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课件第十二章 内能与热机复习课

发布时间:2013-11-15 12:55:47  

第十四章 内能与热机
? 一、复习目标:
内 能 与 热 机 1.内能的概念;温度和内能的关 认识 能进 系 行热 量的 2.从能量转化的角度认识燃料的 认识 简单 热值;热机的工作过程 计算 3.内能的利用 认识

4.热量的概念

认识

5.比热容的概念;用比热容解释 认识 简单的自然现象 理解

? 二、本章的知识网络:
内能

定义:物体内所有分子动能与分子势能的总和,叫做物体的内能 做功 改变物体内能的方法 热传递 定义:在热传递过程中,物体内能改变的多少叫做热量

定义:1kg的某种燃料在完全燃烧时所放出的热量叫做这种燃料的热值
热值

内 能 与 热 机

公式:Q=mq(Q=Vq) 单位:J/kg(J/m3)

热量 比热容

定义:单位质量的某种物质在温度升高(或降低)1℃时所吸收(放 出)的热量,叫做这种物质的比热容 单位:J/(kg. ℃) 物理意义:为了描述相同质量的不同物质在升高或降低相同的温度 时所吸收或放出不同的热量而引入的物理量

计算公式:Q吸=cm(t-t0) Q放=cm(t0-t) 构造 汽油机 工作过程和原理 热机 柴油机 定义:用来做有用功的能量与燃料完全燃烧时放出的热量之 热机效率 比叫做热机效率 内能的利用 提高热机效率的途径 环境保护:热机造成了大气污染和噪声污染

? 一、关于做功和热传递改变物体内能的应用 ? 改变物体内能有两种方式:做功和热传递,重视其改变内能的不同之 处 ? 例1、冬天天气寒冷,人们的习惯动作一是双手“搓一搓”,二是向 手心“哈气”,这两种做法都能使手的内能增加,则获得能量的方法 是否相同? ? 答:不同,双手“搓一搓”是通过做功的方式把双手运动时所具有的 机械能转化为内能,使手的内能增加温度升高感觉暖和。用嘴向手心 “哈气”通过热传递把内能传递给手,使手的内能增加、温度升高。 ? 练习巩固:1.如下图所示的四种现象中,能说明做功可以改变物体内 能的是____;能说明热传递可以改变物体内能的有_____(只需 填写字母)

? 冬天哈气取暖 ? 答案:B

从滑梯上滑下

钻木取火

用热水袋取暖

? 二、有关比热容的理解与应用 ? 比热容反映物质自身的一种特性,任何物质都有一定的比热容。水的 比热容大的特点在日常生活和生产中具有重要的应用。 ? 特别是考热岛效应、海陆风的形成及比热容的实验等。 ? 例2、人工湖和城市绿化带均能有效地降低城市的“热岛效应”,改 善城市的空气质量。试从不同的角度说明其中的道理(说明3点): ? (1)____________________________________; ? (2)_______________________________________; ? (3)_______________________________________. ? 分析:本题综

合性较强,涉及到了“比热容”、植物的“光合作用”、 “蒸发吸热”等知识,从不同角度分析同一问题,是近年中考出现较 多的一种开放性题目,只要分析合理都是正确的。 ? 答案(1)湖水蒸发,吸热降温 ? (2)水的比热容较大,温差小 ? (3)绿色植物吸收CO2,呼出O2,改善空气质量 ? (4)绿色植物的叶子蒸发吸热降温 ? (5)树根增大了地表的蓄水量,从而增大了地表的水蒸发量,蒸发 吸热降温

? 练习2、下面表格提供的信息中我们可以看出:

水 密度(kg/m3)
比热容J/(kg. ℃)

酒精 0.8x103
2.4x103

水银 13.6x103
0.14x103

1.0x103
4.2x103

沸点(℃、标准气压下) 凝固点(℃)

100 0

78 -117

357 -39

? (1)制作一个能测量北极寒冷气温的温度计,应该选择里面的液体是 酒精 _____的温度计; ? (2) 如果用三个相同的加热设备同时对质量相同的三种液体加热,则升 酒精 温最快的液体是_______; ? (3)如果取质量相同的三种液体分别放入三个相同的烧杯中,则液面最高 水银 的是________.

