比热和热量计算913.docx
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比热和热量计算913
初三物理专题
第１讲 比热、热值和热量计算
教师：
唐老师 时间９.１３
一、课堂基础知识总结：
1、比热容的定义是质量的物体升高（或降低）所吸收（或放出）的热量就是物质的比热容，
A、比热是物质的一种特性，它只与和有关。
B、水的比热是4.2×103，它表示的含义是。
2、水的比热大的用途一是，二是。
3、燃料的热值是指1kg某种燃料燃烧放出的热量。
燃料的热值是燃料的一种性。
某种燃料的为4.2×107J/kg，它所表示的含义是。
4、计算公式：
A、吸热的计算公式是：
B、放热的计算公式是：
C、热传递的规律公式是：
D、燃料的热值计算公式是：
二、典型考试例析：
考点1：
探究物体的吸热能力的实验
例：
为了比较水和沙子的吸热本领的大小，小敏同学做了探究实验：
在两个相同的烧杯中，分别都装有质量和初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热实验数据记录如下表：
物质
次数
质量（㎏）
升高的温度（℃）
加热的时间（min）
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
沙子
3
0.1
10
0.8
4
0.2
10
1.6
1、在实验中，用来表示水和沙子吸热的多少。
2、分析上表中的实验数据可知；同种物质升高相同的温度时，吸收热量的多少与物质的有关。
3、分析1、3次或2、4次实验的数据，可以得出的初步结论是：
，物质的这种性质我们可以用来表示。
考点2：
对于比热容的理解
例：
关于比热容，下列说法正确的是：
A、物质的比热容与物质吸收或放出的热量有关
B、物质的比热容与物质的温度有关
C、物体的质量越大，它的比热容越大
D、物质的比热容与物质的吸、放热及温度和质量都没有关系。
考点3：
水的比热大的应用
例：
水的比热容大，下列做法中不是利用这一特点的是：
A、炎热的夏天，在室内的地上洒水感到凉爽B、用水做内燃机的冷却液
C、在城市中修建人工湖除了美化环境外，还能够调节周围的气候
D、供暖系统使用水循环供暖
考点4：
有关热量的计算。
1、比例运算
例：
甲乙两个物体质量相等，甲物体温度升高10℃与乙物体温度升高20℃吸收的热量相同，则甲乙两个物体的比热之比为：
A、1：
2B、2：
1C、1：
4D4：
1
2、单独应用吸热或放热公式进行的计算
例：
质量100kg的地热水，温度从80℃降低到20℃，放出的热量是多少?
（c水=4.2×103J／（kg·℃）
3、把吸热与放热公式结合在一起应用的计算
例：
小红家里原来用液化石油气烧水，每天相当于要将100kg的水从20℃加热到60℃，她参加“探究性学习”活动后，在老师和同学的帮助下，制造了一台简易的太阳能热水器。
若液化石油气燃烧放出的热量有70%被水吸收，她家改用太阳能热水器后平均每天可节约液化石油气多少kg？
（液化石油气的热值是8.0×107J/kg）
4、关于能量转化的计算
例：
人类的祖先钻木取火，为人类文明揭开了新的一页。
钻木取火的一种方法如图所示，将削尖的木棒伸到木板的洞里，用力压住木棒来回拉动钻弓。
木棒在木板的洞里转动时，板与棒互相摩擦，机械能转化为内能，而热集中在洞内，不易散发，提高了木棒尖端的温度，当达到约260℃时木棒便开始燃烧。
因木头是热的不良导体，故受热厚度很薄，木棒受热部分的质量只有0.25克。
已知：
来回拉一次钻弓需1.0秒，弓长为s=0.25米，人拉弓的力为16牛顿，木头比热c=2×103焦/（千克·℃），室温为20℃，问：
（1）人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少？
（2）人克服摩擦力做功使机械能转化为内能，若其中有25%被木棒尖端吸收，则1秒内可使木棒尖端温度提高多少℃？
（3）请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来？
三、巩固练习
一、填空题
1、水稻是喜温植物，春季育秧时，通常傍晚向秧田灌水，早晨将水放出，以防霜冻．隐含的物理知识是，水的较大．气温降低时，水能（选填“放出”或“吸收”）较多的（选填“温度”、“内能”或“热量”）．
2、如图是刘星
在“五一”假期探究“海水和海滩的温度随时间变化的规律”时画的一张示意图。
根据图给的信息，刘星观察的时间是中午（选填“中午”或“夜晚”），产生这一现象的原因是水的
比热容
比沙石的大。
3、在我国实施的“西气东输”工程中，西部地
区的天然气被送到缺乏源的东部地区。
天然气与煤相比，从热学角度分析它突出的优点是；从环保角度分析它突出的优点是（天
然气、煤的热值分别是1.14×103J/kg、3×107J／kg）。
4、汽车发动机工作时，缸体的温度很高，为确保发动机正常工作，需对缸体进行冷却。
一般使用水来充当冷却剂，主要有如下考虑：
①成本低廉、取材方便；②水的比较大，在同等条件下吸热比较多，冷却效果好；③水在沸腾时，吸收热量，温度，能确保缸体的温度不致升得过高。
5、如图是我国新研制的月球探测器样机．样机使用抗温差大的材料，是由于月球表面物质的比热容_____（填“较大”或“较小”），温差大的缘故．样机还装配有表面凹凸很深的六只“大脚”，设计的目的是：
______；_______。
6、我市城区的天鹅湖水上公园是市民休闲娱乐的好去处。
走在湖边，常能闻到阵阵花香，这是由于分子做运动的结果；夏天可明显感觉到湖边比马路上凉爽
