第二講比熱容、熱機(jī)講義..

1、17第二講比熱容、熱機(jī)第一節(jié)比熱容【要點(diǎn)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(shí)，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(shí)，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(lèi)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(hào)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(xué)特性。物質(zhì)不同，吸熱本領(lǐng)不同。 相同質(zhì)量的不同物

2、質(zhì)，升高相同溫度時(shí)，吸熱多少不同；當(dāng)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(lèi)和狀態(tài)有關(guān)。3. 單位：在國(guó)際單位制中，比熱容的單位是J / （kg xK）,讀作“焦每千克開(kāi)”。比熱容的單位也常寫(xiě)作J / （kg XC ），讀作“焦每千克攝氏度”=cnDt = cn(t - t o)4. 計(jì)算公式:cnDt = cn(it o - t)Q放是物體放出的熱量,（1）物體溫度升溫時(shí)，C（Q是物體吸收的熱量,C是物體比熱，m是質(zhì)量；t是初始溫度，t 0是末溫）（2）物體溫度降

3、低時(shí)，C5. 水的比熱容是4.2 103J / （kg C ），其物理意義是：質(zhì)量為1kg的水溫度每升高（或降低）1 C時(shí)所吸收（或放出）的熱量為4.2 103J【思路導(dǎo)航】例1.銅的比熱容是鉛的3倍，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、水把熱量傳遞給鐵例3.體積相同的甲、乙兩物體，密度為D鐵塊和水之間不發(fā)生熱傳遞P,P2,比熱容為G,C2。當(dāng)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

4、高的多（）A. GC2,八2B.Ci ： C2,:：2C. C1 C2, -D.G ： C2, - =2例4.將質(zhì)量為1kg的鐵塊放在火中燒一段時(shí)間，取出立即投入3kg25C的水中，熱平衡后溫度為39 C 若不計(jì)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、0.3kg、0.4kg,比熱容依次為4.2 103J / （kg広）,3.4 / 103J/（kgC ）,2.4 z103J/（kg匯）。初溫80C ,50C,10 C求混合物的溫度？例6將-10 C的冰2kg投入10C 1kg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

5、下降5C,把甲取出,把乙仍放入這杯水中，熱平衡后水溫又下降了5C,不計(jì)熱量損失，求證：C甲：:C乙?！菊n堂訓(xùn)練】1 關(guān)于物質(zhì)的比熱容，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）。A. 單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1C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 C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很多機(jī)器在工作時(shí)溫度升高，為保護(hù)機(jī)器，往往用水來(lái)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(qián)買(mǎi)3 鋁比

6、銅的比熱容大，這說(shuō)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(shí)，鋁塊比銅塊吸收的熱量多4. 由Q =cm ：t可得，c二一J，同一種物質(zhì)的比熱容 C,下列說(shuō)法正確的是（）mitA. 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(wú)論質(zhì)量多大，比熱容都一樣。5. 水的比熱容是4.2 X 103J/（kg C ）。關(guān)于它的含義，下列說(shuō)法中正確的是（）A. 1kg的1 C的水含有的熱量是 4.2 X 103JB. 1

7、kg的水溫度升高到I C時(shí)，吸收的熱量是 4.2 X 103J3C. 1kg的水溫度升高I C時(shí)，吸收的熱量是 4.2 X 10 JD. 1kg的水溫度升高I C時(shí)，放出的熱量是 4.2 X 103J6. 已知鋁比熱容為0.13 103J/kg ,錫比熱容為0.22 103J/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(guò)焚燒垃圾可發(fā)出1.2億千瓦時(shí)的電能，若燃燒 1t生活垃圾可以放出1.176 X 1010J的熱量，則這些熱量可以在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將多少千克的水由 20C加熱到沸騰？（水 的比熱容是 4.2 X 103J/（kg C ）【課后作業(yè)】

8、1 .水的比熱容是 4.2 X 103J/（kg C ），冰的比熱容是 2.1 X 103J/（kg C ），貝V 1kg水與2kg冰的比 熱容之比為（）。A. 1 : 1 B . 1 : 2 C . 2 : 1 D.無(wú)法確定2關(guān)于物質(zhì)的比熱容，下列說(shuō)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(huì)變化的是（）。A. 杯水倒掉一半B水凝固成冰C. 0C的水變成4 C的水D.將鐵塊鋰成鐵球4下列說(shuō)法中正確的是（）。A. 水在溫度降低時(shí)，放出的熱量與水的質(zhì)

9、量和水的溫度有關(guān)B. 水在溫度降低時(shí)，放出的熱量?jī)H與水的質(zhì)量有關(guān)C. 水在溫度降低時(shí)，放出的熱量?jī)H與水的溫度有關(guān)D. 水在溫度降低時(shí)，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(dāng)它們升高相等的溫度時(shí)（）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(wú)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.9:1B.4:1C.1:4D.9:4 7兩個(gè)相同的容器分別裝了質(zhì)量相同的兩種液體，用同一熱源分別加熱，液體溫度

