第二講 比熱容、熱機講義

1、第二講 比熱容、熱機第一節(jié) 比熱容【要點歸納】一、物質(zhì)的吸、放熱能力1.同種物質(zhì)的吸、放熱本領(lǐng)（1）升高相同溫度、質(zhì)量越大，吸收熱量越多；質(zhì)量相同時，溫度升高越多，吸收的熱量越多。（2）降低相同溫度，質(zhì)量越大，放出熱量越多；質(zhì)量相同時，溫度降低越多，放出的熱量越多。2.不同物質(zhì)的吸、放熱本領(lǐng)不同物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)是不一樣的，這與物質(zhì)的種類有關(guān)。二、比熱容1.定義：某種物質(zhì)溫度升高（或降低）所吸收（或放出）的熱量與物質(zhì)的質(zhì)量及溫度變化量乘積的比，叫作這種物質(zhì)的比熱容。比熱用用符號c表示。*比熱容是反映不同物質(zhì)吸熱或放熱本領(lǐng)的大小。它表示物質(zhì)的熱學特性。物質(zhì)不同，吸熱本領(lǐng)不同。相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，升高

2、相同溫度時，吸熱多少不同；當吸收相等熱量，溫度變化又不同。用比熱容描述物質(zhì)的此種特性。2.比熱容是物質(zhì)本身的一種特性同種物質(zhì)比熱容相同，C為定值。大小不隨物體質(zhì)量，熱量，溫度變化。只與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)。3.單位：在國際單位制中，比熱容的單位是,讀作“焦每千克開”。比熱容的單位也常寫作，讀作“焦每千克攝氏度”。4.計算公式：（1）物體溫度升溫時，； （2）物體溫度降低時，；（是物體吸收的熱量，是物體放出的熱量，C是物體比熱，m是質(zhì)量；是初始溫度，是末溫）5. 水的比熱容是，其物理意義是：質(zhì)量為1kg的水溫度每升高（或降低）1時所吸收（或放出）的熱量為?！舅悸穼Ш健坷?.銅的比熱容是鉛的3倍，

3、讓質(zhì)量相等的銅球和鉛球吸收相等熱量，則銅球和鉛球溫度升高的度數(shù)之比是 ，若升高相同的溫度，則銅球和鉛球吸收熱量之比是 。例2讓質(zhì)量和初溫相同的鐵塊和水吸收相等熱量，然后把鐵塊頭入水中，則（ ）A、 鐵塊把溫度傳給水B、 鐵塊把熱量傳遞給水C、 水把熱量傳遞給鐵D、 鐵塊和水之間不發(fā)生熱傳遞例3體積相同的甲、乙兩物體，密度為比熱容為。當它們吸收相等的熱量后，下列哪種情況甲的溫度一定比乙溫度升高的多( )A B.C. D. 例4.將質(zhì)量為1kg的鐵塊放在火中燒一段時間，取出立即投入3kg25的水中，熱平衡后溫度為39。若不計熱量損失，求火爐溫度？例5.A、B、C三種液體，質(zhì)量分別是0.2kg、0.

4、3kg、0.4kg,比熱容依次為，。初溫80,50,10求混合物的溫度？例6.將-10的冰2kg投入101kg水中，求，末溫度？例7.甲、乙兩物體質(zhì)量相同，初溫相同，將甲放入一杯熱水中，熱平衡后水溫下降5，把甲取出，把乙仍放入這杯水中，熱平衡后水溫又下降了5，不計熱量損失，求證：?！菊n堂訓練】1關(guān)于物質(zhì)的比熱容，下列說法中錯誤的是（ ）。A單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容B單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度降低1放出的熱量在數(shù)值上等于這種物質(zhì)的比熱容C某種物質(zhì)吸收或放出的熱量越多，比熱容也越大，比熱容與熱量有關(guān)D各種物質(zhì)都有自己的比熱容，比熱容是物質(zhì)的特性，只與物質(zhì)本身有關(guān)2

5、很多機器在工作時溫度升高，為保護機器，往往用水來冷卻用水冷卻的最主要原因是（ ）A水的比熱容大 B水放出的熱量多 C水的溫度低 D水容易取，不需花錢買 3鋁比銅的比熱容大，這說明（ ）A鋁塊一定比銅塊具有的熱量多 B鋁塊一定比銅塊具有的內(nèi)能多C鋁塊的溫度一定比銅塊的溫度高D質(zhì)量相等的銅塊和鋁塊升高相等的溫度時，鋁塊比銅塊吸收的熱量多4.由可得，同一種物質(zhì)的比熱容c,下列說法正確的是（ ）A. 若吸收的熱量增大一倍，則比熱熔增大一倍B. 若質(zhì)量增大一倍，則比熱容減至一半C. 若加熱前后的溫度增大一倍，則比熱容增大一倍D. 無論質(zhì)量多大，比熱容都一樣。5.水的比熱容是4.2×103J/(

