1.探究:比較不同物質(zhì)的吸熱能力
使水和食用油相同時(shí)間內(nèi)吸收的熱量相同
4.2×103 J/(kg·℃)
Q放=cm(t0-t)
Q吸=cm(t-t0)
(1)原理:(2)內(nèi)燃機(jī)分類(lèi):汽油機(jī)和柴油機(jī)(3)汽油機(jī)工作過(guò)程
/知識(shí)縱橫/ 汽油機(jī)與柴油機(jī)
例1下面是小明同學(xué)在學(xué)習(xí)比熱容后的認(rèn)識(shí),其中正確的是(　　)A.一杯水和一塊鐵在溫度和質(zhì)量相同時(shí),吸熱能力是相同的B.各種物質(zhì)都有自己的比熱容,比熱容不隨物質(zhì)狀態(tài)的變化而變化C.兩個(gè)物體若吸收相等的熱量,則比熱容小的物質(zhì)溫度高D.質(zhì)量相等的不同物質(zhì),升高相同的溫度吸收的熱量不相等,它們的比熱容就不相等
例2兩個(gè)相同的容器分別裝滿(mǎn)了質(zhì)量相同的甲、乙兩種液體,用同一熱源分別加熱,液體溫度與加熱時(shí)間的關(guān)系如圖16-1所示,則(　　)A.甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容B.如果升高相同的溫度,兩液體吸收的熱量相同C.加熱相同的時(shí)間,甲液體吸收的熱量大于乙液體吸收的熱量D.加熱相同的時(shí)間,甲液體溫度升高的比乙液體溫度升高得多
變式1用兩個(gè)相同的電熱器給質(zhì)量相同的物質(zhì)甲和水加熱,它們的溫度隨加熱時(shí)間的變化關(guān)系如圖16-2所示,據(jù)此判斷物質(zhì)甲的比熱容為[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)](　　)A.2.1×103 J/(kg·℃)B.4.2×103 J/(kg·℃)C.1.2×103 J/(kg·℃)D.條件不足,不能確定
變式2用兩個(gè)相同的電熱器分別給質(zhì)量相同的水和某種液體加熱,每隔1 min記錄一次數(shù)據(jù),如下表所示,則該液體的比熱容為[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)](　　)?A.0.9×103 J/(kg·℃)B.1.8×103 J/(kg·℃)C.3.6×103 J/(kg·℃)D.1.2×103 J/(kg·℃)
例3圖16-3是汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)沖程,順序排列正確的是(　　)A.甲、乙、丙、丁B.乙、丙、甲、丁C.丁、丙、乙、甲D.丁、甲、丙、乙
變式1[2017·臨沂] 下列關(guān)于如圖16-4所示實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A.試管口出現(xiàn)的白霧是液化的結(jié)果B.該實(shí)驗(yàn)基本能反映熱機(jī)的工作原理C.木塞沖出的過(guò)程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.該實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明做功能改變物體的內(nèi)能
［答案］C［解析］口出現(xiàn)的白霧是水蒸氣遇冷液化形成的,故A說(shuō)法正確,不符合題意;木塞沖出的過(guò)程中試管內(nèi)水蒸氣對(duì)外做功,水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的機(jī)械能,使水蒸氣內(nèi)能減小,溫度降低,反映了熱機(jī)的工作原理,也說(shuō)明了做功能改變物體的內(nèi)能,故B、D說(shuō)法正確,不符合題意,C說(shuō)法錯(cuò)誤,符合題意。
變式2如圖16-5所示的流程圖是用來(lái)說(shuō)明單缸四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)及涉及的主要能量轉(zhuǎn)化情況。下列對(duì)圖中①②③④的補(bǔ)充正確的是(　　)A.①做功沖程,②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,③壓縮沖程,④機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.①壓縮沖程,②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,③做功沖程,④機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.①做功沖程,②機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,③壓縮沖程,④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.①壓縮沖程,②機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,③做功沖程,④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
變式3某四沖程汽油機(jī)工作轉(zhuǎn)速是2400 r/min。關(guān)于此熱機(jī)的工作,下列說(shuō)法正確的是(　　)A.壓縮沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B.一個(gè)工作循環(huán)中曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)2圈,同時(shí)對(duì)外做功2次C.此汽油機(jī)每秒對(duì)外做功10次D.此汽油機(jī)每秒對(duì)外做功20次
例4關(guān)于燃料的熱值,下列說(shuō)法正確的是(　　)A.燃料的熱值與燃料的燃燒情況有關(guān) B.容易燃燒的燃料的熱值一定大 C.煤的熱值比干木柴的大,煤燃燒放出的熱量比干木柴放出的熱量多 D.0.5 kg煤油和1.5 kg煤油的熱值一樣大
變式1關(guān)于熱機(jī),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)A.熱機(jī)性能好壞的重要標(biāo)志之一是熱機(jī)效率B.在四沖程內(nèi)燃機(jī)中減少?gòu)U氣帶走的大量熱量可以大大提高熱機(jī)效率C.柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)的高,這是因?yàn)椴裼偷臒嶂当绕偷拇驞.現(xiàn)在火箭中用液態(tài)氫作燃料,是因?yàn)樗哂休^大的熱值
