天然气完全燃烧所放出的热量。
(3)求水壶中水的质量。
【答案】(1)热传递(2)(3)2kg
【解析】(1)壶中的水吸收热量、温度升高、内能增大,是通过热传递的方式改变了水的内能。
(2)天然气完全燃烧所放出的热量。
(3)水吸收的热量,在一个标准大气压下,水的沸点为100℃,即水的末温为t=100℃,则水的质量。
13.一水壶中水的质量是2.5kg,在液化石油气炉上从20℃煮至沸腾(沸腾温度为100℃)。在此过程中共燃烧了液化石油气50g。已知水的比热容是,液化石油气的热值,壶吸热忽略不计。
(1)水共吸收了多少热量?
(2)这些液化石油气完全燃烧共放出多少热量?
(3)气炉的效率是多少?
【答案】(1)(2)(3)40%
【解析】(1)水吸收的热量是。
(2)液化石油气放出的热量是。
(3)气炉的效率是。
14.(25-26九年级上·浙江杭州·期中)如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把壶内20℃,5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤,此过程中,烧水效率为28%,为提高煤炉效率,浙江大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同,等量水的过程中,还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃,, ,以上过程中,请问:
(1)普通煤炉将5kg的20℃水烧开需要吸收多少热量?
(2)普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大?
(3)双加热煤炉的烧水效率有多大?
【答案】(1)(2)0.2kg(3)42%
【解析】(1)标准大气压下,水的沸点为100℃,20℃水烧开上升的温度,
水烧开需要吸收的热量。
(2)普通煤炉完全燃烧煤放出的热量,
普通煤炉完全燃烧煤的质量。
(3)双加热煤炉炉壁间水吸收的热量,
双加热煤炉加热过程中水吸收的热量,
双加热煤炉的烧水效率。
15.一千克高浓度铀被用于为核潜艇或核动力航母提供能量,相当于380万升的汽油提供的能量(380万升的汽油能够装满边长为15米的正方体)。试计算1.5千克高浓度铀完全释放能提供多少能量(汽油的热值是焦/千克,密度是千克/米3)。
【答案】
【解析】380万升的汽油能够装满边长为15m的正方体,380万升的汽油的体积,根据密度公式,可得汽油总质量 ,1千克铀对应的等效能量(即380万升汽油完全燃烧的放热) ,1.5千克铀的总能量 。
16.从2026年3月1日起国家将实施燃气灶新国标,将燃气灶一级能效热效率从提升至。小芸用未知热效率的燃气灶,将一壶质量为,初温为的水烧开,消耗了的天然气。已知,,气压为一标准大气压。求:
(1)水加热至沸腾吸收的热量是多少?
(2)若按照燃气灶新国标热效率达到,烧开这壶水可以节约天然气多少?
【答案】(1)(2)
【解析】(1)水吸收的热量。
(2)由题意可知,天然气完全燃烧放出的热量,
需要天然气体积,
节约的天然气体积。
17.如图所示,是百度开发的一款无人驾驶汽车,汽车自动驾驶时用激光测距器来了解周围的交通状况,用北斗卫星导航系统进行定位和导航,该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶一段距离时,消耗汽油2kg,该汽油机的效率为30%,在这段行驶过程中,(已知:汽油的热值为4.5×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)完全燃烧2kg汽油放出多少热量?
(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%,若这些废气带走的能量全部被质量为200kg的水吸收,在一个标准大气压下,水升高的温度是多少?
(3)汽车在这段行过程中获得多少机械能?
(4)如果汽油机的效率提高到40%,其他条件都不变,那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少?
【答案】(1)(2)45℃(3)(4)1.5kg
【解析】(1)完全燃烧2kg汽油放出的热量。
(2)水吸收的热量,
由得,水升高的温度。
(3)已知该汽油机的效率为30%,则汽车获得的机械能。
(4)汽油机的效率提高到40%时,汽车输出的机械能不变,即,则汽车在这段路程消耗的汽油质量。
18.(25-26九年级上·浙江杭州·阶段检测)工作人员采取了部分页岩气样品,经初步检测该页岩气样品中的天然气含量为90%,为了确定其中是否还含有其它可燃性成分,现在在实验室进一步对其进行热值测试:假设所取样品气体的体积为1L,用它烧水,使得1kg的水温度升高了5℃,已知检测所用的烧水炉的效率为70%,天然气的热值为。()请根据以上信息计算:
(1)检测过程中,水吸收的热量是多少?