，这是因为水的较大。
7、2010年3月27日晚，厦门市共有1.l万户（含居民及商铺）首次参加“地球熄灯I小时”活动，平均每户用电功率减小2000w，则全市共省电能7.92×1010J，相当于kg热值为3.6×107J/kg的燃料完全燃烧所放出的热量。
8、有质量相等的A、B两个物体，已知A的比热容大于B的比热容，当它们吸收相等热量后，A升高的温度B升高的温度；某汽车散热器中装有5kg的水，在温度升高20℃的过程中，水吸收的热量是J。
[水的比热容为4．2×103J／（kg．℃）]
9、焦炭的热值为3.0×107J/kg，它的物理意义是，完全燃烧kg的焦炭放出的热量能把50kg水的温度升高60℃．[不计热量损失，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
10、小明同学家有一只功率为1400W的电炉，它正常工作30分钟将会产生2520000J热量，这些热量可将__________kg温度为20℃的水加热到80℃。
[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
11、汽车发动机是用水作冷却剂的，这是利用了水的____________的性质；一辆汽车的水箱中装有10kg水，如果这些水的温度都升高了50oC，则它吸收的热量是_____________J[c水=4.2×103J/（kg·oC）]。
12、天然气在我市广泛使用，已知天然气的热值为4～107J／m3。
，完全燃烧0.05m3天然气可以放出J的热量，这些热量若只有42％被水吸收，则可以使常温下5kg的水温度上升℃。
[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
13、若以太阳能热水器内装100kg、温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到70℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），则热水器内的水吸收了J的太阳能；这是通过的方式改变了水的内能。
14、如图6所示，是电热水器原理的简易示意图，通过开关S可以使热水器处于加热或保温状态。
闭合开关Ｓ时，热水器处于加热状态。
在热水器的蓄水桶中装水至最高水位后，桶中水的质量为10kg，则把这些水由28℃加热到98℃时需吸收热量2940000 J，相当于完全燃烧kg焦碳放出的热量。
[已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），焦碳的热值为3.0×107J/kg]
15、太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量为___________J，这些热量相当于完全燃烧__________m3的天然气放出的热量．[天然气的热值取7×107J/m3，水的比热容c＝4.2×103J／（kg·℃）]
16、国古代人类利用“钻木取火”的方式获取火种，如图所示，钻木利用了方式方法增大物体的内能，现代社会人们利用清洁能源获得能量，完全燃烧0.3m3的天然气可以放出热量J。
（天然气的热值为7.5×107J/m3）
17、中央气象台每天都会发布全国主要城市的天气预报，右表列出的是2009年6月4日沿海城市天津和内地城市西安地气温情况。
请根据两座城市的气温变化情况判别城市名称，甲是，你做出判别的依据是。
18、甲、乙两个物体，甲的比热是乙的3倍，当甲从40℃降低到25℃，乙从50℃降低到20℃时，甲、乙两个物体放出的热量之比为1：
2，则甲、乙两个物体的质量之比是。
二、选择题
1、今年五一，吴力在父母的协助下，从早上8:
00开始每隔半小时分别对株洲市文化园的气温和园内人工湖的水温进行了测量，图3是他根据记录的数据绘成温度t1随时间t2变化的图线。
据图可以判断
A、实线是水温图线，虚线是气温图线，因为水的比热容较大
B、实线是水温图线，虚线是气温图线，因为水的比热容较小
C、实线是气温图线，虚线是水温图线，因为水的比热容较大
D、实线是气温图线，虚线是水温图线，因为水的比热容较小
2、关于燃料的热值，以下说法中正确的是
A、燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
B、燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C、燃料燃烧时，质量越大，热值越大D、燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
3、将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后，放到上表面平整的冰块上。
经过一定时间后，冰块形状基本不再变化时的情形如图所示。
则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙大小相比
A、c甲最大B、c乙最大
C、c丙最大D、c甲＝c乙＝c丙
4、1千克20℃的水吸收4.2×105焦的热量后，它的温度在下列给出的四个温度中，最多有几个可能温度
①80℃ ②100℃ ③120℃ ④130℃
A、1B、2C、3D、4
5、由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大，所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著。
因此
