物理高一热量内能热值.docx
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物理高一热量内能热值
教育学科教师辅导教案
学员编号：
年级：
课时数：
1
学员姓名：
辅导科目：
物理学科教师：
授课内容
热量、内能、热值
星级
★★★★
授课日期及时段
教学内容
Ⅰ.知识结构
：
专题概述
本次专题重点要求对于热量、能量、热值的理解和区分。
在不同的领域分析不同的物理量，针对实际生活应用问题能够将三类物理量都分析到位，并且熟悉三者之间的关系。
一、热量（过程）
1、定义：
热量是指在热传递过程中，内能的改变量。
2.是由于温差的存在而导致的能量转移过程中所转移的能量。
3.是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，不能用“具有”或“含有”。
二、内能（状态）
1、定义：
内能（internalenergy）是物体所有分子动能和分子势能的总和。
2、物质内部的能量，无法准确测出。
绝对>0。
3、是一个状态量，通常用“具有”等词来修饰。
三、热值（性能）
1、定义：
热值（calorificvalue）是指1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量。
2、属于燃料的特性，反映燃料优劣的指标。
3、同种燃料，热值是固定的。
四、区别联系
1、温度与内能：
温度越高，无规则运动越快，内能越多。
（1）但要注意：
温度不是内能变化的惟一标志。
（2）状态变化也是内能变化的标志（如晶体的熔化、凝固，液体沸腾等）。
2、温度与热量：
分子运动越剧烈，物体温度就越高。
（1）温度高的物体放出热量，内能减小；温度低的物体吸收热量，内能增加。
（2）两物体间不存在温度差时，物体具有温度，但没有热传递，也就谈不上“热量”。
3、热量与内能：
物体放出了多少热量，内能就减小多少；物体吸收了多少热量，内能就增加多少。
要注意：
内能增减并不只与吸收或放出热量有关，做功也可以改变物体内能。
Ⅱ.典例精讲
＜建议用时20分钟！
＞
：
题型概述：
分类熟悉热量、内能、热值的特点，综合运用能力的考察
题型一：
内能
【例1】（★★★★）我国发射的宇宙飞船在完成任务后，返回地面指定地点，宇宙飞船在下落到地面附近时，由于空气阻力作用做匀速直线运动，则宇宙飞船在匀速下降的过程中，它的（ ）
A．动能不变，势能减小，内能增大B．动能不变，势能增大，内能减小
C．动能减小，势能不变，内能增大D．动能增大，势能减小，内能不变
【答案】A
【解析】宇宙飞船在下落，所以高度减小，则重力势能减小，所以B、C不符合题意；宇宙飞船做匀速直线运动，所以速度不变，动能不变，所以D不符合题意；由于空气阻力作用，所以内能增大；
【例2】（★★★★）冬天用手去摸铁棍和木棍。
觉得铁棍比木棍凉，这是因为（）。
A．铁棍比木棍的温度低。
B．铁棍比木棍的热能少。
C．铁棍比木棍的导热能力强。
D.铁棍比木棍比热容大。
【答案】C
【解析】寒冷冬天的夜晚，气温很低，室外的铁棍和木棍摸起来感觉不一样，觉得铁棍凉；实际上，铁棍和木棍的温度是一样的，铁棍的导热性比木棍好，把手上的热量迅速导走了，就觉得铁棍凉了．
小试牛刀：
如图所示的容器中，A、B各有一个可以自由移动的轻活塞，活塞下是水，上为空气，大气压恒定，A、B底部由带有阀门K的管道相连，整个装置与外界无热交换．开始A中水面比B中高，打开阀门，使A中的水逐渐流向B中，最后达到平衡，在这个过程中（ ）
A．大气压对水做功，水的内能增加B．水克服大气压做功，水的内能减少
C．大气压对水不做功，水的内能不变D．大气压对水不做功，水的内能增加
【答案】D
【解析】
（1）分析大气压力对水是否做功：
打开阀门K后，据连通器原理，最后A、B两管中的水面将相平，如下图所示，即A中水面下降，B中水面上升；
设A管截面积为S1，水面下降距离为h1，B管截面积为S2，水面上升距离为h2，
由于水的总体积保持不变，则有S1h1=S2h2，
A管中大气压力对水做的功：
W1=p0S1h1，
B管中大气压力对水做的功：
W2=-p0S2h2，
大气压力对水做的总功：
W=W1+W2=p0S1h1-p0S2h2，
∵S1h1=S2h2，
∴W=0，即大气压力对水不做功；