(2)检测过程中,页岩气样品所释放的热量是多少?
(3)该页岩气样品的热值为多少?
【答案】(1)(2)(3)
【解析】(1)水吸收的热量。
(2)页岩气样品所释放的热量。
(3)气体体积,
该页岩气样品的热值。
19.(24-25九年级上·浙江宁波·阶段检测)为了比较液体a和液体b的吸热能力,小科用如图所示装置在沸水中加热a和b,a、b初温相同。
(1)本实验中,液体a、b内能增加的途径是 ;
(2)实验中要用到天平这一测量工具,目的是 ;
(3)水浴法加热10min,a吸收的热量 b吸收的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(4)实验过程中,小科观察到温度计甲的示数变化始终比乙快。由此可得,液体a的比热容与液体b的比热容的大小关系是: 。
【答案】(1)热传递(2)使两种液体的质量相同(3)等于(4)<
【解析】(1)液体a、b在被加热的过程中,吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式改变自身内能的。
(2)探究不同物质的吸热能力需要控制物质的质量相同,因此需要天平测量质量。
(3)实验中选用相同的热源加热,则相同时间内,a吸收的热量等于b吸收的热量。
(4)质量相同的a、b两液体,吸收相同的热量,a液体升高的温度大于b液体升高的温度,则说明a液体的吸热能力小于b液体的吸热能力,即。
20.(24-25九年级上·浙江杭州·阶段检测)氢燃料新能源具有清洁无污染、效率高等优点,其热值为,且标准大气压下水的沸点是100℃。请计算:
(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)用这些热量给质量为250kg,温度为25℃的水加热(不计热量损失),水升高到多少摄氏度?已知水的比热容为。
(3)某氢能源汽车以的恒定功率做匀速行驶,如果0.6kg的氢燃料完全燃烧获得热量有50%用来做有用功,能使该汽车匀速行驶多长时间?
【答案】(1)8.4×107J(2)100℃(3)300s
【解析】(1)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放=mq氢=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J 。
(2)不计热量损失,水吸收的热量Q吸=Q放=8.4×107J,由Q吸=cmΔt得,水升高温度,标准大气压下水的沸点是100℃,所以水不能升温80℃,升高到100℃不再升高,水的末温100℃。
(3)有用功W=ηQ放=50%×8.4×107J =4.2×107J ,由得,能使该汽车匀速行驶的时间。
答:(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是8.4×107J;
(2)水升高到100℃;
(3)能使该汽车匀速行驶300s。
21.(26-27九年级下·浙江·课后作业)发动机是汽车的核心部件,发动机的质量决定了整车的性能和品质,现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机,发动机内有四个汽缸,其相关数据如下表所示。
1min内完成工作循环
2600次
93#汽油
汽缸内汽油和空气的混合密度
1.35kg/m3
排气量
1.8L
热值
4.6×107J/kg
发动机最大功率
75kW
空燃比
14∶1
(1)汽车以100km/h速度匀速运动时发动机的输出功率最大,则1min内发动机输出的有用功多大?
