内容正文:
12.2 热量与热值 学习任务单
班级:________ 姓名:________ 小组:________
学习目标
1. 了解热量的概念,知道热量是在热传递过程中物体内能改变的多少。
2. 知道水吸收的热量与其温度变化和质量的关系。
3. 理解热值的概念,知道不同燃料的热值不同。
4. 能够运用热值计算燃料完全燃烧时放出的热量。
课堂探究任务
探究任务一 热量
◆ 热量的概念
自主阅读课本P27~P28,独立思考并回答下列问题。
问题1:在物理学中,把物体在________过程中________的多少叫做热量。当仅有热传递时,物体吸收热量,内能________;物体放出热量,内能________。
问题2:在国际单位制中,热量的单位是________,简称________,符号是________。
◆ 探究水的吸热与其温度变化、质量的关系
活动1:实验目的:探究水的吸热与其温度变化、质量的关系。
活动2:实验器材:铁架台一个、陶土网一个、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。
活动装置图
活动3:实验思路:水吸收热量的多少可以根据加热时间的长短来粗略判定。取一定量的水,记下水的初温,然后用酒精灯给水加热,每升高相同温度记录一次加热时间。用几个烧杯取不同量的水,记下水的初温,然后用酒精灯给水加热,升高相同温度记录加热时间。该实验用到的实验方法:转换法和控制变量法。
活动4:实验结论:(1) 当质量一定时,水吸收的热量与升高的温度成________;(2) 当升高的温度相同时,水吸收的热量跟它的质量成________。
◆ 归纳总结
1. 热量:(1) 在物理学中,把物体在热传递过程中____________的多少叫做热量。热量通常用符号____表示。(2) 在国际单位制中,热量的单位与内能的单位相同,都是焦耳(J)。(3) 热量是能量转移多少的量度,是一个________量,它存在于热传递的过程中,只有发生了热传递,有了能量的转移,才能讨论热量问题,离开热传递谈热量也就没有了意义。(4) 热量只能用"吸收"或"放出"来表述,而不能用"具有"或"含有"来表述,不能说某物体含有或具有多少热量,只能说物体吸收或放出了多少热量。(5) 与内能的关系: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. 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、温度变化的多少成正比。
◆ 应用
应用1 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 物体的温度越高,其所含的热量越多
B. 温度高的物体其内能一定多
C. 物体不从外界吸收热量,其内能也可能增加
D. 物体的内能增加,其温度一定升高
特别提醒:本题考查温度、热量、内能三者之间的关系,知道它们及它们之间的关系是解题的关键。
探究任务二 燃料的热值
◆ 问题链
我们家里烧水、做饭、供暖都是利用燃料燃烧获得的热量。在燃烧过程中,燃料的化学能转化为内能,释放出热量。通过回答下列问题我们来探究燃料的热值。
问题1:燃料的分类:________燃料、________燃料、________燃料。
问题2:一般来说,质量相等的不同燃料,在完全燃烧时所放出的热量是________的。
问题3:阅读课本P29常见燃料热值表,你能获取哪些信息?(1) ________________;(2) ________________________。
◆ 归纳总结
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之比,叫做这种燃料的________(q)。(比值定义法)
2. 单位:焦耳每千克,符号:________。有些气体燃料的热值单位为________。热值大的物质常用作航空航天燃料。
3. 燃料燃烧放出的热量计算公式:或。(用哪个公式计算取决于热值的单位)
4. 热值的物理意义:热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。如木炭的热值为,表示1 kg木炭完全燃烧时放出的热量是。
5. 特点:热值是燃料的一种属性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃料燃烧放出热量的多少以及燃料是否完全燃烧无关。
◆ 应用
应用2 下列关于热值的说法正确的是( )
A. 2 kg煤的热值大于1 kg煤的热值
B. 燃料热值越大,燃烧放出的热量越多
C. 燃料燃烧不完全时热值变小
D. 燃料的热值是燃料本身的属性,与其他因素无关
