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(共40張PPT)
第十二章 內能與熱機
第二課時 熱值與比熱容
1. 從能量轉化的角度認識燃料的熱值。
2. 通過實驗，了解比熱容。能運用比熱容說明簡單的自然現象。
課程標準
考點梳理
1. 定義：把某種燃料__________燃燒時所放出的__________與燃料__________的比叫做這種燃料的熱值。
2. 符號：__________,單位：__________（或J/m3）。
3. 燃料完全燃燒時放出熱量的計算公式： Q放=__________（或Q放=Vq）。
注意： 熱值是燃料的一種特性，與燃料的質量、是否完全燃燒等無關，只與燃料的種類有關。
完全
熱值
熱量
質量
q
J/kg
mq
1. 定義： 表示物質的吸、放熱性能，在數值上等于__________的某種物質，__________升高(或降低) 1 ℃所吸收(或放出)的__________。
2. 符號:__________，單位：________________。
3. 水的比熱容為__________________________，它表示__________的水溫度升高(或降低)__________時，吸收(或放出)的熱量為_____________________。
單位質量
比熱容
溫度
熱量
c
J/(kg·℃)
4.2×103 J/(kg·℃)
1 kg
1 ℃
4.2×103 J
4. 水的比熱容較大的應用：在冬天，人們常常在熱水袋中裝入熱水來取暖；汽車發動機常常用水做冷卻劑等。
注意：比熱容是物質的一種特性，它不隨物質的體積、質量、形狀、位置、溫度的改變而改變，只與物質的狀態和種類有關。如同種物質構成的水與冰，由于它們狀態不同，比熱容也不同。
5. 物質在熱傳遞過程中吸收或放出熱量的計算公式：
Q=__________。變形公式：①求質量m=_________;②求變化的
溫度Δt=__________。
注意：Δt為正值，計算過程中用大的溫度值減去小的溫度值。
cmΔt

課本簡練
1. (九上P29活動2改編)用液化氣作燃料，原因是液化氣有 （ ）
A. 較大的密度 B. 較低的沸點
C. 較大的熱值 D. 較高的凝固點
C
2. (九上P30自我評價與作業3改編)2 kg的某種燃料完全燃燒放出的熱量是6.0×107 J，則這種燃料的熱值是_________________。0.2 kg的這種燃料的熱值是_________________。
3×107 J/kg
3×107 J/kg
3. （九上P35自我評價與作業3改編）在沙漠地區有“早穿棉襖午披紗，圍著火爐吃西瓜”的奇特現象，而沿海地區則“氣候宜人，四季如春”，這是因為（ ）
A. 水的透明度高，容易吸收太陽能
B. 水的比熱容比沙石的比熱容大
C. 水在蒸發時有制冷作用
D. 水的流動性好
B
4. （九上P35自我評價與作業4改編）在兩個相同的燒杯中分別裝有質量和初溫相同的水和某種液體，用兩個完全相同的電加熱器對其加熱，每隔一段時間用溫度計分別測量它們的溫度，并畫出了其溫度隨時間變化的圖像（如圖1-12-16），由圖像可知（ ）
A. a液體的比熱容較小
B. b液體是水
C. 0～3 min內a液體吸收的熱量較少
D. 升高相同的溫度，b液體吸收的熱量較少
D
易錯精講
【例1】【物理觀念】質量為1 kg的汽油用去一半后，剩下的汽油（ ）
A． 密度、比熱容和熱值都變為原來的一半
B． 密度和比熱容不變，熱值變為原來的一半
C． 密度、比熱容、熱值都不變
D． 密度、比熱容變為原來的一半，熱值不變
易錯點1
熱值與比熱容的定義
C

D
【例2】利用燃燒酒精給水加熱，使質量為2 kg的水溫度升高30 ℃，已知q酒精＝3.0×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/（kg·℃），問：
（1）水吸收的熱量是多少焦耳？
（2）若酒精完全燃燒產生的熱量只有75%被水吸收，則需要完全燃燒多少千克的酒精？
易錯點2
熱量的計算
解：（1）水吸收的熱量Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/（kg·℃）×2 kg×30 ℃＝2.52×105 J。