(2)汽车排气量是指发动机气缸的工作容积,汽车排气量越大,功率越大,根据表中数据求汽车发动机的效率。(计算结果保留一位小数)
【答案】(1)(2)23.2%
【解析】(1)由表格可知发动机最大输出功率为75kW,1min为60s。则1min内发动机输出的有用功为。
(2)由排气量和混合气体密度可求出每个工作循环吸入的汽油和空气混合气体质量,空燃比为14∶1,即空气与汽油的质量之比为14∶1,因此汽油质量占混合气体总质量的十五分之一,由表格可知1min内完成2600次工作循环,则1min内消耗的汽油总质量为,
汽油完全燃烧放出的热量为,
发动机效率为有用功与燃料完全燃烧放出热量之比。
22.(2025·浙江宁波·三模)“照书烛必令粗而短,勿过一尺。粗则耐,短则近。书灯勿用铜盏,惟瓷盏最省油。蜀有瓷盏,注水于盏唇窍中,可省油之半”,这是《陆放翁全集·斋居纪事》中记载的内容,可见古人也讲低碳环保。如图为四川出土的宋代省油灯及其原理图。
(1)在房间点燃煤油灯,燃烧过程中产生的气味充满整个房间,这里除空气对流外,还因为分子 。
(2)灯芯的火焰并未将整个油面点燃,而且火焰在焰心处温度最低,这是由于油燃烧先要变成油蒸气。可见灯芯处,油发生的物态变化是 。
(3)“注水于盏唇窍中,可省油之半”的大致意思是:在灯盏的夹层处注入水,可节约近半灯油。请用所学的知识进行解释
。
【答案】(1)在不停地做无规则运动(2)汽化
(3)水的比热容大,和其它液体相比较,升高相同温度能吸收油传递的热量更多;同时,水汽化吸热,使油的温度不会升高得很快,减缓油的汽化
【解析】(1)在房间点燃煤油灯,燃烧过程中产生的气味充满整个房间,这是扩散现象,是因为分子在做永不停息的无规则运动。
(2)由于油燃烧先要变成油蒸气,灯芯处油发生的物态变化是汽化,汽化吸热,使得火焰在焰心处温度最低。
(3)略。
23.国家大力推广新能源汽车应用,某款国产氢燃料电池车在某次测试中在2100N的牵引力下能匀速行驶24km的路程,消耗0.6kg的氢燃料,则该款氢能源汽车效率为 。若将该辆氢能源汽车此过程损失的能量,用来加热水,可使 kg的水从10℃加热到90℃。(,)
【答案】60% 100
【解析】牵引力做的功为,
消耗0.6kg的氢能源放出的热量为,
该款氢能源汽车效率为,
该辆氢能源汽车此过程损失的能量,
水的质量。
24.两个铝块的质量之比为1∶4,升高的温度之比是2∶1,则两铝块的比热容之比为 ,吸收的热量之比为 。
【答案】1∶1 1∶2
【解析】比热容是物质本身的一种性质,与物质的种类和物态有关;与物体的质量和温度变化量无关,两个铝块的比热容相同,则两铝块的比热容之比为;两个铝块的质量之比为1∶4,升高的温度之比是2∶1,吸收的热量之比。
25.(25-26七年级下·浙江台州·期末)将质量为10kg的热水与冷水混合,不考虑热量散失,混合过程中温度随时间变化的图像如图所示。
(1)混合后,达到热平衡时的温度为 ℃。
(2)热水放出的热量与冷水吸收的热量 (填“相等”或“不相等”)。
(3)实验所用的冷水质量 (填“>”“<”或“=”)10kg。
【答案】(1)40(2)相等(3)>
【解析】(1)热平衡时,冷水和热水的温度会稳定在同一数值,也就是图像中两条曲线重合后的水平段温度。 从图中可以看到,最终稳定温度为40℃。
(2)不考虑热量散失,根据能量守恒定律,热水放出的热量全部被冷水吸收,即热水放出的热量与冷水吸收的热量相等。
(3)由图像可知,热水初温为70℃,末温为40℃,热水温度的变化量,冷水初温为30℃,末温40℃,冷水的温度变化,根据热平衡方程可得,冷水的质量,实验所用的冷水质量大于10kg。
26.用如图1所示的实验装置来完成“比较不同物质吸热的情况”实验。
(1)为保证实验的科学性,两个相同的烧杯中装有 (选填“质量”或“体积”)相等的水和食用油;
(2)选用两个相同规格的电加热器加热,目的是使水和食用油在相等的时间内 (选填“吸收的热量相同”或“升高的温度相同”);
(3)根据实验绘制出水和食用油加热过程中温度随时间变化图像如右图所示,则反映出水的吸热能力 (选填“小于”“等于”或“大于”)食用油的吸热能力。
【答案】(1)质量(2)吸收的热量相同(3)大于
【解析】(1)比较不同物质吸热情况的实验时,根据控制变量法可知,要控制水和食用油的质量相等。
(2)选用两个相同规格的电加热器加热时,加热时间相同则放出的热量相同,这样能使水和食用油在相等的时间内吸收的热量相同。
(3)由图像可知,加热相同的时间,即吸收相同的热量时,食用油升高的温度比水升高的温度多。根据比较吸热能力的一种方法“相同质量的不同物质吸收相同的热量时,温度变化小的吸热能力强”可知,水的吸热能力大于食用油的吸热能力。
27.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时,制作了如图甲所示的实验装置:有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计,盒外采用优质保温材料包裹。