? 三、有关比热容、热值和热机效率综合题 Q=cm(t-t0)是计算热量的公式,其中c是物质的比热容,它是物质 的重要特性之一,利用此公式时要注意初、末态的确定。利用Q=mq 进行计算时,要注意q是1kg燃料完全燃烧时放出的热量。在实际生活、 生产中由于能量的损失,热机的效率显得尤为重要,在中考中经常出 现热学部分的综合性题目。 例3、某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25℃加热到100 ℃, 燃烧了6kg的无烟煤。〔水的比热容是4.2X103J/(kg. ℃ ),无烟煤的热 值是3.4X107J/kg〕 ? 试求(1)锅炉内200kg的水吸收的热量是多少? ? (2)6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少? ? (3)此锅炉的效率是多少? ? 解析:水吸收的热量可由Q吸=cm(t-t0),代入数值解得; ? 无烟煤完全燃烧放出的热量根据公式Q=qm求出; ? 锅炉的效率则可由η=Q有用/Q总求出。

? 解:水吸收的热量是 ? Q吸=c水m水(t-t0) ? =4.2x103J/(kg. ℃)x200kgx(100 ℃-25 ℃) ? =6.3x107J ? 无烟煤放出的热量 ? Q放=qm=3.4x107J/kgx6kg=2.04x108J 锅炉的效率 η=Q有用/Q总=Q吸/Q放=6.3x107J/2.04X108J=30.9% 答:水吸收的热量是6.3x107J,煤燃烧放出的热量是 2.04x108J,锅炉的效率是30.9%。

? 练习3、下表是某牌小轿车的一些技术参数,其中排气量是指发动机气 缸的工作容积,一般情况下,发动机的排气量越大,功率越大;空燃比 是指气缸的空气和燃油的质量比;汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧 放出的热量为4.6x107J.当该发动机以最大功率工作时,气缸内汽油燃 气推动活塞做功2600次。 车型 某品牌汽车 ? 请你计算发动机在最大功率

? 工作时: 1.8L 排气量 ? (1)1min内做的有用功; 7.5KW ? (2)做功一次消耗汽油的质量; 最大功率 ? (3)发动机的效率。 空燃比 14:1 ? ? ? ? ? ? ?

汽油的热值 4.6x107J/kg 解:(1)1min内做的有用功 W有用=Pt=75x103WX1X60S=4.5X106J (2)做功一次消耗汽油的质量 m=ρv=1.35kg/m3x1.8x10-3m3x1/15=1.62x10-4kg (3)发动机的效率 η=W/Q=4.5X106J/1.94X107J=23.2% 答:1min内做了4.5X106J的有用功,做功一次消耗汽油的质量是 1.62x10-4kg,发动机的效率是23.2%。

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四、温度、内能和热量 温度、内能和热量是热学中的三个重要物理量。 它们之间的联系:温度的变化,可以改变一个物体的内能,传递热量的多少 可以量度物体内能改变的多少,物体吸收或放出热量,它的内能将发生改变, 但它的温度不一定改变。 例4、关于温度、内能、热量三者的关系的下列说法正确的是(D ) A.物体吸收了热量,温度一定升高 B.物体的温度升高,一定吸收了热量 C.物体的温度不变,内能大小也不变,也就没有吸收热量 D.物体温度升高,内能增加 总结:温度、内能和热量的关系可概括为:

(1)物体吸热,内能一定增加,温度不一定升高。(2)物体放热,内能 一定减少,温度不一定下降。 ? (3)物体温度升高,内能增加,可能吸热,也可能外界对它做了功。 ? (4)物体温度降低,内能减少,可能放热,也可能对外做了功。 练习4、关于温度、热量和内能的关系,张晓宁同学总结了下列说法:a物体的 温度越高,它含有的热量越多;b物体吸收热量,温度不一定升高;c物体的 内能增加,温度一定升高;d物体的温度升高,内能一定增加,其中正确的 是( D ) A.a和b B.c和d C.a和c D.b和d

? 四、小结本节内容: ? 五、作业:完成本节练习。


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