6、kg·)。關(guān)于它的含義，下列說法中正確的是（ ）。 A1kg的1的水含有的熱量是4.2×103J B1kg的水溫度升高到l時，吸收的熱量是4.2×103JC1kg的水溫度升高l時，吸收的熱量是4.2×103JD1kg的水溫度升高l時，放出的熱量是4.2×103J 6.已知鋁比熱容為J/kg，錫比熱容為J/kg，現(xiàn)將50g鋁和100g的錫混合，混合后的比熱容？7.某焚燒生活垃圾的發(fā)電廠每年通過焚燒垃圾可發(fā)出1.2億千瓦時的電能，若燃燒1t生活垃圾可以放出1.176×1010J的熱量，則這些熱量可以在1標準大氣壓下將多少千克的水由20加熱

7、到沸騰？（水的比熱容是4.2×103J/(kg·)）【課后作業(yè)】1水的比熱容是4.2×103J/(kg·)，冰的比熱容是2.1×103J/(kg·)，則1kg水與2kg冰的比熱容之比為（ ）。 A11 B12 C21 D無法確定 2關(guān)于物質(zhì)的比熱容，下列說法中正確的是（ ）。A質(zhì)量大的物質(zhì)比熱容一定大 B密度大的物質(zhì)比熱容一定大C溫度高的物質(zhì)比熱容一定大 D各種物質(zhì)都有自己的比熱容，比熱容是物質(zhì)的一種特性3下列各種情況中，物質(zhì)的比熱容會變化的是（ ）。A一杯水倒掉一半 B水凝固成冰 C0的水變成4的水 D將鐵塊銼成鐵球4下列說法中正確

8、的是（ ）。A水在溫度降低時，放出的熱量與水的質(zhì)量和水的溫度有關(guān)B水在溫度降低時，放出的熱量僅與水的質(zhì)量有關(guān)C水在溫度降低時，放出的熱量僅與水的溫度有關(guān)D水在溫度降低時，放出的熱量與水的質(zhì)量和溫度降低的度數(shù)有關(guān)5甲、乙兩物體的質(zhì)量相等，比熱容不等。當它們升高相等的溫度時（ ）。A比熱容大的吸收的熱量多 B比熱容小的吸收的熱量多 C甲、乙兩物體吸收的熱量一樣多 D兩物體的初溫不知道，無法判斷吸熱的多少6.甲、乙兩物體的質(zhì)量之比為3:1，比熱容之比為2：1，升高的溫度之比為3:2，則甲、乙兩物體吸收的熱量之比是（ ）A.9:1 B.4:1 C.1:4 D.9:47兩個相同的容器分別裝了質(zhì)量相同的兩

9、種液體，用同一熱源分別加熱，液體溫度與加熱時間關(guān)系如右圖所示根據(jù)圖線可知（ ）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，兩種液體吸收的熱量相同C加熱時間相同，甲液體吸收的熱量大于乙液體吸收的熱量D加熱時間相同，甲液體溫度升高比乙液體溫度升高得多8在質(zhì)量為0.2kg的鋁壺中盛有1.5kg的水，把它們從10加熱到100，共需要多少熱量？9質(zhì)量為500g的金屬塊吸收30800J的熱量后，它的溫度從10升高到80。求這種金屬的比熱容。10把500g的水加熱到100，需要吸收1.68×105J的熱量。問：水原來的溫度是多少？把一壺水從20加熱到100，水吸收的熱量是8.4

10、5;105J。求這壺水的質(zhì)量。11.2010年上海世博會通過大面積推廣應(yīng)用太陽能等以低能耗、低污染、低排放為特點的綠色環(huán)保技術(shù)，來體現(xiàn)“城市，讓生活更美好”的主題。如圖21所示的太陽能熱水器，它的水箱容量為120L，熱水器上的集熱器對太陽能的利用效率為40%，在與陽光垂直的地球表面上每平方米得到的太陽輻射功率約為P=1400W。如果將整箱水的溫度從20加熱到70，需要陽光照射5h，那么：（1）一箱水需要吸收的熱量是多少？（2）熱水器上集熱器的面積至少要多大？水的比熱容是：4.2×103J/(kg·) 第二節(jié) 熱機【要點歸納】一、熱機1.內(nèi)能的應(yīng)用內(nèi)能的兩種應(yīng)用應(yīng)用實例實質(zhì)利