(1)采用优质保温材料的目的是减少实验过程中 的散失;
(2)保持水的质量和电流不变,换用不同阻值的电阻丝R,记录水温变化和通电时间t的数据,整理部分数据并绘制图像如图乙。根据上述实验,可以得出结论: ;
(3)保持水的质量、电阻和通电时间不变,改变电流大小,相关数据整理如下表;
电流I/A
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
升高的温度ΔT/℃
0.4
0.9
_____
2.5
3.6
分析表中数据,并将表中所缺的数据补上。
(4)实验时仅将图甲中的水换成煤油,其余条件不变,温度的变化会 。(填“更大”、“更小”或“无变化”)
【答案】(1)热量(2)电流和通电时间相同时,电阻越大,电阻丝产生的热量越多(3)1.6(4)更大
【解析】(1)本实验通过水吸收热量升温来反映电阻丝产生的热量,使用优质保温材料可以减少实验装置内的热量向外界散失,减小实验的误差。
(2)实验控制了水的质量、电流、通电时间均不变,从图乙的过原点直线可以看出ΔT与R成正比;而水吸收的热量和ΔT成正比,因此可推得电流和通电时间相同时,电阻越大,电阻丝产生的热量越多。
(3)实验控制水的质量、电阻、通电时间不变,分析表格数据:电流为0.2A时,0.3A时,0.5A时,可见ΔT与电流的平方成正比,因此电流为0.4A时,
(4)水的比热容比煤油大,在电阻丝放出相同热量、液体质量相同时,根据,比热容越小,温度变化ΔT越大,因此换成煤油后温度变化会更大。
28.(25-26九年级上·浙江宁波·期末)小科利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体。得到温度随时间变化的图像如图乙所示。
(1)相同时间内a中加热器产生的热量 (填“>”、“=”或“<”)b中加热器产生的热量。
(2)此实验中可用 来反映液体吸收热量的多少。
(3)分析图乙可知:a液体的比热容比b液体的比热容 (填“大”或“小”)。
(4)若a、b两种液体都用来做发动机的冷却液,则液体 效果更好。
【答案】(1)(2)加热时间(3)小(4)b
【解析】(1)实验使用的是相同规格的加热器,相同时间内加热器的功率一致,工作相同时间产生的热量相等,因此a中加热器产热等于b中加热器产热。
(2)相同加热器单位时间放出的热量相同,转换为液体吸收的热量也和加热时长成正比,因此可以用加热时间的长短来间接反映液体吸收热量的多少。
(3)根据比热容公式,两种液体质量m相等,相同加热时间下吸收的热量Q相等,从图像能看出a的温度升高幅度Δt比b更大,因此a的比热容更小。
(4)冷却液需要比热容大的物质,相同质量下升高相同温度时能吸收更多热量,冷却效果更好,b的比热容更大,因此b做冷却液效果更好。
29.为研究不同物质的吸热能力,某同学用两个完全相同的酒精灯,分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图所示。
(1)根据图像,某同学认为:“加热相同的时间时,甲升高的温度高一些,这说明甲吸收的热量多一些。”这位同学的判断是否正确?请说明理由: 。
(2)要使甲、乙升高相同的温度,应给 加热更长的时间,这说明 的吸热能力强些。
(3)如果已知甲的比热容是,则乙的比热容是 。
【答案】(1)不正确;两个完全相同的酒精灯加热相同时间,甲、乙吸收的热量相等(2)乙 乙(3)
【解析】(1)实验中用两个完全相同酒精灯加热,相同时间内甲、乙两种液体吸收的热量相等,升高温度的不同是因为吸热能力不同。
(2)从图像可得,升高相同温度时,乙需要的加热时间更长,吸收的热量更多,说明乙的吸热能力更强。
(3) 根据图像,取加热时间为,吸收热量相同,初温都是,甲的温度变化量为
乙的温度变化量为,由,得。
30.(24-25九年级上·浙江金华·阶段检测)为了比较两种燃料的热值,小金采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同,实验中忽略热量损失。
(1)实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底,则测量的温度值 (“偏大”、“偏小”或“不变”);
(2)实验中燃烧相同质量的燃料,根据 来比较放出热量的多少;
(3)小金选用了燃料a和燃料b进行实验,当燃料燃尽后,小金根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图乙所示的图像,则可初步判断燃料 的热值大;
(4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示,根据丙图像,燃料1和燃料2的热值之比为 。
【答案】(1)偏大(2)温度计上升的示数(3)b(4)8∶3
【解析】(1)实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底,由于杯底的温度较高,所以测量的温度值偏大。
