第5节物体的内能（第二课时） (2)

1、第二课时第二课时 比热容及热量计算比热容及热量计算热可以从高温物体传到低温物体，热可以从高温物体传到低温物体，这种现象叫这种现象叫热传递。热传递。一、热传递一、热传递1、概念、概念2、热传递条件、热传递条件物体间存在温度差。物体间存在温度差。3、热传递规律、热传递规律高温物体放出了热量，温度降低；高温物体放出了热量，温度降低；低温物体吸收了热量，温度升高。低温物体吸收了热量，温度升高。二、热二、热 量量1、物体吸收或放出热的多少叫做物体吸收或放出热的多少叫做热量热量， 用符号用符号Q表示。表示。热量的单位为焦耳，简称焦，符号为热量的单位为焦耳，简称焦，符号为J。2、影响、影响热热量吸收与放出多

2、少的因素量吸收与放出多少的因素B、与温度变化量有关、与温度变化量有关A、与质量有关、与质量有关C、与物质种类有关、与物质种类有关 三、比热容三、比热容1千克的某种物质，在温度升高（或降低）千克的某种物质，在温度升高（或降低）1时所吸收（或放出）的热量，叫做这种时所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的物质的比热容比热容，简称，简称比热比热。用符号。用符号C表示。表示。焦焦/（千克（千克 ） 读作：焦耳每千克摄氏度读作：焦耳每千克摄氏度符号为符号为 J /（kg ）1、概念：、概念：2、单位：、单位：3、比热容是物质的一种特性。、比热容是物质的一种特性。不同物质的比热容是不同的。不同物质的比热容是

3、不同的。同种物质的不同状态，同种物质的不同状态，比热一般不同。比热一般不同。在同样的阳光照射的条件下，一天之内内陆在同样的阳光照射的条件下，一天之内内陆地区的气温变化比沿海地区大。你能解释吗？地区的气温变化比沿海地区大。你能解释吗？在热传递过程中，有热量放出及吸收。如何在热传递过程中，有热量放出及吸收。如何计算热量放出及吸收的多少呢？计算热量放出及吸收的多少呢？三、热量的计算三、热量的计算1、计算公式、计算公式C：表示物质的比热：表示物质的比热m：表示物质的质量：表示物质的质量t：表示变化的温度：表示变化的温度t0 ：表示物体加热前的温度：表示物体加热前的温度t ：表示物体加热后的温度：表示物

4、体加热后的温度Q：表示物质吸（放）的热量：表示物质吸（放）的热量Q = c m tc m（t - t0）= 【例【例1】一块质量为一块质量为5千克的铁块，温度从千克的铁块，温度从10 加热到加热到200 ，铁块要吸收多少热量？，铁块要吸收多少热量？解：解：先审题。先审题。 已知什么？求什么？已知什么？求什么？Q = c m（t - t0）= 0.46103 焦焦/（千克（千克）5 千克千克（200 - 10）= 4.37105 焦焦答：铁块吸收的热量是答：铁块吸收的热量是4.37105 焦。焦。【练习】【练习】一杯质量为一杯质量为1千克的热水，温度从千克的热水，温度从80 降到降到20 ，要放

5、出多少热量？，要放出多少热量？解：解：先审题。先审题。 已知什么？求什么？已知什么？求什么？Q = c m（t - t0）= 4.2103 焦焦/（千克（千克）1 千克千克 （80 - 20）= 2.52105 焦焦答：答：要放出多少热量要放出多少热量是是2.52105 焦。焦。2、公式变形、公式变形Q t =c =m（t - t0）Q m =c（t - t0）c m Q t =c m Q + t0比热与物质的质量、升高的温度、吸放热量比热与物质的质量、升高的温度、吸放热量的多少有关吗？的多少有关吗？比热是物质的一种特性。比热是物质的一种特性。由物质种类决定。由物质种类决定。比热与质量、升高温

6、度、比热与质量、升高温度、吸放热量吸放热量没有关系。没有关系。【例【例2】质量为质量为2千克的砂石和水，它们都吸收了千克的砂石和水，它们都吸收了 7.36104 焦的热量，升高的温度各是多少？焦的热量，升高的温度各是多少？先审题。先审题。 已知什么？求什么？已知什么？求什么？解：解： 根据公式：根据公式：Q吸吸 cm（t t0）= cmt可得：可得：t=c m Q吸吸 t砂石砂石 =c砂石砂石 m砂石砂石 Q吸吸 =7.36104 焦焦0.92103 焦焦/(千克千克.)2千克千克= 40 t水水 =c水水 m水水 Q吸吸 =7.36104 焦焦4.2103 焦焦/(千克千克.)2千克千克 8

