我們已經(jīng)了解，熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。那么，怎樣描述和度量熱傳遞過程中物體內(nèi)能改變的多少呢？
熱傳遞過程中伴隨著溫度的變化，內(nèi)能改變的多少與溫度之間有什么關(guān)系呢？接下來我們一起進行探究。
一根火柴完全燃燒放出的熱量約為103 J。
在物理學(xué)中，把物體在熱傳遞過程中內(nèi)能改變的多少叫做熱量，符號Q。國際單位制中，熱量的單位是焦(J )。
熱量與內(nèi)能的關(guān)系：當(dāng)僅有熱傳遞時，物體吸收熱量，內(nèi)能增加；放出熱量，內(nèi)能減少。
二、探究物體吸收或放出的熱量
同種物質(zhì)吸收或放出的熱量與其質(zhì)量和溫度變化有關(guān)，它們之間存在怎樣的關(guān)系呢？
活動1——探究水的吸熱與其溫度變化、質(zhì)量的關(guān)系
A．探究水的吸熱與溫度變化的關(guān)系設(shè)計如圖所示的實驗裝置，燒杯中盛有100 g水。酒精燈對水加熱后，選取一個溫度作為起始溫度開始計時，并將水每升高相同溫度（如5 ℃）所用時間記錄在表格中。
實驗起始溫度為______℃，水的質(zhì)量為100 g
表明：當(dāng)質(zhì)量一定時，水吸收的熱量與升高的溫度成正比。
實驗中，水升高的溫度相同時，加熱的時間基本相等。
B．探究水的吸熱與水的質(zhì)量的關(guān)系四個相同的燒杯中分別加入50 g、100 g、150 g、200 g水（可設(shè)置更多不同水量），分別利用如圖所示的實驗裝置對水加熱，使水升高相同的溫度（如20 ℃），將所用時間記錄在表格中。
水升高的溫度為20 ℃
表明：當(dāng)升高的溫度相同時，水吸收的熱量跟它的質(zhì)量成正比。
實驗中，水升高的溫度相同時，加熱的時間與水的質(zhì)量成正比。
思考：若要探究水的溫度降低時放出的熱量與其溫度變化、質(zhì)量的關(guān)系，能不能利用上述實驗裝置呢？
可以利用上述實驗裝置。提示：將水加熱到一定溫度后，撤去酒精燈，記錄水的溫度降低一定值所用時間。
當(dāng)物體溫度升高或降低時，它吸收或放出的熱量與物體質(zhì)量的大小、溫度的變化多少成正比。
英國物理學(xué)家焦耳經(jīng)過長期的實驗研究得出：1 kg純水溫度升高1 ℃時吸收的熱量是4.2×103J；1 kg純水溫度降低1 ℃時放出的熱量也是4.2×103J。
思考：你能列舉出一些常見的燃料嗎？它們分別屬于哪一類燃料？
質(zhì)量相等的不同燃料，在完全燃燒時所放出的熱量是不相等的。
在物理學(xué)中，把某種燃料完全燃燒時所放出的熱量與燃料質(zhì)量的比叫做這種燃料的熱值，符號q，單位是J /kg。（氣體燃料的熱值等于氣體完全燃燒時所放出的熱量與氣體體積的比，單位是J /m3。）
知道了某種燃料的熱值，就可以算出一定質(zhì)量的這種燃料完全燃燒時所放出的熱量。計算式：Q=qm。
m=500 g=0.5 kg，Q=qm=4.6×107 J/kg×0.5 kg=2.3×107 J
思考：500 g汽油完全燃燒，可以放出多少熱量？
熱效率：有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。
熱效率低的原因及提高熱效率的方法：
（1）從燃料熱值表所列的固體、液體、氣體燃料中，各找出一種熱值最大的燃料，并說明它們的熱值表示什么意思。（2）想想自己家里常用到哪種燃料，估算一下一個月需要支付多少燃料費；交流討論有哪些可以減少燃料費支出的措施。
提示：（1）根據(jù)熱值的含義解釋。（2）燃?xì)庠?、汽車等都需要燃料?br/>活動2——怎樣選擇燃料
西氣東輸我國的天然氣主要分布在新疆等西部地區(qū)。為適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展和改善環(huán)境的需要，國家動工建設(shè)“西氣東輸”工程。一線管道工程西起新疆塔里木盆地的輪南油田，東至上海，全長約4000 km；二線管道工程西起新疆霍爾果斯，南至香港特別行政區(qū)，干線全長約5000 km。
1、下列說法正確的是（　 ）A．物體的溫度越高，所含的熱量越多B．物體吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度不一定升高C．物體的內(nèi)能越大，熱量越多D．熱量總是從內(nèi)能多的物體轉(zhuǎn)移到內(nèi)能少的物體
2、下列關(guān)于熱值的描述，正確的是（　 ）A．燃料燃燒釋放的熱量越多，熱值越大B．使燃料燃燒更充分，可以增大熱值C．燃料燃燒放出的熱量與質(zhì)量的比，即這種燃料的熱值D．燃料的熱值跟燃燒情況無關(guān)
（1）實驗裝置如圖甲、乙所示，圖中橫桿、溫度計、鐵圈、燃具四個器件的安裝順序應(yīng)為__________（“由下而上”或“由上而下”）。（2）為保證實驗結(jié)論的可靠性，以及方便比較，實驗中用到的酒精和碎紙片的質(zhì)量、兩燒杯中水的質(zhì)量、以及兩個燒杯的規(guī)格都應(yīng)保持______。
3、通過如圖所示實驗來探究酒精和碎紙片的熱值大小。
（3）通過實驗得到的燃料熱值與實際相比將偏______（選填“大”或”小”），這種情況的主要原因是：_______________。（4）實驗部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄如表：
若已知酒精的熱值為2.4×107 J/kg，結(jié)合表中數(shù)據(jù)，可得出碎紙片的熱值是_________J/kg。
4、氫燃料新能源公交車逐漸在不少城市投放使用，已知氫燃料的熱值為1.5×108 J/kg，求：（1）質(zhì)量為0.56 kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量；（2）如果氫燃料公交車的效率為70%，0.56 kg的氫燃料完全燃燒放出的熱量可使以140 kW恒定功率勻速行駛的公交車行駛多長時間。

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12.2 熱量和熱值

版本： 粵滬版

年級： 九年級上冊

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