2020秋季初三物理中考满分班第二讲 比热容与热机

第二讲 比热容与热机
一、 比热容
1．定义：单位质量的某物质温度升高（或降低）1°C （K ）所吸收或放出的热量，符号为c ．比热容表示物体的吸放热能力。

2．定义式：()/Δc Q m t =⋅
比热容的单位写作J/(kg·°C)，读做焦每千克摄氏度．水的比热容比较大，吸收（或放出）相同的热量，水升高（或下降）的温度比较低，因而沿海地区昼夜温差比内陆地区小。

一些常见物质的比热容 单位J/(kg·°C)
水
4.2×103
冰
2.1×103 铝 0.88×103 干泥土 0.84×103 酒精 2.4×103 蓖麻油 1.8×103
铜 0.39×103
水银 0.14×103 煤油 2.1×103
砂石 0.92×103 铅 0.13×103
铁/钢
0.46×103
3．热量计算公式：
吸热：()=-Q cm t t 吸末初 放热：()=-Q cm t
t 放初
末
1.
在“比较水与煤油吸收热量时温度升高的快慢”实验中，需要控制某些变量，以下做法多余的是（ ） A ．采用完全相同的加热方式
B ．采用酒精灯加热时，酒精灯里加的酒精量相同
C ．取相同质量的水和煤油
D ．盛放水和煤油的容器相同
2. 小明在探究“物体吸收热量多少与物质种类是否有关”的实验中，选择了水和食用油这两种液体，以及相同规格的电加热器、玻璃杯、温度计等，以图24所示的形式用电加热器给水和食用油进行加热。

（1）在此实验中，需要控制的条件有 。

A ．物质的种类相同
B ．物质的质量相同
C ．升高的温度相同
D ．加热的时间相同
图24 电加热器
（2）实验中是通过比较 来表明物体吸收热量多少的。

3.
小刚为比较A 、B 两种液体的吸热本领，组装了如图15所示的装置。

他用完全相的铁架台、石棉网、酒精灯、烧杯、温度计各两个进行实验。

（1）实验应控制：两个烧杯中所装的A 、B 两种液体的初温相同、 相等。

（2）给两种液体加热，记录两种液体的初温和末温，当加热时间相同时，温度升高较多的液体其比热容较 。

（选填“大”或“小”）
（3）在实验过程中，小刚发现两液体温度都升高20℃时，A 液体需加热5min ，B 液体需加热10min ，则 （选填“A ”或“B ”）液体的比热容较大。

4.
关于比热容，下列说法中错误的是（ ） A ．比热容可用来鉴别物质
B ．水的比热容较大，可用作汽车发动机的冷却剂
C ．沙的比热容较小，所以沙漠地区昼夜温差较大
D ．一桶水的比热容比一杯水的比热容大
5.
下列事例中不是利用水的比热容大这一特性的是（ ） A ．在河流上建水电站，用水发电 B ．汽车发动机用循环水冷却 C ．让流动的热水流过散热器取暖 D ．晚上向秧苗田里放水，以防冻坏秧苗
6.
小明阅读了下表，并经过分析得出了如下一些结论，其中正确的是（ ）
几种物质的比热容×103J/(kg·˚C)
水 4.2 煤油 2.1 干泥土 0.84 铅 0.13 冰
2.1
水银
0.14
铜
0.39
砂石
0.92
A ．冰的比热容是2.1×103J/（kg·˚C ）
B ．液体物质的比热容都比固体物质的比热容大
C ．通常沿海地区昼夜温差比内陆地区要小一些
D ．同种物质在不同状态下，其比热容可能不同
图
B
A
7.小明根据下表所提供的几种物质的比热容得出以下结论，其中正确的是（）
几种物质的比热容c/[ J·(kg·˚C)-1]
水 4.2×103冰 2.1×103
酒精 2.4×103铝0.88×103
银0.14×103铜0.39×103
A．质量相同的水和冰，降低相同的温度，水放出的热量较多
B．液体的比热容一定大于固体比热容
C．质量相等的水和酒精，吸收相等的热量后(均未沸腾)，酒精的温度变化较大
D．质量相等的铝块和铜块吸收相等的热量后，铝块升高的温度一定较高
70°C，已知水的比热容为4.2⨯103J/(kg⋅°C)，则热水器内的水吸收了J的太
阳能；这是通过的方式改变了水的内能．
9.
10.有甲、乙两个同种材料组成的物体，质量之比为2:1，升高的温度之比为3:2，则它
们的比热容之比为，吸收的热量之比为。

11.两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体．用同一热源分别加热，
液体温度与加热时间关系如图所示（）
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B．如果升高相同的温度，两液体吸收的热量相同
C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D．加热相同的时间，甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多
12.用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同
的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变
化关系的图像如图所示。

根据图像可知，甲液体的比
热容乙液体的比热容(选填“大于”“小于”
或“等于”)。

如果乙液体是水，那么质量为500 g，
初温为20℃的乙液体吸收1.89×105J的热量，乙液体
的温度升高了
˚C（气压为一标准大气压）。

13.我国北方地区冬季用燃煤取暖所造成的大气污染，己越来越引起人们的关注．现
在有些家庭已经改用燃油取暖，以降低对大气的污染．小明家的住房面积约
110m2，若将住房的门窗关闭好，用燃烧柴油来取暖，并使室温升高10°C，已知
柴油的热值为4.3⨯107J/kg，空气的密度约为1.3kg/m3，空气的比热容为
1.0⨯l03J/(kg∙˚C)，所需的柴油约为kg。