7、.8 答：砂石升高答：砂石升高40，水升高约，水升高约8.8。如果完全燃烧如果完全燃烧1千克酒精，能千克酒精，能放出多少的热量，放出多少的热量，你能计算了吗？你能计算了吗？燃料燃烧产生的热量又与什么燃料燃烧产生的热量又与什么因素有关呢？因素有关呢？与燃料的热值与燃料的热值（q）和质量和质量（m）有关有关四、燃料的热值四、燃料的热值1、热值定义、热值定义我们把我们把1千克千克某种燃料某种燃料完全燃烧时完全燃烧时所放出的所放出的热量热量，叫做这种燃料的热值。，叫做这种燃料的热值。焦焦/千克千克2、热值、热值单位：单位：（J/kg）燃料中的燃料中的化学能化学能转化为转化为内能内能而释放的热量。而释放

8、的热量。3、常见燃料的热值、常见燃料的热值为什么为什么我国我国“长征长征3号号”火箭用的燃料是火箭用的燃料是氢氢而不是而不是汽油汽油 ？氢燃料密度比较小，热值大。氢燃料密度比较小，热值大。汽油的热值为多大汽油的热值为多大？说出表示的意义。？说出表示的意义。4.6107焦焦/千克千克1千克汽油完全燃烧时所放出的热量是千克汽油完全燃烧时所放出的热量是4.6107焦焦4、有关热值的计算、有关热值的计算【例【例3】已知酒精的热值是已知酒精的热值是3.0 x107焦焦/千克，千克， 则完全燃烧则完全燃烧20克酒精放出的热量是多少？克酒精放出的热量是多少？Q = q m= 3.0 x107焦焦/千克千克

9、0.02千克千克= 6 x105焦焦如果这些热量用于加热如果这些热量用于加热2千克千克20 的冷水的冷水，假，假设设60%被水吸收，则被水吸收，则能使水温达到多少能使水温达到多少？t水水 =c水水 m水水 Q吸吸 =6105 焦焦4.2103 焦焦/(千克千克.)2千克千克60% 42.9 t =+ t0t水水 = 20 + 42.9 = 62.9 解：解：答：（略）答：（略）【练习】【练习】如果汽车一天使用了如果汽车一天使用了50升汽油，已知汽升汽油，已知汽 油的密度为油的密度为0.8103千克千克/米米3，已知汽油的热值，已知汽油的热值 是是4.6x107焦焦/千克，计算放出多少热量？千克

10、，计算放出多少热量？先审题。先审题。 已知什么？求什么？已知什么？求什么？解：解：m = v = 0.8103千克千克/米米30.05米米3= 40千克千克Q = q m= 4.6x107焦焦/千克千克40千克千克= 1.84 x109焦焦答：答：放出的热量为放出的热量为1.84 x109焦焦汽车中的汽油，燃烧放出的热量用于什么？汽车中的汽油，燃烧放出的热量用于什么？热量用于做功。热量用于做功。蒸汽机、蒸汽机、内燃机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机。燃气轮机、喷气发动机。五、热五、热 机机1、什么是热机、什么是热机是将燃料的化学能是将燃料的化学能转化成内能再转化转化成内能再转化成机械能的机器。成

11、机械能的机器。2、热机类型、热机类型3、热机作用、热机作用为现代交通运输工具提供动力。为现代交通运输工具提供动力。热机的应用和发展推动了社会的快速发展，热机的应用和发展推动了社会的快速发展，使人类步入工业化时代。使人类步入工业化时代。4、内燃机、内燃机汽油机构造汽油机构造内燃机就是燃料在机器气缸内燃烧的热机。内燃机就是燃料在机器气缸内燃烧的热机。以汽油为燃料的内燃机叫做汽油机。以汽油为燃料的内燃机叫做汽油机。内燃机剖面图内燃机剖面图奥迪奥迪R8的发动机的发动机4只汽缸只汽缸8只汽缸只汽缸5、汽油机工作原理、汽油机工作原理汽油在汽油机的汽缸内燃烧，汽油在汽油机的汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气。生

12、成高温高压的燃气。推动活塞做功，把内能转化推动活塞做功，把内能转化为机械能。为机械能。活塞在汽缸内往复运动，活塞在汽缸内往复运动，用连杆带动曲轴转动。用连杆带动曲轴转动。一个冲程：一个冲程：活塞从汽缸的一端运动活塞从汽缸的一端运动到汽缸的另一端的过程。到汽缸的另一端的过程。由由吸气吸气、压缩压缩、做功做功、排气排气四个冲程循环往复。四个冲程循环往复。（1）吸气冲程）吸气冲程进气门打开，排气门关闭，进气门打开，排气门关闭，活塞从上向下运动，汽油活塞从上向下运动，汽油和空气的混合物吸入汽缸，和空气的混合物吸入汽缸，这就是吸气冲程。这就是吸气冲程。（2）压缩冲程）压缩冲程汽油和空气汽油和空气进气门和