（2）分析水的内能是否改变：
打开阀门K后，A中的水逐渐向B中流，即A中水的重力做正功，B中水的重力做负功，但从最后的效果看，是A管中高度为h1的水移至较低的B管中高度为h2的地方，如图所示，所以在这个过程中水的重力做正功．同时，整个装置是绝热的，根据热力学第一定律△U=Q+W，式中Q=0，W为正值，所以△U为正值，即水的内能增加
小试牛刀：
在不传热的容器内装有0℃的水．如果用抽气机迅速拍去容器内水面上方的气体，则（ ）
A．水开始结冰B．水不断蒸发，直到干涸
C．水仍维持原状，没有变化D．水温略有升高
【答案】A
【解析】用抽气机迅速的抽取容器内水面上方的气体，会吸收一部分热量，同时水会开始蒸发又会带走一定的热量；
用抽气机迅速抽去容器内水面上方的气体时，水面上方气压减小，水的熔点（凝固点）升高，水能在0度以上结冰所以水会开始结冰，但是会变少．
题型二：
热量
【例3】（★★★★）我国农村使用的一种钢架水泥壳抛物面太阳灶，用30分钟刚好可将4千克与气温（26.5℃）相同的水烧开．若不计热损失，此时这个太阳灶的功率为（ ）
A．163瓦B．686瓦C．933瓦D．41160瓦
【答案】B
【解析】知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；又知道吸热时间，利用功率公式求太阳灶的功率．
【例4】（★★★★）如图所示，为了解白纸和黑纸的吸热性能，小明将质量都是1kg、初温相同的水分别倒入两个完全相同的瓶中，再用大小、形状和厚薄相同的白纸和黑纸将瓶包起来，然后将两个瓶子放在太阳光下．在30min内，小明每隔3min测一次水的温度，记录在下面的表格中．根据小明的实验和记录可知[水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃）]（ ）
日照时间t/min
0
3
6
9
12
15
18
21
24
27
30
白纸瓶水温t1/℃
23
24
25
25
26
27
27
28
29
29
30
黑纸瓶水温t2/℃
23
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
A．白纸的吸热性能好于黑纸B．黑纸的吸热性能好于白纸
C．30min内，白纸瓶中的水内能增加了1.26×105J
D．30min内，黑纸瓶中的水内能增加了4.62×104J
【答案】B、D
【解析】解：
由题知，两瓶内水的质量相同、初温相同，
∵Q吸=cm△t，在相同的时间内（30min），白纸瓶水温升高的少，水吸热少，
∴黑纸的吸热性能好于白纸，故A错、B正确．
白纸瓶中的水吸热：
Q吸=cm（t1-t0）=1kg×4.2×103J/（kg•℃）×（30℃-23℃）=2.94×104J，故C错；
黑纸瓶中的水吸热：
Q吸′=cm（t2-t0）=1kg×4.2×103J/（kg•℃）×（34℃-23℃）=4.62×104J，故D正确．
小试牛刀：
物体A,B的质量相等，把它们加热到相同的温度，然后再把它们分别放入等质量、同温度的水里，A物体能使水温升高10℃，B物体能使水温升高20℃，设A的比热容为CA, 设B的比热容为CB则（）
A.CB＝CA B.CB＝2.5CA C.CB＞2CA D.CB＜CA
【答案】C
【解析】放A物体的水吸收的热量：
QA吸=c水m′△t=c水m′×10℃，
放B物体的水吸收的热量：
QB吸=c水m′△t′=c水m′×20℃=2QA吸，
物体A、B的质量相等，加热到相同的温度，放入等质量、同温度的水里，
∵吸收的热量和放出的热量相等，
∴QA=cAm（t0-tA）=QA吸，
QB=cBm（t0-tB）=QB吸，
∴QB=2QA，
cBm（t0-tB）=2cAm（t0-tA），
tA为A物体使水达到的末温，tB为B物体使水达到的末温，
∵tA=t0′+10℃，tB=t0′+20℃，
∴tA＜tB，
∴cB＞2cA．
题型三：
热值
【例5】（★★★★）我国北方地区冬季用燃煤取暖所造成的大气污染，已越来越引起人们的关注．现在有些家庭已经改用燃油取暖，以降低对大气的污染．小明家的住房面积约110m2，若将住房的门窗关闭好，用燃烧柴油来取暖，并使室温升高10℃，已知柴油的热值为4.3×lO7J/kg，空气的密度约为1.3kg/m3，空气的比热容为1.0×103J/（kg/℃）所需的柴油约为（ ）