特别提醒:热值是燃料的一种属性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等无关。
探究任务三 热效率
◆ 问题链
有些同学的家里使用炉子,炉子是利用燃料燃烧放出的热量来烧水做饭的,那么炉子里的燃料燃烧放出的热量是否全部被有效利用呢?通过回答下列问题我们来学习炉子的热效率。
问题1:用煤炉烧水时煤燃烧放出的热量,一部分散失到________中,一部分传给盛水的________和________,被水吸收的只是煤燃烧放出的热量中的一部分。
问题2:普通的家用煤炉燃烧无烟煤,产生的热量只有________被有效利用;普通燃煤锅炉的热效率约为________,现代大型锅炉,热效率可达________左右。
◆ 归纳总结
1. 炉子的热效率:炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫做炉子的热效率。计算公式:________________(用公式表示)。
2. 任何燃料的热效率都低于1。
3. 提高热效率:(1) 改善燃烧条件,使燃料尽可能充分燃烧。如:鼓风、燃料磨成粉末等;(2) 尽可能减少各种热量损失。
◆ 应用
应用3 某校初三年级的学生参观了学校锅炉房后,提出了以下几种提高炉子热效率的建议,其中不应采纳的是( )
A. 鼓风机向炉膛内吹风,把煤粒吹起来燃烧
B. 向炉内多加些煤,加大火力
C. 煤磨成粉,用空气吹进炉膛
D. 用各种办法增大受热面积
特别提醒:有用的能量和总能量的比例为能量效率。要提高炉子的热效率,需要使燃料充分燃烧,并且减少能量的损失。
探究任务四 怎样选择燃料及天然气的认识
1. 阅读课本P30"怎样选择燃料",相互讨论交流如何减少燃料费的支出。
2. 自主阅读课本P30"信息浏览",了解有关天然气的知识。
课堂练习
知识点一 热量
1. 下列关于同一物体的内能、热量、温度说法正确的是( )
A. 物体内能增大,温度一定升高
B. 物体温度升高,一定吸收了热量
C. 内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D. 物体内能增大,一定吸收了热量
2. 区别下列词语中"热"字的含义。(均选填"温度""热量"或"内能")
(1) "热传递""物体吸热"中的"热"是指________。
(2) "热水""物体变热"中的"热"是指________。
(3) "摩擦生热"中的"热"是指________。
知识点二 燃料的热值
3. 2025年4月24日,搭载"神舟二十号"载人飞船的"长征二号"F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空。火箭使用的燃料必须具备的特点是( )
A. 较大的热值 B. 较高的沸点
C. 较大的比热容 D. 较小的密度
4. 下列关于燃料燃烧及燃料的热值说法正确的是( )
A. 燃料燃烧的过程中内能转化为化学能
B. 燃料的热值越大,燃烧过程中放出的热量越多
C. 燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
D. 燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的燃烧情况无关
5. 营养学上常用大卡或千卡作为热量的单位,1大卡=1千卡=,某品牌牛奶上标有"100 mL中含有100千卡的热量",这些热量相当于完全燃烧________的沼气。(沼气的热值为)
6. (2026·深圳期末)冬至吃汤圆是广东的饮食传统,下列说法正确的是( )
A. 刚从冰箱冷冻室拿出的汤圆含有的热量为0
B. 煮汤圆时,热量从汤圆传递给水,汤圆内能增大
C. 煮汤圆时锅盖被顶起,此过程水蒸气对锅盖做功,内能减小
D. 吃汤圆时会感觉到烫嘴是因为汤圆将温度传递给嘴唇
7. 小明烧水时,进行了如下思考,小明想法正确的是( )
A. 烧水是通过做功的方式改变水的内能的
B. 壶内水温度升高的过程,内能减小
C. 壶内水沸腾时,水吸收热量,温度升高
D. 烧水时,水蒸气将壶盖顶起,水的内能减小
8. 聪聪同学学习了燃料的热值后,他设计了一个实验探究煤油和食用菜籽油的热值大小关系。实验时他组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,记录结果见表所示。
题8图
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
煤油
20
43
菜籽油
20
31
(1) 在安装实验器材时,合理的顺序是(图甲中)应先调整固定________(选填"A"或"B")的位置。