11、用內(nèi)能加熱物體燒水做飯、熱水袋取暖能量的轉(zhuǎn)移利用內(nèi)能做功水開了，水壺內(nèi)的水蒸氣將壺蓋頂起來，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為壺蓋的機械能能量的轉(zhuǎn)化2.熱機：將由燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器.3.熱機的工作過程：燃料燃燒時化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能通過熱傳遞傳給工作物質(zhì)，工作物質(zhì)內(nèi)能增大，溫度升高，推動物體對外做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能.二、汽油機1.燃料直接在發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機，叫做內(nèi)燃機.2.最常見的內(nèi)燃機是四沖程的汽油機，汽油機是以汽油為燃料的內(nèi)燃機.3.汽油機：利用汽缸內(nèi)燃燒的汽油產(chǎn)生高溫高壓的燃氣來推動活塞做功的熱機.4.汽油機的構(gòu)造：5.汽油機的工作過程沖程：汽油機工作

12、時活塞在汽缸內(nèi)做往復運動.活塞從一端運動到另一端叫作一個沖程.一個工作循環(huán)的組成：多數(shù)汽油機的工作循環(huán)過程是由四個沖程組成，分別是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程.其工作過程如下：吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程 排氣沖程沖程名稱進氣門開閉情況排氣門開閉情況活塞運動方向沖程的作用能的轉(zhuǎn)化吸氣沖程打開關(guān)閉向下吸入燃料和空氣的混合物壓縮沖程關(guān)閉關(guān)閉向上壓縮燃料和空氣混合物做功，使其壓強增大，溫度升高，內(nèi)能增大壓縮燃料和空氣的混合物，機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能做功沖程關(guān)閉關(guān)閉向下在壓縮沖程末，火花塞產(chǎn)生電火花，點燃燃料混合物，燃料混合物劇烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓燃氣，推動活塞做功，通過連桿驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)動燃料燃燒，

13、化學能轉(zhuǎn)化成燃氣的內(nèi)能，內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能排氣沖程關(guān)閉打開向上排出廢氣*一個工作循環(huán)，活塞往復兩次，曲軸轉(zhuǎn)兩周，內(nèi)能做功一次，進排氣門各開一次；在一個工作循環(huán)中，只有做功沖程燃氣對外做功，其他三個沖程不但不做功，還要消耗機械能；除做功沖程外的其他三個沖程都是輔助沖程，要依靠飛輪的慣性完成吸氣、壓縮、排氣沖程.三、柴油機1.柴油機：利用汽缸內(nèi)燃燒柴油所產(chǎn)生的高溫高壓的燃氣來推動活塞做功的熱機.2.柴油機的構(gòu)造：和汽油機的構(gòu)造大致相同，所不同的是柴油機的汽缸頂部無火花塞而有噴油嘴.3.柴油機的工作過程：a.吸氣沖程：柴油機吸入汽缸中的只是空氣，而不像汽油機那樣吸入的是汽油和空氣的混合物.b.壓縮沖程

14、：活塞將汽缸內(nèi)的空氣壓縮成高溫氣體，其溫度超過柴油的燃點.c.做功沖程：在壓縮沖程結(jié)束后，由噴油嘴向汽缸內(nèi)噴射霧狀的柴油，這些霧狀的柴油在汽缸內(nèi)高溫的空氣中劇烈燃燒，這種點火方式成為壓燃式.由于霧狀柴油的燃燒，使得汽缸內(nèi)的壓強急劇增大，氣體對活塞做功，將活塞推向汽缸的下端.d.排氣沖程：與汽油機的情況相同，都是把廢氣排出汽缸，為下一個工作循環(huán)做好準備.4.汽油機和柴油機的對比汽油機柴油機構(gòu)造不同汽缸頂部有火花塞汽缸頂部有噴油嘴燃料不同汽油柴油吸氣沖程汽油機在吸氣沖程中吸入的是汽油和空氣的混合物柴油機在吸氣沖程中只吸入空氣點火方式壓縮沖程末，火花塞產(chǎn)生電火花點燃燃料，稱為點燃式壓縮沖程末，噴油嘴