(2)由于实验中不能直接观察到燃料放出热量的多少,所以实验中运用转换法,用烧杯中温度计上升的示数来比较放出热量的多少。
(3)由图乙可知,燃料燃尽后,燃料b能使烧杯中温度计上升的示数更大,所以燃料b放出热量更多,故燃料b的热值大。
(4)由图丙可知,燃料1使水温度升高到100℃,水的温度保持不变,水在5min内,温度由20℃升高到100℃,温度升高80℃,燃料2使水温在15min内,温度由20℃升高到80℃,则燃料2使水温在5min内,升高20℃;则在5min内,两套装置中的水吸收热量之比
则在5min内,两套装置中的燃料放出热量之比为4∶1,在5min内,燃料1只燃烧总质量的,燃料2只燃烧总质量的,则燃料1和燃料2的热值之比。
31.(24-25九年级上·浙江金华·期中)为探究不同物质的吸热能力,小科用两个完全相同的酒精灯,分别给质量和初温都相同的a、b两种液体同时加热,分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图乙所示(不考虑热量的散失);
(1)实验中,如果要使a、b两种液体最后的温度相同,a液体的加热时间 (选填“大于”、“小于”或“等于”)b液体的加热时间;
(2)实验表明, (选填“a”或“b”)吸热的能力更强;
(3)小科想用如图丙所示装置测酒精的热值,加热前酒精灯的质量为m1,加热一段时间后变为m2;烧杯中液体的质量为M,初温为t1,末温为t2,烧杯中液体的比热容用c表示;请你帮助小科用以上符号写出酒精热值的表达式: ;小科测算后发现,测量值比课本中的“标准值”小很多,请你写出一条可能的原因: 。
【答案】(1)小于(2)b(3) 加热过程中热量散失
【解析】(1)由乙图可知,当a、b两种液体升高相同的温度时,b需要加热的时间长,吸收的热量多,即a液体的加热时间小于b液体的加热时间。
(2)由乙图可知,由于质量相同的a、b两种液体,升高相同的温度,b需要加热的时间长,吸收的热量多,则说明b液体吸热能力强。
(3)不考虑热量的散失,加热前后烧杯中液体吸收的热量与燃烧酒精放出的热量相等
消耗酒精的质量,则酒精热值。由于酒精不能完全燃烧,所以酒精燃烧放出的热量比完全燃烧放出的热量少,且酒精燃烧放出的热量不能全部被液体吸收,加热过程中有热量散失,所以测量值比课本中的“标准值”小很多。
32.(24-25九年级上·浙江·期末)在学习了燃料的热值后,小明想利用如图所示装置探究煤油和色拉油的热值大小。已知烧杯中装有等质量的水,并控制燃烧的火焰和石棉网的距离相等,具体实验结果如下表:
燃料种类
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
煤油
20
38
色拉油
20
28
(1)实验中,需在玻璃容器中加入质量 (填“相同”或“不同”)的煤油和色拉油做燃料,制成煤油灯和色拉油灯。
(2)实验中,烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水 。
(3)小红认为小明的实验能比较煤油和色拉油的热值大小,但无法精确测得两者的热值,其原因是 。
【答案】(1)相同(2)沸腾(或全部汽化)(3)存在热损失(合理即可)
【解析】(1)为比较煤油和菜籽油热值的大小,实验过程中应采用控制变量法,需要控制煤油和色拉油的质量相同。
(2)烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水沸腾,因为水沸腾之后吸收热量,但温度不再上升。
(3)因为在实验过程中存在热损失,煤油和菜籽油燃烧所产生的热量并没有完全被水吸收,所以无法精确测得两者的热值。
33.如图是小明学习了热量与比热容之后,对探究“不同物质吸热能力”和“不同燃料燃烧放热能力”的实验设计的装置图:
(一)在“探究物质的吸热能力”实验中,将A和B两种液体分别装在两个相同的烧杯中,两杯液体的质量相同。用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度。
(1)实验中,可以通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少。
(2)由图象可知,A、B两种液体的比热容之比是 。
(二)在“不同燃料燃烧放热能力”的实验中,如图2:
(3)燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 (选填“温度计示数变化”或“加热时间长短”)来反映的。
(4)在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了。为避免这种情况的出现,请对该组提出一条改进建议 。
【答案】(1)加热时间 (2)1:2 (3)温度计示数变化 (4)增加烧杯中水的质量或减少燃料的质量
【解析】(1)在“探究物质的吸热能力”实验中,加热装置相同,相同时间内物质吸收热量相同,所以实验中,可以通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少。