A、白天的海风多是从陆地吹向海面，夜晚的海风多是从海面吹向陆地
B、白天的海风多是从海面吹向陆地，夜晚的海风多是从陆地吹向海面
C、白天和夜晚的海风多是从陆地吹向海面
D、白天和夜晚的海风多是从海面吹向陆地
6、根据表中几种物质的比热容，判断下列说法中不正确的是（）
A、制作体温计常用水银做介质，原因之一是水银的比热容小
B、北方楼房中的暖气用水做介质，利用了水的比热容大的特性
C、由于水比沙石的比热容大，所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大
D、由于水比冰的比热容大，所以冷却食品时0oC的水比0oC的冰效果好
7、2009年4月15日零时16分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第二颗北斗导航卫星送入预定轨道。
“长征三号丙”运载火箭采用液态氢做为火箭的燃料，原因是液态氢具有（）
A、较大的比热容B、较低的沸点C、较大的热值D、较高的凝固点
8、小莉根据下列表中的数据，得出以下四个结论，其中正确的是
物质
密度（kgm-3）
（常温常压下）
物质
熔点℃
（在标准大气压下）
物质
比热容
c/J（kg℃）-1
煤油
0.8103
铜
1083
干泥土
0.84103
纯水
1.0103
铝
660
水
4.2103
铜
8.9103
铅
328
铜
0.39103
铝
2.7103
锡
232
铝
0.88103
A、用来熔化铜的器皿可以用锡制成B、质量相等的纯水和煤油，纯水的体积较小
C、体积相等的铜块和铝块，放出相等热量，铝快温度降低得较多
D、质量相等的干泥土和水，吸收相等热量，干泥土温度升高得较多
9、两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体．用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示（）
A、甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B、如果升高相同的温度，两液体吸收的热量相同
C、加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D、加热相同的时间，甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多
10、甲、乙两个物体的质量之比为3：
2，升高相同的温度时，吸收的热量之比为4：
3，则甲、乙两个物体的比热之比为：
A、1：
2B、2：
1C、8：
9D、9：
8
三、实验、简答题
1、图所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置．
①、加热过程中，用搅棒搅动的目的是________________；水和煤油吸热的多少是通过_______________________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。
②、关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是_________（填字母）
A、采用相同的加热方法（如酒精灯火焰的大小，与烧杯底的距离等）
B、烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
C、使用相同的烧杯
2、某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8所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度
（见右表）。
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：
先调整固定的位置，再调整固定的位置（选填“A”或“B”）。
（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的、。
（3）通过表中记录本的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热传值较大的是。
（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式Q吸＝cm（t-t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。
你认为他的计算结果可靠吗？
，为什么？
。
3、用图甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”．在两个相同烧杯中分别加入初温、体积相同的水和食盐水，用相同酒精灯加热直到沸腾．
（1）分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水的沸点比水高．其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示，水的沸点为℃．
（2）实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长，说明食盐水吸收的热量比水（选填“多”或“少”）．
（3）能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论？
答：
；其原因是：
．
三、计算
1、某汽车在一次行驶过程中消耗了5kg汽油，已知汽油的热值为4.6×107kg.