15、向汽缸內(nèi)噴射霧狀的柴油，遇到溫度超過柴油燃點的空氣而自動點燃，稱為壓燃式效率效率低，20%30%效率高，30%45%應(yīng)用機體輕便，汽車、小型飛機、摩托車等機體笨重，主要應(yīng)用于載重汽車、火車、輪船等相同點汽油機柴油機都是內(nèi)燃機。都是燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體推動活塞作功。都是一個工作循環(huán)，四個沖程，活塞往復兩次，曲軸轉(zhuǎn)兩周，內(nèi)能做功一次，進排氣門各開一次。【思路導航】例1.下圖表示四沖程內(nèi)燃機工作時各沖程的示意圖，它們正確的排列順序為（ ）A甲、乙、丙、丁 B丁、丙、乙、甲C甲、丙、乙、丁 D甲、丁、乙、丙例2.一臺單缸四沖程柴油機每分鐘轉(zhuǎn)1200轉(zhuǎn)，則（1）每秒活塞往復 次；（2）若每個工作循

16、環(huán)釋放內(nèi)能做功600J，則每小時做功 J；（3）若柴油機效率為40%，每小時至少需消耗多少能量 J。例3.在內(nèi)燃機工作的過程中，四個沖程中發(fā)生內(nèi)能和機械能相互轉(zhuǎn)化的沖程是（ ）A.吸氣沖程和壓縮沖程 B.壓縮沖程和做功沖程C.做功沖程和排氣沖程 D.排氣沖程和吸氣沖程例4.柴油機甲的功率是乙的1.5倍，甲的效率為20%，乙的效率為25%，那么甲與乙每小時消耗的油量之比為（ ）A. B. C. D.例5.某單缸四沖程汽油機的氣缸活塞面積為30cm2，一個沖程活塞在汽缸中移動的距離是50mm，滿負荷工作時做功沖程燃氣的平均壓強為9.0×105Pa,飛輪1分鐘轉(zhuǎn)動1800周，當汽油機滿負荷

17、工作時，求：（不計摩擦）（1） 做功沖程中燃氣對活塞的平均壓力；（2） 一個做功沖程中燃氣對活塞做功；（3） 汽油機的功率?！菊n堂訓練】1.關(guān)于熱機，下列說法是正確的（ ）A.汽油機頂部有噴油嘴，柴油機頂部有火花塞B.柴油機在吸氣沖程中，將柴油和空氣的混合氣吸入氣缸C.汽油機在做功沖程中，進氣門關(guān)閉排氣門打開D.汽油機在做功沖程中，是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能2.如圖7所示是四沖程汽油機的一個工作循環(huán)示意圖，其中屬于做功沖程的是 ( )3.關(guān)于“熱機”，下列說法中正確的是（ ）A.做功沖程的能量轉(zhuǎn)化是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B.改進技術(shù)，可以使熱機的效率達到100% C.用水循環(huán)來降低熱機的溫度，主要是利用

18、水蒸發(fā)時吸熱的特性 D.冬天晚上要把熱機水箱中的水放出，是防止氣溫降低時水凝固脹壞水箱4.如圖所示，在大玻璃瓶內(nèi)有一些水，往瓶內(nèi)不斷打氣，過一會你會看到的現(xiàn)象是 _。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是 。5.汽油機工作時，氣缸內(nèi)的溫度最高的是（ ）A.吸氣沖程結(jié)束時 B.做功沖程結(jié)束時C.壓縮沖程結(jié)束、火花塞點火的瞬間 D.壓縮沖程結(jié)束、火花塞點火后的瞬間 6.甲乙兩臺柴油機，甲的效率低于乙的效率，意義是 （ ）A.甲的功率大于乙的功率B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料C.乙將燃料燃燒放出的能變成有用功的那部分能的比例比甲大D.工作相同時間甲消耗的燃料一定比乙少7.內(nèi)燃機是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成_能的機器；內(nèi)燃機一個工作循環(huán)由_個沖程組成，其中如圖所示是熱機的_沖程。8.從本質(zhì)上看，內(nèi)燃機的工作能量來源于（ ）A、機械能 B、內(nèi)能 C、化學能 D、電能9.一柴油機的飛輪轉(zhuǎn)速為2400r/min，由此可推斷，該柴油機每秒鐘做功多少次？【課后作業(yè)】1.內(nèi)燃機做功的一個沖程，是指（ ）A活塞在上、下兩點間運動的一次距離B活塞在汽缸內(nèi)往復運動一次的路程C.活塞完成一個工作循環(huán)通過的路程D.汽缸內(nèi)徑