10、與加熱時(shí)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(shí)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(shí)間相同，甲液體溫度升高比乙液體溫度升高得多&在質(zhì)量為0.2kg的鋁壺中盛有1.5kg的水，把它們從10 C加熱到100C，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10C升高到80C。求這種金屬的比熱容10把500g的水加熱到100C，需要吸收1.68 x 105J的熱量。問(wèn)：水原來(lái)的溫度是多少？把一壺水.5.從20C加熱到100C，水吸收的熱量是 8.4 x 10

11、Jo求這壺水的質(zhì)量。11.2010年上海世博會(huì)通過(guò)大面積推廣應(yīng)用太陽(yáng)能等以低能耗、低污染、低排放為特點(diǎn)的綠色環(huán)保技術(shù)，來(lái)體現(xiàn)“城市，讓生活更美好”的主題。如圖21所示的太陽(yáng)能熱水器，它的水箱容量為120L,熱水器上的集熱器對(duì)太陽(yáng)能的利用效率為40%在與陽(yáng)光垂直的地球表面上每平方米得到的太陽(yáng)輻射功率約為F=1400W如果將整箱水的溫度從 20C加熱到70C，需要陽(yáng)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. 2x 103J/（kgC 門(mén)圖21第二節(jié) 熱機(jī)【要點(diǎn)歸納】、熱機(jī)1.內(nèi)能的應(yīng)用內(nèi)能的兩種應(yīng)用應(yīng)用實(shí)例實(shí)質(zhì)利用內(nèi)能加

12、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(kāi)了，水壺內(nèi)的水蒸氣將壺蓋頂起來(lái)，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn) 化為壺蓋的機(jī)械能能量的轉(zhuǎn)化2. 熱機(jī)：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(jī)械能的機(jī)器.3. 熱機(jī)的工作過(guò)程：燃料燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能通過(guò)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(dòng)物體對(duì)外做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、汽油機(jī)1. 燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)，叫做內(nèi)燃機(jī)2. 最常見(jiàn)的內(nèi)燃機(jī)是四沖程的汽油機(jī)，汽油機(jī)是以汽油為燃料的內(nèi)燃機(jī)3. 汽油機(jī)：利用汽缸內(nèi)燃燒的汽油產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)鈦?lái)推動(dòng)活塞做功的熱機(jī)4.汽油機(jī)的構(gòu)造:圖玄34-1觸缸代油枇的構(gòu)逬5.氣血 0

13、.業(yè)川 7-曲抽*5. 汽油機(jī)的工作過(guò)程 沖程：汽油機(jī)工作時(shí)活塞在汽缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng).活塞從一端運(yùn)動(dòng)到另一端叫作一個(gè)沖程 . 一個(gè)工作循環(huán)的組成：多數(shù)汽油機(jī)的工作循環(huán)過(guò)程是由四個(gè)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(guò)程如下：吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程沖程 名稱(chēng)進(jìn)氣門(mén)開(kāi)閉 情況排氣門(mén)開(kāi)閉 情況活塞運(yùn)動(dòng) 方向沖程的作用能的轉(zhuǎn)化吸氣沖程打開(kāi)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(qiáng)增大，溫度 升高，內(nèi)能增大壓縮燃料和空氣的混 合物，機(jī)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(diǎn)燃燃料混合 物，燃

14、料混合物劇烈燃燒， 產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?，推?dòng) 活塞做功，通過(guò)連桿驅(qū)使 曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)燃料燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化 成燃?xì)獾膬?nèi)能，內(nèi)能轉(zhuǎn) 化成機(jī)械能排氣 沖程關(guān)閉打開(kāi)向上排出廢氣*一個(gè)工作循環(huán)，活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)兩周，內(nèi)能做功一次，進(jìn)排氣門(mén)各開(kāi)一次；在一個(gè)工作 循環(huán)中，只有做功沖程燃?xì)鈱?duì)外做功，其他三個(gè)沖程不但不做功，還要消耗機(jī)械能；除做功沖程外 的其他三個(gè)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(jī)1. 柴油機(jī)：利用汽缸內(nèi)燃燒柴油所產(chǎn)生的高溫高壓的燃?xì)鈦?lái)推動(dòng)活塞做功的熱機(jī)2. 柴油機(jī)的構(gòu)造：和汽油機(jī)的構(gòu)造大致相同，所不同的是柴油機(jī)的汽缸頂部無(wú)火花塞而有噴油嘴3. 柴油機(jī)的工作過(guò)程：a

15、.吸氣沖程：柴油機(jī)吸入汽缸中的只是空氣，而不像汽油機(jī)那樣吸入的是汽油和空氣的混合物.b.壓縮沖程：活塞將汽缸內(nèi)的空氣壓縮成高溫氣體，其溫度超過(guò)柴油的燃點(diǎn).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(diǎn)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(qiáng)急劇增大，氣體對(duì)活塞做功，將活塞推向汽缸的下端.d.排氣沖程：與汽油機(jī)的情況相同，都是把廢氣排出汽缸,為下一個(gè)工作循環(huán)做好準(zhǔn)備.4. 汽油機(jī)和柴油機(jī)的對(duì)比汽油機(jī)柴油機(jī)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(jī)在吸氣沖程中吸入的是 汽油和空氣的混合