(2)温度变化量相同,加热时间之比等于比热容之比,温度都升高40℃,A用时4min,B用时8min,A、B两种液体的比热容之比是1:2。
(3)在“不同燃料燃烧放热能力”的实验中,应该控制燃料的质量相同,被加热的物质质量和种类相同。燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过温度计示数变化来反映的。
(4)为了避免在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾,可以减少燃料的质量,可以增加烧杯中水的质量。
34.(25-26九年级上·浙江台州·期末)如图是科学小组为测定花生仁所含的能量,设计的甲、乙、丙三套实验装置。
(1)相比较于乙,甲装置的缺点是 。
(2)用乙图装置可有效克服甲组的困难,但测得的数据是否就是花生仁所含的实际能量值呢?实验小组展开进一步实验与探究。
【初步测定】查看实验报告时发现第三组中有一数据缺失。根据其余数据推算,可知该数据为 。(已知:水的比热为
组别
种子质量/g
试管中水加热前水温/℃
试管中水加热后水温/℃
试管中水体积/mL
吸收能量/J
1
1
20.4
68.5
5
1010.1
2
1
20.7
70.9
5
1054.2
3
1
21.1
5
1052.1
【查阅资料】每克花生种子实际含有能量23528J。
【实验改进】分析了导致测量值与实际值之间巨大差异的原因后,同学们设计了如图丙所示的装置。其中通入氧气的目的是 。
【观察记录】为测得花生仁燃烧释放的所有能量,根据丙图的实验设计,除了需要测量上述表格中的数据、烧杯中水的质量外,还需测量烧杯中水的 。
【继续完善】通过改进实验,测得每克花生种子所含能量为11848J,但与实际所含能量依然存在很大差异,于是同学们进一步完善改进实验……
【答案】(1)热量会散失(2)71.2 充分燃烧 初温、末温
【解析】(1)和乙相比较,甲处于开放的环境中,甲装置的缺点是热量会散失一部分。
(2)由第1组数据可知,试管中水温升高1℃吸收的热量,由第2组数据可知,试管中水温升高1℃吸收的热量,由以上计算可知,试管内的水每升高1℃吸收的热量为21J,即,第3次实验时,水升高的温度,根据其余数据推算,可知该数据为。氧气能够助燃,图丙中,通入氧气的目的是使花生仁充分燃烧。图丙中,散失的热量被水吸收,根据丙图的实验设计,除了需要测量上述表格中的数据、烧杯中水的质量外,还需测量烧杯中水的初温和末温,计算处水吸收的热量。
35.(23-24九年级上·浙江杭州·期末)为了比较两种燃料的热值,小金采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同,实验中忽略热量损失。
(1)实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底,则测量的温度值 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(2)实验中燃烧相同质量的燃料,根据 来比较放出热量的多少;
(3)小金选用了相同质量的燃料a和燃料b进行实验;当燃料燃尽后,小金根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图乙所示的图像,则可初步判断燃料 的热值大;
(4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,燃料1和燃料2的质量相同,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示,根据丙图像,燃料1和燃料2的热值之比为 。
【答案】(1)偏大 (2)温度计上升的示数 (3)b (4)8∶3
【解析】(1)实验时若温度计的玻璃泡碰到杯底,由于杯底的温度较高,则测量的温度值偏大。
(2)由于实验中不能直接观察到燃料放出热量的多少,所以实验中运用转换法,用烧杯中温度计上升的示数来比较放出热量的多少。
(3)由图乙可知,燃料燃尽后,燃料b能使烧杯中温度计上升的示数更大,所以燃料b放出热量更多,故燃料b的热值大。
(4)由图丙可知,燃料1使水温度升高到100℃,水的温度保持不变,水在5min内,温度由20℃升高到100℃,温度升高80℃,燃料2使水温在15min内,温度由20℃升高到80℃,则燃料2使水温在5min内,升高20℃;则在5min内,两套装置中的水吸收热量之比,则在5min内,两套装置中的燃料放出热量之比为4∶1,在5min内,燃料1只燃烧总质量的,燃料2只燃烧总质量的,则燃料1和燃料2的热值之比。
2 / 2
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
示范课
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。