第15課時┃ 比熱容 熱值 熱機
考點1　比熱容及應(yīng)用
[點撥]比熱容是物質(zhì)的一種物理屬性，與物質(zhì)的質(zhì)量大小、溫度高低及吸收或放出熱量的多少均無關(guān)；不同物質(zhì)的比熱容一般不同；同一種物質(zhì)，比熱容與狀態(tài)有關(guān).
1. 吸、放熱公式吸熱公式：Q吸＝____________．放熱公式：Q放＝____________．
[點撥] 熱量計算中溫度變化的給出一般有兩種情況：一是給出物體的初溫和末溫，在這類問題中，要找準初溫t0和末溫t，切不可張冠李戴；二是直接給出物體的溫度變化，審題時注意區(qū)別“升高”“升高了”與“升高到”的不同，“升高”“升高了”是公式中的Δt＝t－t0，“升高到”是公式中的t.
[點撥] 關(guān)于熱值的理解：熱值反映的是物質(zhì)的一種燃燒特性，它只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒等均無關(guān)．
1. 工作原理熱機工作時將________能轉(zhuǎn)化為________能．
2．四沖程汽油機的工作循環(huán)
探究1　比熱容及其應(yīng)用
例1[2017·成都]小明根據(jù)下表所提供的數(shù)據(jù)得出了四個結(jié)論，其中正確的是(　　)
變式1　[2017?無錫]用如圖15－1所示的裝置，先后加熱初溫、質(zhì)量均相同的水和煤油，比較兩種液體比熱容的大小，多次實驗表明：要讓水和煤油升高相同的溫度，水需要的加熱時間更長．以下關(guān)于該實驗的操作及分析錯誤的是(　　)A．水比煤油的比熱容大B．加熱時用玻璃棒不斷攪拌，是為了使水和煤油受熱均勻C．實驗中可以不使用溫度計，讓水和煤油都沸騰后再比較加熱時間D．相同質(zhì)量的水和煤油，若吸收相同熱量后，煤油比水升高的溫度高
[解析] 由于水和煤油的沸點不同，讓水和煤油都沸騰后再比較加熱時間，則吸收的熱量和溫度的變化量均不相同，無法比較比熱容的大小，故C錯誤．
變式2　[2017·揚州]圖15－2是加熱烤腸的情景，增加烤腸內(nèi)能的方法是__________；為了讓烤腸不致被烤焦且均勻受熱，店主將烤腸放在石子上烤而不直接放在鐵鍋內(nèi)烤，是因為石頭的比熱容比鐵________．
[解析] 將烤腸放在石子上烤而不直接放在鐵鍋內(nèi)烤，是因為石頭的比熱容比鐵大，吸收相同的熱量，石頭升高的溫度少．
[解析] 電火花發(fā)生器點燃塑料盒內(nèi)的酒精氣體能將盒蓋噴出很遠，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的過程，此過程中能量轉(zhuǎn)化方式與汽油機的做功沖程相類似；
變式1　[2016?南京]利用如圖15－4所示的裝置，運用控制變量法，通過觀察現(xiàn)象即可比較酒精和碎紙熱值的大?。疄橥瓿蓪嶒?，要求(　　)A．酒精和碎紙的質(zhì)量相同，兩只燒杯內(nèi)水的質(zhì)量相同B．酒精和碎紙的質(zhì)量不同，兩只燒杯內(nèi)水的質(zhì)量不同C．酒精和碎紙的質(zhì)量相同，兩只燒杯內(nèi)水的質(zhì)量不同D．酒精和碎紙的質(zhì)量不同，兩只燒杯內(nèi)水的質(zhì)量相同
[解析] 實驗時為了控制變量，應(yīng)用天平分別稱出等質(zhì)量的酒精和碎紙，將其放入裝置中的燃燒皿內(nèi)；因燃料的熱值不能直接測量，但燃料燃燒放出的熱量可以被水吸收，從而使相同質(zhì)量的水的溫度發(fā)生變化，所以可以通過觀察溫度計示數(shù)的變化量(水升高的溫度)來比較燃料熱值的大小關(guān)系．
例3[2017·鹽城]圖15－5表示的是四沖程汽油機工作循環(huán)中的(　　)A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程
[解析] 由題圖可知，汽油機的進氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，所以是吸氣沖程
變式1　下列關(guān)于熱機的說法中，正確的是(　　)A．通過技術(shù)改進，熱機效率可達100%B．做功沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．熱機常用水作冷卻劑，是因為水的沸點高D．火箭發(fā)動機屬于熱機
[解析] 熱機的效率可以提高，但由于存在摩擦要做額外功，故熱機效率一定不會達到100%，故A錯誤；做功沖程中的能量轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故B錯誤；熱機常用水作冷卻劑，是因為水的比熱容大，故C錯誤；熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，火箭發(fā)動機屬于熱機，故D正確．
變式2　[2017·揚州]圖15－6是汽油機模型，正在進行的是________沖程，該沖程將________能轉(zhuǎn)化為________能．
[解析] 由題圖可知，此時兩氣門均關(guān)閉，活塞由下向上運動，是壓縮沖程，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
變式3　一輛汽車以90 kW的恒定功率啟動做直線運動，且整個運動過程中受到的阻力不變，速度v與時間t的關(guān)系如圖15－7所示．求：(1)汽車的速度為20 m/s時，牽引力為多少．(2)在0～5 s時間內(nèi)汽車發(fā)動機做功多少．(3)若汽車的熱效率為30%，燃燒1 kg汽油汽車勻速行駛的路程為多少千米．(汽油的熱值q汽油＝4.6×107 J/kg)
變式3　一輛汽車以90 kW的恒定功率啟動做直線運動，且整個運動過程中受到的阻力不變，速度v與時間t的關(guān)系如圖15－7所示．求：(1)汽車的速度為20 m/s時，牽引力為多少．(2)在0～5 s時間內(nèi)汽車發(fā)動機做功多少．
突破　探究不同物質(zhì)吸熱升溫的現(xiàn)象
例 [2017·臨沂] 小明用相同的酒精燈分別給水和煤油加熱(如圖15－8甲所示)，以探究水和煤油的吸熱能力。(1)本實驗需要用到天平這一測量工具，目的是_____________________。(2)加熱10 min，水吸收的熱量_____(選填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的熱量。
(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，小明作出了水和煤油的溫度隨加熱時間變化的圖像(如圖乙所示)，由圖像可知，水的沸點是____℃，煤油的比熱容是_________J/(kg·℃)。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)](4)若本次實驗共消耗酒精20 g，則這些酒精完全燃燒放出的熱量是_______J。(q酒＝3.0×107 J/kg)
[解析] (3)由題圖乙可知，質(zhì)量相等、升高相同的溫度水吸收的熱量是煤油的2倍，根據(jù)Q吸＝cm(t－t0)可知，水的比熱容是煤油的2倍，則煤油的比熱容為2.1×103 J/(kg·℃)。

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