二、热机
1．热机
将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能的机器，统称为热机．汽油机和柴油机都是热机中的内燃机． 2．四冲程汽油机的工作原理
四冲程汽油机工作时活塞在汽缸内做往复运动，活塞从一端运动到另一端叫做一个冲程．一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成．
排气冲程末，活塞从汽缸的最上端由于惯性开始向下运动，开始又一个工作循环
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，空气和汽油的混合物由于活塞的向下运动被吸入汽缸
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞从汽缸最下端向上运动，燃料混合物被压缩，汽缸内温度升高，气压增大
压缩冲程末，火花塞产生电火花，燃料混合物剧烈燃烧
做功冲程：燃烧产生的高温高压的气体，推动活塞向下运动，并通过连杆驱动曲轴转动
排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞从最下端向上运动，把废气排出汽缸，为下一个循环做好准备
做功冲程带动其它三个冲程；吸气冲程，压缩冲程，排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的；压缩冲程使飞轮的机械能转化为燃气的内能；做功冲程使燃气的化学能转化为活塞的机械能；吸气冲程，排气冲程中能量没有转化．
14.四冲程汽油机在工作过程中，将燃气的内能转化为机械能的冲程是（）
A．吸气冲程
B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
15.下图表示四冲程内燃机工作时各冲程示意图，它们正确的排列顺序为（）
A．甲、乙、丙、丁B．丁、丙、乙、甲
C．甲、丙、乙、丁D．甲、丁、乙、丙
16.下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转
化情况.关于对图中①②③④的补充正确的是（）
A．①做功冲程，②内能转化为机械能③压缩冲程，④机械能转化为内能
B．①压缩冲程，②内能转化为机械能③做功冲程，④机械能转化为内能
C．①做功冲程，②机械能转化为内能③压缩冲程，④内能转化为机械能
D．①压缩冲程，②机械能转化为内能③做功冲程，④内能转化为机械能17.如图是汽油机工作的四个冲程，其中表示机械能转化为内能的冲程是（）
A B C D
18.汽油机在压缩冲程中，汽缸中混合物的温度、内能和体积变化情况是（）
A．温度升高，内能增加，体积缩小
B．温度升高，内能增加，体积增大
C．温度降低，内能减少，体积缩小
D．温度降低，内能减少，体积增大
吸气冲程③
（④）
①
（②）
排气冲程
三、热值与效率
1．热值：1kg 某种物质完全燃烧化学能转化为内能的量叫做这种燃料的热值．每种燃料都有自己的热值．符号为q ． 2．定义式：/q Q m = 3．热值单位：J/kg
几种燃料的热值
J ⋅kg -1
物质 热值 物质 热值 干木柴 约1.2⨯107 柴油 4.3⨯107 烟煤 约2.9⨯107 煤油 4.6⨯107 无烟煤 约3.4⨯107 汽油 4.6⨯107 焦炭 3.0⨯107 氢 1.4⨯108 木炭 3.4⨯107 酒精 3.0⨯107
4．热机的效率：热机有效利用的热量与燃料完全燃烧所放出的热量之比．
19.
量，需要完全燃烧 kg 的干木柴
20.
两种燃料的热值之比为2:1，它们的质量之比为1:4，那么这两种燃料完全燃烧放出的热量之比为（ ）
A ．1:2
B ．2:1
C ．8:1
D ．4:1
21.
每年麦收时节，农民往往把麦秸秆堆在田里焚烧，这样既污染环境，又浪费资源。

据测算，1 t 麦秸秆在沼气池中可以产生270 m 3沼气，剩余的残渣还是优质有机肥料。

统计表明，荆州市农村一个村一般每年可产生500 t 麦秸秆，若这些麦秸秆用来在沼气池中产生沼气，产生的沼气完全燃烧后，可以放出 J 的热量;在标准大气压下，可以将 壶装有质量为2.5 kg 、初温为20 ℃的水烧开[沼气的热值为1.9×107J/m 3，水的比热容为4.2×103J/(kg •˚C)]。

22.
质量是100kg 的水，温度从20°C 升高到80°C ，需要吸收多少热量，若不考虑若损失，获得这些热量须完全燃烧多少木炭？（q 木炭=3.4⨯107J/kg ）
23.用煤气灶把1kg、初温为20°C的水烧到70°C，消耗了10g煤气．已知水的比热
容是4.2⨯103J/(kg⋅°C)，煤气的热值为4.2⨯107J/kg，则水吸收的热量为J，
煤气完全燃烧放出的热量为J，煤气灶烧水的效率为%．
24.小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的
比热容已知(注:燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算，某燃料的热值用q表示;其质
量用m表示)。

自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。

他组
装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表:
燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后的水温/℃
煤油2544
菜籽油2534
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控
制:煤油和菜籽油的相同及相同。

（2）分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是。

（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是。

利用此实验方法计算出的热值将比真实值(偏大/偏小)。

说说你的看法。

壶水烧开究竟需要多少天然气呢?他通过实践收集如下数据:水壶里放入2000
cm3、20 ˚C的水，大火加热直至沸腾。

又在物理书中查到天然气热值为8×
107J/m3。

[气压为1标准大气压；c水=4.2×103J/(kg·˚C)]
（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量?
（2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水需要燃烧多少m3的天然
气?
26.学校淋浴用的简易太阳晒水箱内装水60kg，水箱玻璃盖的面积为0.84m2．从手册
中查得，地球上与太阳光线垂直的表面接收的太阳辐射能为7.56×104J/(min⋅m2)；
这类水箱吸收太阳能的效率约为50%；散热损失约为20%．假设使用中能够及时
调整水箱朝向，使阳光总能垂直射入玻璃盖，计算4h后箱中的水升高的温度．水
的比热容为4.2×103J/(kg⋅°C)。