A．0.0lkgB．0.1kgC．1kgD．10kg
【答案】B
【解析】先利用m=ρV求住房里空气的质量，再利用热量公式Q=cm△t求出室温升高10℃时空气所吸收的热量；
根据Q放=Q吸可知柴油需放出的热量，最后利用m=Q/q求出需的柴油质量．
【例6】（★★★★）某同学家新安装了一台容积为500L的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温有原来的20℃升高到40℃．则在这4h内水吸收的热量是多少？
若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭？
（C水=4.2×103J/（kg•℃）；q焦炭=3.0×107J/kg）
【答案】水吸收的热量为4.2×107J；需要燃烧7kg的焦炭．
【解析】
题型三：
联系与区别
【例7】（★★★★）下列关于温度、内能、热量和做功的说法中正确的是（ ）
A．物体吸热，温度一定升高B．物体的内能增大，一定是外界对物体做功
C．某一铁块，温度降低，内能一定减小D．物体放热，温度一定下降
【答案】C
【解析】A、物体吸热时，温度不一定升高，例如：
晶体在熔化过程中虽然继续吸热，但温度是不变的；说法错误，不符合题意．B、改变物体内能的方法有：
做功和热传递；一个物体的内能增大，可能是外界对物体做了功，也可能是发生了热传递；说法错误，不符合题意．C、同一物体分子个数是一定的，当温度降低时，分子的热运动越缓慢，则分子的动能就越小，从而物体的内能减小；由于铁块的质量不变，因此铁块的温度降低，内能一定减小；说法正确，符合题意．D、物体放热时，温度不一定下降，比如：
晶体在凝固过程中虽然继续放热，但温度是不变的；说法错误，不符合题意．
【例8】（★★★）关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．物体温度降低，内能一定减少B．物体吸收热量，温度一定升高
C．物体温度不变，一定没有吸热D．物体温度升高，一定吸收热量
【答案】A
【解析】A、物体温度降低，内能减少，符合题意；
B、物体吸收热量，温度不一定升高，比如：
晶体在熔化过程中虽然吸热，但温度保持不变，不符合题意；
C、物体温度不变，不一定没有吸热，比如：
晶体在熔化过程中温度保持不变，但要吸热，不符合题意；
D、物体温度升高，不一定是吸收了热量，也可能是对物体做了功，不符合题意；
Ⅲ.方法回顾
＜建议用时5分钟！
＞
常见分析方法：
类似比较：
温度-感觉-贫富内能-状态-存款热量-过程-转账热值-性能-汇率
关键知识点：
同一物体，温度改变，内能改变。
同一物体，内能改变，温度不一定改变。
吸收热量，内能增加；放出热量，内能减少。
内能增加，不一定吸收热量；内能减少，不一定放出热量。
热值与燃料质量多少，是否完全燃烧无关。
Ⅳ.魔法小测
（10分钟小测试，满分50分）
1．（★★★★）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
【答案】C
2．（★★★★）外形和体积均相同的实心铁球和空心铁球，如果它们吸收相同的热量，那么（不考虑物态变化）（ ）
A．实心铁球温度升高得多 B．空心铁球温度升高得多
C．两球温度升得一样高 D．条件不足，无法判断
【答案】B
3．（★★★★）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是：
A．温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能
一定小
B．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变
C．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D．物体的温度越高，所含热量越多
【答案】C
4．（★★★★）已知铜的比热容是铅的比热容的3倍，下列说法正确的是
A．铜块质量是铅块质量的3倍，吸收相同的热量，升高相同的温度
B．铅块质量是铜块质量的3倍，降低相同的温度，放出相同的热量
C．质量相同的铜块和铅块，升高相同的温度，铅块吸收的热量是铜块的3倍
D．质量相同的铜块和铅