16、物柴油機(jī)在吸氣沖程中只吸入空氣點(diǎn)火方式壓縮沖程末，火花塞產(chǎn)生電火花 點(diǎn)燃燃料，稱(chēng)為點(diǎn)燃式壓縮沖程末，噴油嘴向汽缸內(nèi)噴射霧狀的柴油， 遇到溫度超過(guò)柴油燃點(diǎn)的空氣而自動(dòng)點(diǎn)燃，稱(chēng)為 壓燃式效率效率低，20% 30%效率高，30%- 45%應(yīng)用機(jī)體輕便，汽車(chē)、小型飛機(jī)、摩托車(chē)等機(jī)體笨重，主要應(yīng)用于載重汽車(chē)、火車(chē)、輪船等相同點(diǎn) 汽油機(jī)柴油機(jī)都是內(nèi)燃機(jī)。都是燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體推動(dòng)活塞作功。 都是一個(gè)工作循環(huán)，四個(gè)沖程，活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)兩周，內(nèi)能做功一次，進(jìn)排氣門(mén)各開(kāi)一次。【思路導(dǎo)航】例1.下圖表示四沖程內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)各沖程的示意圖，它們正確的排列順序?yàn)椋ǎ〢. 甲、乙、丙、丁B 丁、丙、乙、甲C

17、.甲、丙、乙、丁D 甲、丁、乙、丙例2. 一臺(tái)單缸四沖程柴油機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)1200轉(zhuǎn)，則（1）每秒活塞往復(fù) 次；（2）若每個(gè)工作循環(huán)釋放內(nèi)能做功600J，貝【J每小時(shí)做功J ; （3）若柴油機(jī)效率為 40%每小時(shí)至少需消耗多少能例3.在內(nèi)燃機(jī)工作的過(guò)程中，四個(gè)沖程中發(fā)生內(nèi)能和機(jī)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(jī)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(shí)消耗的油“ 15_ 6 -5A.B.一C.856量之比為（ ）D.815例5.某單缸四沖程汽油機(jī)的氣缸活塞面積為30cm2，個(gè)沖程活

18、塞在汽缸中移動(dòng)的距離是50mm,滿(mǎn)負(fù)荷工作時(shí)做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.0 x 105Pa,飛輪1分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)1800周，當(dāng)汽油機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷工作時(shí)，求：（不計(jì)摩擦）（1 ）做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力；（2）一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做功；（3）汽油機(jī)的功率?！菊n堂訓(xùn)練】1. 關(guān)于熱機(jī)，下列說(shuō)法是正確的（）A. 汽油機(jī)頂部有噴油嘴，柴油機(jī)頂部有火花塞B. 柴油機(jī)在吸氣沖程中，將柴油和空氣的混合氣吸入氣缸C. 汽油機(jī)在做功沖程中，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉排氣門(mén)打開(kāi)D. 汽油機(jī)在做功沖程中，是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能2. 如圖7所示是四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)示意圖，其中屬于做功沖程的是3. 關(guān)于“熱機(jī)”，下列說(shuō)法中正確的是

19、（）A. 做功沖程的能量轉(zhuǎn)化是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B. 改進(jìn)技術(shù)，可以使熱機(jī)的效率達(dá)到100%C. 用水循環(huán)來(lái)降低熱機(jī)的溫度，主要是利用水蒸發(fā)時(shí)吸熱的特性D. 冬天晚上要把熱機(jī)水箱中的水放出，是防止氣溫降低時(shí)水凝固脹壞水箱4. 如圖所示，在大玻璃瓶?jī)?nèi)有一些水，往瓶?jī)?nèi)不斷打氣，過(guò)一會(huì)你會(huì)看到的現(xiàn)象是。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是 。5. 汽油機(jī)工作時(shí)，氣缸內(nèi)的溫度最高的是（）A.吸氣沖程結(jié)束時(shí)B.做功沖程結(jié)束時(shí)C.壓縮沖程結(jié)束、火花塞點(diǎn)火的瞬間D.壓縮沖程結(jié)束、火花塞點(diǎn)火后的瞬間6. 甲乙兩臺(tái)柴油機(jī)，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(shí)間甲消耗的燃料一定比乙少7. 內(nèi)燃機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成 能的機(jī)器；內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)由個(gè)沖程組成，其中如圖所示是熱機(jī)的沖程。8. 從本質(zhì)上看，內(nèi)燃機(jī)的工作能量來(lái)源于（）A、機(jī)械能B、內(nèi)能 C 、化學(xué)能D、電能9. 一柴油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為 2400r/min，由此可推斷，該柴油機(jī)每秒鐘做功多少次？【課后作業(yè)】1. 內(nèi)燃機(jī)做功的一個(gè)沖程，是指（）A. 活塞在上、下兩點(diǎn)