變式2如圖16-6所示,甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同,圖中燃料的質(zhì)量相同,燒杯內(nèi)液體的質(zhì)量也相同。要比較不同燃料的熱值和不同物質(zhì)的比熱容,下列選項(xiàng)正確的是(　　)A.比較熱值,應(yīng)選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn);比較比熱容,應(yīng)選擇甲、丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)B.比較熱值,應(yīng)選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn);比較比熱容,應(yīng)選擇乙、丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)C.比較熱值,應(yīng)選擇甲、丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn);比較比熱容,應(yīng)選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)D.比較熱值,應(yīng)選擇乙、丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn);比較比熱容,應(yīng)選擇甲、乙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
例5 [2017·聊城] 2017年5月18日消息,中國(guó)科學(xué)家首次在南海試采可燃冰取得圓滿(mǎn)成功,實(shí)現(xiàn)了我國(guó)天然氣水合物開(kāi)發(fā)的歷史性突破?？扇急鍧崯o(wú)污染、儲(chǔ)量巨大,是一種非常理想的新型能源?？扇急鶡嶂岛艽?是天然氣熱值的10倍以上,若按15倍計(jì)算。[天然氣熱值q天然氣=7.0×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)](1)求體積為0.01 m3的可燃冰完全燃燒放出的熱量。(2)若這些熱量的90%被質(zhì)量為100 kg的冷水吸收,求水升高的溫度。
解:(1)0.01 m3的可燃冰完全燃燒放出的熱量為Q放=q可燃冰V=15×q天然氣V=15×7.0×107 J/m3×0.01 m3=1.05×107 J。
(2)若這些熱量的90%被質(zhì)量為100 kg的冷水吸收,求水升高的溫度。
變式1我國(guó)北方地區(qū)冬季用燃煤取暖所造成的大氣污染,已越來(lái)越引起人們的關(guān)注。現(xiàn)在有些家庭已經(jīng)改用燃油取暖,以降低對(duì)大氣的污染。小明家的住房面積約110 m2,住房高度約3 m,若將住房的門(mén)窗關(guān)好,用燃燒柴油來(lái)取暖,并使室溫升高10 ℃,不計(jì)熱量散失到室外,則所需的柴油至少約為[已知柴油的熱值為4.3×107 J/kg,空氣的密度約為1.3 kg/m3,空氣的比熱容為1.0×103 J/(kg·℃)](　　) kgB.0.1 kgC.1 kg D.10 kg
變式2某物理興趣小組的同學(xué)用煤爐給10 kg的水加熱,同時(shí)繪制了如圖16-7所示的加熱過(guò)程中水溫隨時(shí)間變化的圖線(xiàn),若在6 min內(nèi)完全燃燒了0.2 kg的煤,水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),煤的熱值約為3×107 J/kg。求:(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量。(2)經(jīng)過(guò)6 min時(shí)間加熱,水所吸收的熱量。(3)煤爐燒水時(shí)的熱效率。
解:(1)煤完全燃燒產(chǎn)生的熱量Q放=qm=3×107 J/kg×0.2 kg=6.0×106 J。
(2)經(jīng)過(guò)6 min時(shí)間加熱,水所吸收的熱量。
(2)由題圖可以看出,經(jīng)過(guò)6 min時(shí)間加熱,水的溫度由20 ℃升高到80 ℃,水吸收的熱量Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(80 ℃-20 ℃)=2.52×106 J。
(3)煤爐燒水時(shí)的熱效率。
例在“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)中,有A、B兩種方案。(1)A方案的實(shí)驗(yàn)裝置如圖16-8甲所示:
①在完全相同的兩個(gè)燒杯中分別裝入　　　　、　　　　都相同的水和煤油。?②實(shí)驗(yàn)中選擇相同規(guī)格的電加熱器,可以認(rèn)為在相同時(shí)間內(nèi)水和煤油　　　　　　相同,然后用比較　　　　　　的方法來(lái)完成探究實(shí)驗(yàn)。?③某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)描繪出了水和煤油兩種液體的溫度隨時(shí)間變化的圖像,如圖乙所示,則　　　　的吸熱能力更強(qiáng),且可得煤油的比熱容為　　　　J/(kg·℃)。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]　?(2)B方案的實(shí)驗(yàn)裝置如圖丙所示:①組裝好器材,要完成該實(shí)驗(yàn),除圖丙所示器材外,還需要的測(cè)量工具是　　　　、　　　　。?②在對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思時(shí),他們認(rèn)為原方案有需要兩次加熱、耗時(shí)長(zhǎng)等缺點(diǎn),因此改進(jìn)方案設(shè)計(jì)了如圖丁所示的裝置。與原方案相比,該方案除克服了上述缺點(diǎn)外還具有的優(yōu)點(diǎn)是 　 　　　。??

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