块，放出相同的热量，铜块降低的温度是铅块的3倍
【答案】B
5．（★★★★）如果在冷天里睡在地上，而只有三张相同的毡子，这三张毡子分配的最佳方案是（ ）
A．全部盖在身上B．全部盖在地上
C．一张垫在地上，两张盖在身上D．两张垫在地上，一张盖在身上
【答案】D
6．（★★★★）用两个完全相同的电加热器，分别给质量相同的A、B两种液体加热，它们的温度随时间变化的图像如图所示。
根据图像可知：
加热相同的时间，液体________的温度升高比较快；两者相比，液体B的比热容比较 。
【答案】A；大
7．（★★★★）汽车防冻液
汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高．为了确保安全，可用水循环进行冷却．实际上，水中往往还要加入不易挥发的防冻液（原液），加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾．
有关资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值参见下表（表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比）．
防冻液含量（%）
30
40
50
60
70
80
90
混合液的凝固点（℃）
-17
-28
-37
-49
-48
-46
-28
混合液的沸点（℃）
103
104
107
111
117
124
141
在给汽车水箱中加防冻液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10～15℃．考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果，因此，混合液中防冻液的含量不宜过高．
（1）在混合液中，如果防冻液含量由30%逐渐增大到90%，则混合液凝固点的变化情况是．
A．逐渐升高； B．逐渐降低；
C．先升高后降低； D．先降低后升高．
（2）若某地常年最低气温为-15℃，对该地区汽车来说，在下列不同防冻液含量的混合液中，宜选．
A．30% B．40% C．60% D．90%
（3）长时间使用后，汽车水箱中的混合液会减少．与原来相比，混合液的沸点（选填“升高”、“降低”或“不变”），其原因是．
【答案】D；B；升高水由于汽化而减少，防冻液的含量增大。
8．（★★★★）为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。
①在两个相同的烧杯中应加入初温相同、＿＿＿＿相同的水和煤油（ρ水＞ρ煤油）。
实验中选用相同电加热器的目的是：
使水和煤油在相同
时间内＿＿＿＿＿＿＿＿。
②水和煤油温度随时间变化如图乙所示，根据图甲可判断出a物质
是＿＿＿。
根据图乙可判断出b吸热能力较_______（选填“强”或“弱”）。
⑵如图丙所示，为比较酒精和碎纸片的热值，用两同规格的烧杯装相
等质量的水，取质量_____（选填“相等”或“不相等”）的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中，点燃分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧完，通过比较___________（选填“加热时间”或“升高的温度”）来确定酒精和碎纸片热值的
大小。
【答案】
（1）①质量 吸收的热量相同 ②水 弱
（2）相等 升高的温度
9．（★★★★）如图甲是用水来冷却热牛奶的示意图．图乙是记录牛奶、水的温度随时间变化的图象，图中表示热牛奶温度随时间变化的曲线应是（填写I或Ⅱ）；图中A点的物理意义是．若水的质量为1.5kg，在这个过程中水吸收的热量是J． C水=4.2×103J/（kg•℃）
10．
【答案】I，牛奶和水混合温度，混合温度是18℃，5.04×104
10．（★★★★）单位质量的某种液体变为同温度的气体所需要吸收的热量，叫做这种液体的汽化热．通常情况下，同种液体在不同温度下的汽化热是不同的．某课外活动小组设计了如图所示的装置，可以用来测定100℃时水的汽化热．该装置的测量原理是：
用电压可调的电加热器使玻璃容器内的水沸腾，用电子天平分别测量沸腾一段时间前后水的质量，同时测量所用的时间及在该段时间内电加热器的电压和电流，根据相关的数据和能量守恒关系即可求出水的汽化热λ．