13、排气门都关闭，活塞进气门和排气门都关闭，活塞从下向上运动，压缩已吸入的从下向上运动，压缩已吸入的燃料混合物，这就是压缩冲程。燃料混合物，这就是压缩冲程。（3）做功冲程）做功冲程在压缩冲程末，火花塞产生电在压缩冲程末，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压燃气。推动活塞向下高温高压燃气。推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴转动，运动，通过连杆带动曲轴转动，对外做功，这就是做功冲程。对外做功，这就是做功冲程。（4）排气冲程）排气冲程进气门关闭，排气门打开，进气门关闭，排气门打开，活塞从下向上运动，把废气活塞从下向上运动，把废气排出汽缸。排出汽缸。这就是排气冲程。这就

14、是排气冲程。燃烧后的废气燃烧后的废气在汽油机的工作过程中，哪个冲程使汽车获在汽油机的工作过程中，哪个冲程使汽车获得动力？在哪个冲程中汽车排出了尾气？得动力？在哪个冲程中汽车排出了尾气？做功冲程做功冲程使汽车获得动力。使汽车获得动力。排气冲程排气冲程排出了尾气。排出了尾气。排出的尾气含有哪些废气？排出的尾气含有哪些废气？废气中含有废气中含有CO2、H2O 等气体。还有等气体。还有CO、NO2、NO、SO2及未燃烧的碳氢化合物等有毒的物质。及未燃烧的碳氢化合物等有毒的物质。请你说说热机有哪些利弊？请你说说热机有哪些利弊？热机的广泛使用，极大改变了人类的生活和工作热机的广泛使用，极大改变了人类的生活

15、和工作方式。但是，热机使用过程都要排出废气，严重方式。但是，热机使用过程都要排出废气，严重污染了空气，影响着人类和动植物的生存。污染了空气，影响着人类和动植物的生存。6、热机的效率、热机的效率热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，就是热机的效率。全燃烧放出的能量之比，就是热机的效率。汽油机的效率一般为汽油机的效率一般为20%30%，柴油机的效率可达柴油机的效率可达45%。汽车的能耗汽车的能耗从图中可见，从图中可见，1千克汽油在汽缸内千克汽油在汽缸内完全燃烧时放出的能量，大约只有完全燃烧时放出的能量，大约只有25%用于做功，而其余的用于

16、做功，而其余的75%能量能量则是损耗掉了。损耗掉的能量包括则是损耗掉了。损耗掉的能量包括排气管排出的废气带走的内能和传排气管排出的废气带走的内能和传给散热器散失的内能。给散热器散失的内能。而用于做功的而用于做功的25% 的能量中，大约有的能量中，大约有30% 用于发动机的用于发动机的水箱循环和空调工作，大约有水箱循环和空调工作，大约有17% 消耗在传动装置上，消耗在传动装置上，只有只有53% 用于驱动车轮推动汽车前进。汽车前进时，需用于驱动车轮推动汽车前进。汽车前进时，需要克服地面阻力和空气阻力，空气阻力随着汽车速度的要克服地面阻力和空气阻力，空气阻力随着汽车速度的提高而增加。综合考虑上述各种

17、因素，整辆汽车的总效提高而增加。综合考虑上述各种因素，整辆汽车的总效率约为率约为13%。2014年年底，我国机动车保有量达年年底，我国机动车保有量达2.64亿辆，其中汽亿辆，其中汽车车1.54亿辆，年需要燃油超过亿辆，年需要燃油超过2.3亿吨。汽车燃油消耗亿吨。汽车燃油消耗约占燃油总消耗的约占燃油总消耗的55%。汽车在给人们的出行带来便利。汽车在给人们的出行带来便利的同时，也带来了能源消耗、尾气污染的大幅度增加。的同时，也带来了能源消耗、尾气污染的大幅度增加。喷气发动机喷气发动机喷气发动机也是一种内燃机，燃料在燃烧室中燃烧，燃喷气发动机也是一种内燃机，燃料在燃烧室中燃烧，燃气向后高速喷出，从而

18、获得向前的动力。喷气发动机有气向后高速喷出，从而获得向前的动力。喷气发动机有空气喷气发动机和火箭喷气发动机两种。空气喷气发动机和火箭喷气发动机两种。空气喷气发动机工作时，需要利用大气中的氧气来助空气喷气发动机工作时，需要利用大气中的氧气来助燃，这种发动机常使用在飞机上。燃，这种发动机常使用在飞机上。火箭喷气发动机自带燃料和氧化剂，它工作时不需要外火箭喷气发动机自带燃料和氧化剂，它工作时不需要外界的空气，既可以在大气层外的宇宙空间工作，还可以界的空气，既可以在大气层外的宇宙空间工作，还可以在水下工作。在水下工作。火箭喷气发动机常用来发射人造卫星和宇宙飞船。火箭火箭喷气发动机常用来发射人造卫星和宇宙飞船。火箭喷气发动机的主要部分是燃烧室和喷口，燃料和氧化剂喷气发动机的主要部分是燃烧室和喷口，燃料和氧化剂混合后在燃烧室中燃烧，燃气以极高的速度从发动机底混合后在燃烧室中