(2) 为了保证实验结论的可靠性,聪聪同学选择了两套相同的装置,在实验中应控制煤油和菜籽油的________及烧杯中水的________相同。
(3) 实验时,可以通过比较____________(选填"加热时间"或"水升高的温度")来比较两种燃料放出热量的多少。
(4) 通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中热值较大的是________。
(5) 聪聪查热值表发现,煤油的热值为,通过此实验得到的煤油的热值________(选填"大于""小于"或"等于")煤油的真实热值,两者之间存在差异的原因有可能是____________________(写出一个即可)。
9. 小明学习了燃料的热值后,很想知道家中使用的天然气的热值是多少。于是,他在家里将装有2 L水的水壶放到天然气灶上去烧,如图所示。整个过程中水吸收了的热量,天然气表的数字变化了。他通过查阅资料得知天然气灶的效率约为36%。(水的密度)求:
题9图
(1) 水壶里水的质量;
(2) 天然气的热值。
我的解答:_______________________________________________________
参考答案
探究任务一 热量
问题1:热传递;内能改变;增加;减少。
问题2:焦耳;焦;J。
活动4:(1) 正比;(2) 正比。
归纳总结:1. (1) 内能改变;Q;(3) 过程;2. (见题干)。
应用1:C。解析:热量是过程量,不能说物体"含有"热量,A错误;内能的大小还与质量、状态等有关,温度高内能不一定多,B错误;物体不从外界吸收热量,也可以通过做功的方式使内能增加,C正确;物体内能增加,温度不一定升高(如晶体熔化时吸热内能增加温度不变),D错误。故选C。
探究任务二 燃料的热值
问题1:固体;液体;气体。
问题2:不相等。
问题3:(1) 液氢的热值最大;(2) 不同燃料的热值一般是不同的。
归纳总结:1. 热值;2. J/kg;;
应用2:D。解析:热值是燃料本身的属性,与燃料的质量无关,A错误;燃烧放出热量的多少还与燃料的质量有关,B错误;热值与燃烧情况无关,C错误;燃料的热值是燃料本身的属性,与其他因素无关,D正确。故选D。
探究任务三 热效率
问题1:空气;容器;炉子。
问题2:15%;30%;90%。
归纳总结:1. 。
应用3:B。解析:向炉内多加些煤,加大火力,并不能使燃料充分燃烧,也不能减少热量损失,反而可能因燃烧不充分而降低热效率,不应采纳;A、C、D均能使燃料充分燃烧或增大受热面积、减少热量损失,可采纳。故选B。
课堂练习
题1:C。解析:物体内能增大,温度不一定升高(晶体熔化),A错误;物体温度升高也可能是做功的结果,B错误;热传递的方向由温度决定,内能小的物体温度可能更高,也可能将热量传递给内能大的物体,C正确;物体内能增大也可能是做功的结果,D错误。故选C。
题2:(1) 热量;(2) 温度;(3) 内能。
题3:A。解析:火箭使用的燃料质量一定时,热值越大,完全燃烧放出的热量越多,所以燃料必须具备较大的热值。故选A。
题4:D。解析:燃料燃烧的过程中化学能转化为内能,A错误;燃烧放出热量的多少还与燃料的质量有关,B错误;热值只与燃料的种类有关,与燃烧情况无关,C错误、D正确。故选D。
题5:0.021。解析:100千卡的热量为,需要沼气的体积。
题6:C。解析:热量是过程量,不能说物体"含有"热量,A错误;煮汤圆时热量从水传递给汤圆,B错误;锅盖被顶起是水蒸气对锅盖做功,水蒸气内能减小,C正确;热传递传递的是热量而不是温度,D错误。故选C。
题7:D。解析:烧水是通过热传递的方式改变水的内能,A错误;壶内水温度升高的过程内能增大,B错误;水沸腾时吸收热量但温度保持不变,C错误;水蒸气将壶盖顶起,水蒸气对壶盖做功,内能减小,D正确。故选D。
题8:(1) B;(2) 质量;质量、初温;(3) 水升高的温度;(4) 煤油;(5) 小于;给水加热时有热损失。解析:(1) 安装器材应自下而上,先调整固定B的位置,确保用酒精灯外焰加热;(2) 根据控制变量法,应控制煤油和菜籽油的质量及烧杯中水的质量、初温相同;(3) 燃料燃烧放出的热量被水吸收,通过水升高的温度来反映放出热量的多少;(4) 相同质量的煤油和菜籽油完全燃烧,煤油加热的水温升高更多,说明煤油放出的热量多,热值较大;(5) 实验中存在热损失(给水加热时有热损失、燃料没有完全燃烧等),测得的热值小于真实热值。
题9:2 kg;。
解:
(1) 水的体积,由可知,水的质量
(2) 已知天然气灶的效率约为36%,由可知,天然气完全燃烧放出的热量
由可知,天然气的热值
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