由于这个装置工作时的散热损失是不可忽略的，该组同学实验时测量了两组数据，如下表所示：
电压/V
电流/A
时间/s
水的初质量/g
水的末质量/g
第一组
20
1
300
70
68
第二组
40
2
300
70
60
（1）试简单说明该装置的散热功率是否随加热功率的改变而改变．
（2）根据以上数据，求水的汽化热λ
（3）针对此实验提出一些减少实验误差的措施．
【答案】
（1）因为只要水沸腾，水的温度就保持在沸点，与外界温度差不变，所以，该装置的散热功率不随加热功率的改变而改变．
（2）水的汽化热λ为2700J/g．
（3）改变水的质量和加热时间再多测几组数据取平均值．
11．（★★★★）图1为一种电磁炉的原理示意图．它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁磁材料制成的烹饪锅，在锅体形成无数小的涡流（感应电流）而产生焦耳热．同时，被磁化的铁磁分子因摩擦、碰撞而发热．从而使锅体自身发热达到加热食物的目的．
（1）在使用电磁炉时，锅体内能的增加是通过的方法获得的，食物内能的增加是通过的方法获得的．（两空均选填“做功”或“热传递”）
（2）某款电磁炉性能参数如表所示，操作面版如图2所示．
型号
额定电压
额定功率
功率调节范围
温度调节范围
热效率
SK2105
220V 50Hz
2100W
120W-2100W
70℃-270℃
（大于）90%
根据上表数据计算：
①在1个标准大气压下，一锅质量为3kg、温度为22℃的水烧开需要吸收多少热量？
②若电磁炉工作电压正常，则烧开①中的水最多需要多少时间？
（不计锅吸热及热散失）
【答案】
（1）在使用电磁炉时，锅体内能的增加是通过做功的方法获得的，食物内能的增加是通过热传递的方法获得的；
（2）①在1个标准大气压下，一锅质量为3kg、温度为22℃的水烧开需要吸收的热量是9.828×105J；②若电磁炉工作电压正常，则烧开①中的水最多需要的时间是36.4min．
本次测试得分______________
<喔………达标啦！
>
Ⅴ.物理巴士
在超高的温度和密度下是否存在物质的新状
在超高的温度和密度下是否存在物质的新状态在能量极强的情况下，物质会进行一系列的转换，原子会分裂成其最小组分。
这些组分就是被称为夸克和轻子的基本粒子，就目前我们所知，他们已经不能被分割成更小的部分了。
夸克极容易和其他粒子结合，因此它们在自然界中从来未被单独观察到过，而是经常发现它们与其他的夸克相结合形成质子和中子（每个质子由三个夸克组成），而这些质子和中子又进一步与轻子（比如电子）结合而形成整个原子。
例如，氢原子就是由一个围绕单个质子旋转的电子构成的。
原子呢，它们又转而和其他的原子结合起来形成分子，比如水分子就是这样。
随着温度的上升，分子又从如冰一样的固体状态，变成如水一样的液态，再变成如蒸汽一样的气态。
这些都是我们所了解的、可以预见的科学所告诉我们的，但是当温度和密度比地球上的要大数十亿倍的时候，组成原子的基本部分彼此可能会完全地被强硬拆开，从而形成由夸克和将夸克结合在一起的能量组成的等离子体。
物理学家们正试图在长岛的一台粒子对撞机上创造出这种夸克--胶子式的物质状态来。
而在物理学家们远远无法创造出来的更高的温度和压力之下，这种等离子体可能会转变成为一种新的物质或者能量形式。
这种物质状态的转变还可能会揭示出自然界新的力的存在。
这些新的力将会加入到我们已知的一种调节夸克行为的力的行列中去。
所谓的强力是将这些粒子结合在一起的主要媒介。
而第二种被称为弱力的原子力，则可以将一种类型的夸克转变成另一种（夸克有着六种不同的"味道"一一上、下、迷人、奇异、顶上和底部）。
最后一种原子力，也就是电磁力，它可以将诸如质子和电子这样的带电粒子结合在一起。
正如其名字所暗示的那样，强力是三种力之中最强有力的，它比电磁力要强劲100倍以上，而比弱力更是要强劲10000倍以上。
粒子物理学家们怀疑，这三种力有可能是单一的能量场的三种不同的表现形式，这与电力和磁力分别代表一个电磁场的不同方面非常相似。
实际上，物理学家们已经揭示出了电磁力和弱力之间潜在的统一性。
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