【變式2】【科學思維】（2024煙臺）在“探究物質的吸熱能力與哪些因素有關”的實驗中，用質量是0.3 kg的水和表中等質量的另一種物質進行對比，作出的圖像如圖1-12-17所示。實驗過程中，水和另一種物質在相同時間內吸收的熱量相等，分析圖像可以得出圖線__________（填“a”或“b”）對應的物質為水，另一種物質為__________，這種物質在0～5 min內吸收的熱量為______________J。
b
煤油
2.52×104
物質 比熱容c/[J·（kg·℃）-1]
水 4.2×103
酒精 2.4×103
煤油 2.1×103
蓖麻油 1.8×103
實驗 探究不同物質的吸熱能力(10年0考)
重點實驗
實驗名稱 探究不同物質的吸熱能力
實驗器材 沙子、水、燒杯、天平、溫度計、秒表、酒精燈、石棉網、鐵架臺、火柴、攪拌器
考點歸納 （1）實驗中需要的測量工具：天平、溫度計和秒表
（2）選用兩個相同規格的加熱裝置加熱的目的：使水和沙子在相等時間內吸收的熱量相同
（3）為準確測量液體的溫度，溫度計的玻璃泡應充分與被測物體接觸，實驗過程中溫度計的玻璃泡不要碰到燒杯
考點歸納 （4）不斷對物體進行攪拌的目的：使物體能均勻受熱
（5）水和沙子的質量要相等，因此需要用天平測量質量
考點歸納 （6）轉換法的應用：用兩個完全相同的酒精燈進行加熱，可以認為在相同的時間內，酒精燈放出的熱量相同，則物體吸收的熱量相同，故實驗時通過比較加熱時間的長短來比較水和沙子吸收的熱量
（7）控制變量法的應用：①控制不同物質的質量相同，相同時間內吸收的熱量相同，比較它們升高的溫度，從而比較物質的吸熱能力；②控制不同物質的質量相同，升高的溫度相同，比較它們吸收的熱量，從而比較物質的吸熱能力
（8）數據、圖像的分析和處理
實驗結論 ①質量相同的不同物質，吸收相同的熱量，升高的溫度不同。升高的溫度小的物質，吸熱能力強
②質量相同的不同物質，升高相同的溫度，吸收的熱量不同。吸收的熱量多的物質，吸熱能力強
【例】【科學探究】圖1-12-18是“比較不同物質的吸熱能力”的實驗裝置。
【實驗器材】
(1)將規格__________（填“相
同”或“不同”）的電加熱器分別
__________在兩種液體中，同時加熱。
(2)組裝器材時應將溫度計固定在適當的位置，不要碰到燒杯和__________________。
相同
浸沒
電加熱器
【實驗條件與方法】
(3)實驗中要求燒杯中裝有__________（填“質量”或“體積”）相同、初溫__________（填“相同”或“不同”）的兩種液體A和B，采用的實驗方法是___________________法。
(4)控制加熱時間相同是為了使___________________________。
質量
相同
控制變量
兩種液體吸收的熱量相同
【實驗分析及結論】
（5）表格中是小明記錄的實驗數據，分析表中的數據可知，升高相同的溫度，通過比較_________________可知，液體__________吸收的熱量多。此實驗表明液體B的吸熱能力比液體A的吸熱能力__________（填“強”或“弱”）。
加熱時間
B
強
液體 質量／g 初溫／℃ 加熱時間／s 末溫／℃
A 60 20 80 45
B 60 20 120 45
【實驗拓展】
（6）分別給液體A和液體B加熱相同的時間，則液體__________的末溫更高。
（7）若用相同規格的電加熱器分別給質量相同、初溫均為20 ℃的甲、乙液體兩種液體加熱，當它們的溫度分別升高到40 ℃和35 ℃時，甲、乙兩種液體吸收熱量之比為2∶1，則甲、乙兩種液體的比熱容之比為__________。
A
3∶2
考點1 熱值［10年4考：2016年(選擇)、2021年(填空)、2022年(填空)、2024年(綜合)考查］
1. 小明測試了自己家中分別單獨使用不同種類燃料時的平均月消耗量分別為木柴約200 kg、煙煤約80 kg、液化石油氣約30 kg、煤氣約60 kg。這四種燃料中哪種燃料的熱值最高？( )
A. 液化石油氣 B. 煤氣 C. 煙煤 D. 木柴
考點精練
A
2. 如圖1-12-19所示，若甲、乙兩杯水溫度都升高50 ℃。則（ ）
A. 甲杯水吸收的熱量較多
B. 乙杯水吸收的熱量較多
C. 兩杯水吸收的熱量一樣多
D. 無法比較兩杯水吸收的熱量
C
3. 【物理學與社會發展】2023年5月10日，搭載著天舟六號貨運飛船的長征七號遙四運載火箭，在我國文昌航天發射場點火升空，運載火箭使用液態氫作為燃料的主要原因是液態氫的熱值__________，在火箭升空過程中，隨著液態氫質量的減少，液態氫的熱值__________（填“增大”“不變”或“減小”）。
大
不變
4. 【科學探究】小箕和小秋為了探究煤油和菜籽油的熱值大小關系，組裝了如圖1-12-20甲所示的裝置進行實驗。實驗時煤油和菜籽油的__________（填“質量”或“體積”）應相同，實驗中應通過__________
________________（填“加熱時間”或“溫度計示數的變化”）來反映煤油和菜籽油放出熱量的多少。小琳組裝了如圖1-12-20乙所示的裝置，燒杯內裝的是符合實驗條件的煤油，如果想要進一步探究煤油和水的吸熱能力，應該與圖甲中_______（填“A”或“B”）裝置的實驗數據進行比較，這個實驗中能反映水和煤油所吸收熱量的物理量是__________（填“加熱時間”
或“溫度計示數的變化”）。
質量
溫度計示
數的變化
A
加熱時間
考點2 比熱容［10年8考：2015年(填空)、2016年(計算)、2017年(填空)、2018年(綜合)、2019年(綜合)、2020年(實驗)、2022年(填空)、2023年(綜合)考查］
5. 【物理觀念】下列應用實例中，主要不是利用水的比熱容較大這一特性的是（ ）
A. 用水冷卻汽車發動機 B. 用濕毛巾給發燒病人擦拭降溫
C. 用熱水袋取暖 D. 向秧田灌水防止秧苗被凍壞
B
6. 【科學思維】如圖1-12-21甲所示，規格相同的容器裝了相同質量的純凈水和油。用實際功率相同的電加熱器加熱，得到如圖1-12-21乙所示的溫度與加熱時間的圖像，若液體每秒吸收的熱量等于電加熱器每秒放出的熱量，且c水＞c油，則（ ）
A. 加熱相同的時間，由于A杯液體升高的溫度高，所以A杯液體吸收的熱量多
B. 升高相同的溫度，兩杯液
體吸收的熱量相同
C. A杯液體是水
D. 加熱相同的時間，兩杯液
體吸收的熱量相同
D
7. 【物理觀念】水的比熱容為4.2×103 J/（kg·℃），將一桶質量為2 kg的水倒掉一半，剩下的水的比熱容將__________（填“變大”“變小”或“不變”）；初溫為20 ℃、質量為1 kg的水吸收3.78×105 J熱量后，溫度將升高到__________℃。（水上方的氣壓為1個標準大氣壓）
不變
100
8. 【科學思維】在探究物質熔化的規律時，某物質的溫度隨時間變化圖像如圖1-12-22所示。該物質液態時的比熱容為4.2×103 J/（kg·℃），質量為20 g，由圖可知，該物質在熔化過程中BC段吸收的熱量為__________J。該物質固態時的比熱容是__________J/（kg·℃），根據圖像可以看出C點時物質的內能__________（填“大于”“等于”
或“小于”）B點時物質的內能。
672
2.1×103
大于
9. （創新題）熱平衡是指同外界接觸的物體，其內部溫度各處均勻且等于外界溫度的狀況。在熱平衡時，物體各部分以及物體同外界之間都沒有熱量交換，即Q吸＝Q放。將400 g、5 ℃的冷水與200 g、80 ℃的熱水混合（與外界無熱量交換），混合后水的溫度是（ ）
A. 30 ℃ B. 37.5 ℃ C. 60 ℃ D. 70 ℃
A
考點3 跨學科實踐科學安排飲食與運動
10. 食物也是一種“燃料”，在人體內釋放出的化學能可為細胞提供生命活動所需的能量。過量飲食和為了“瘦身”而盲目節食，對青少年的健康都不利。下表是青少年每天正常生活需要的能量。
年齡 青少年每天生活所需的能量
13～15歲 1.0×107 J
（1）某款巧克力的營養成分表上標有q＝2 000 kJ/100 g，初中生每天最多可以通過巧克力攝入10%的能量，則初中生每天可以吃多少克的巧克力？
（2）人體攝入過多的能量往往通過運動消耗掉，小華同學吃了一塊凈含量為75 g的上述巧克力，如果他從巧克力獲得能量的10%用于克服重力做功，則他要爬多少層樓才能消耗掉？（每層樓高3 m，小華的質量為50 kg，g取10 N/kg）