（1）、求这些汽油完全燃烧放出的热量？
（2）、若水箱中有4kg的冷却水，温度升高50℃．，水至少要吸收多少热量？
[C水＝4.2×103J/（kg·℃）]
2、2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让生活更美好”的主题。
如图21所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W。
如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么：
（1）一箱水需要吸收的热量是多少？
（2）热水器上集热器的面积至少要多大？
［水的比热容是：
4.2×103J/（kg·℃）］
3、2010年4月20日夜间，位于墨西哥的钻井平台安生爆炸，造成原油大量泄漏，载至5月27日已漏出的原油约7×107L，给该地区造成巨大的生态灾难和经济损失，已知原油的密度为0.9×103Kg/m3，热值为4.4×107J/Kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。
求：
（1）、假设这些泄漏的原油完全燃烧，放出的热量约为多少？
（2）、假设放出的这些热量全部被水吸收，可以使多少质量的水从10℃升高到100℃？
４、给一个体积为5cm3的铁球加热，使它的温度从20℃升高到30℃，它吸收了65J的热量。
则该球是空心的还是实心的？
若为空心的请求出它的空心体积。
（铁的比热为0.46×103J/（kg·℃），铁的密度是7.9×103Kg/m3）
５、（2010．天津）目前，“节能减排”已引起全球的关注．如何减少能耗，提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视，
（1）、大多数家用汽车的发动机均为汽油机，它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能，再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶．请你将图17中汽油机工作时的能流图补充完整。
（2）、发动机的效率是汽车的经济性能指标之一。
厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下；
①测试数据：
汽车在平直公路上以90km／h的速度匀速行驶时，百公里耗油量为V0（L），发动机输出功率为P0（kW）；
②使用燃料：
93#汽油[热值为q0（J／kg）、密度为ρo（kg／m3）］．
请用以上参数推算出在测试条件下，该汽车发动机的效率。
６（2010．玉溪）如图18所示，在青海玉树抗震救灾清理废墟过程中，解放军部队某战士用150kW的铲车开足马力工作。
若铲车用5s匀速推进了3m，然后将1.5t的建筑废料举高3m装车运走，整个过程是连续的，若柴油发电机的热效率为34.5%。
（
）求：
（1）在推土过程，铲车受到的阻力。
（2）在举高过程，铲车所做的功。
（3）整个过程消耗柴油多少千克？
７、现代生活中最重要的交通运输工具——汽车，与我们的生活走得越来越近了。
某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是5×105Pa。
汽油的热值是4.6×107J／kg，每次做功耗油0.2g，
求：
（1）、气体一次膨胀对活塞做的功多少；
（2）、若每次做功过程中汽油的90％完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是多少？
８、图为泸州市某风景区山中的一段盘山公路照片。
以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路（盘山公路近似处理为斜面）以36Km/h的速度匀速行驶，经过15min从山脚到达山顶；汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2×103N。
已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%，汽油热值q=4.6×107J/Kg，求：
（1）汽车上山时牵引力发挥的功率为多大。
（2）汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油。
９、某型号的小轿车油箱的容积为60L，所用燃料的密度为0.71×103kg/m3的汽油，该车以20m/s的速度匀速行驶100km时消耗的汽油是5kg，如果汽油的热值为4.6×107J/Kg，汽车发动机的输出功率为12kw，求有用功和发动机的效率？
（保留两位有效数字）
１０.下表是某品牌小轿车的一些技术参数．其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大．空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比．汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量．该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功2600次．请你计算发动机在最大功率工作时，
（1）1min内做的有用功
（2）做一次功消耗汽油的质量
（3）发动机的效率
车型
某品牌小轿车
排气量
1.8L
最大功率
75kW
空燃比
14：
1
汽油的热值
4.6×107J/kg
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