考點4 綜合真題
11. （2023廣東節選）小明了解到有種說法“在室內穿兩件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。他采用圖1-12-23的裝置進行實驗：在甲、乙兩個相同的瓶子中裝入等體積的熱水，用兩層灰色薄棉布包裹著甲瓶(內層緊貼，外層相對寬松),用一層灰色厚棉布緊貼包裹著乙瓶，用數顯溫度計測量瓶中熱水的溫度，測得有關數據如下表所示（室溫為25.0 ℃）。
表中有一個溫度值記錄錯誤，該錯誤的溫度值是__________℃。溫度會先降到41.0 ℃的是__________瓶。 已知瓶中水的體積是350 mL，該瓶中水的溫度降至41.0 ℃時，其放出的熱量是________________J。［c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3］
62.5
乙
2.94×104
時間/min 0 20 40 60 80
甲瓶水溫/℃ 61.0 56.6 62.5 50.9 48.5
乙瓶水溫/℃ 61.0 55.6 52.3 49.0 45.7
12. （2019廣東節選）閱讀下列短文，回答問題。
可燃冰
可燃冰是一種新型能源，主要成分是甲烷和水，分布在深海沉積物里或陸域的永久凍土中，它形似冰塊卻能燃燒，燃燒后幾乎不產生任何殘渣。1 m3的可燃冰分解后可釋放出約0.8 m3的水和164 m3的天然氣，天然氣中甲烷的含量占80%~99.9%。
在1個標準大氣壓下，0.5 m3的可燃冰分解后，其中的甲烷完全燃燒放出的熱量至少可以將質量為__________kg、溫度為20 ℃的水加熱至沸騰。［c水=4.2×103 J/(kg·℃),甲烷的熱值取4.2×107 J/m3］
8 200

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