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圖說“比熱容和熱機”
一、物質的比熱容
圖片 課本P32 圖12-11
圖1
圖片解讀 用相同的熱源給質量相同的砂石和水加熱,砂石和水吸收相同的熱量,砂石的溫度升高得多。要使砂石和水升高相同的溫度,給水加熱的時間要長一些,這說明水吸收的熱量多。這個實驗說明,質量相同的不同物質,升高相同的溫度,吸收的熱量不同。推理可知,質量相同的不同物質,吸收相同的熱量,比熱容小的物質溫度變化大;質量相同的不同物質,溫度變化相同時,比熱容大的物質吸熱(或放熱)多。
例1 (xx濰坊)(多選)用相同的酒精燈分別對a、b兩液體加熱(如圖2甲),根據(jù)測得數(shù)據(jù)分別描繪出兩液體的溫度隨加熱時間變化的圖像(如圖2乙).在相同的時間內兩液體吸收的熱量相等,不計液體熱量散失,分別用ma、mb、ca、cb表示a、b兩液體的質量和比熱容,則結合圖中信息作出的下列推斷正確的是( )
圖2
A.若ma=mb,則ca>cb B.若ma=mb,則ca
mb
解析 A、B中,若ma=mb,吸收相同的熱量,a的溫度升高幅度大,由知,a的比熱容較小,b的比熱容較大,故A錯誤,B正確;C、D中,若ca=cb,吸收相同的熱量,a的溫度升高幅度大,由知,a的質量較小,b的質量較大,故C正確,D錯誤.
答案 BC
例2 (xx龍巖)如圖3所示,隔著石棉網同時加熱兩規(guī)格相同的試管,試管中分別裝有質量相同、初溫均為20℃的煤油和水。若加熱時間相同,則煤油和水吸收的熱量_____(選填“相同”或“不同”);若煤油和水的溫度都升高到40℃,則____需加熱較長的時間。(c水>c煤油)
圖3
解析 相同時間內兩種液體吸收的熱量相同.相同質量的水和煤油,升高相同的溫度,水的比熱容大,水吸收的熱量多。
答案 相同 水
二、比熱容的應用
圖片 課本P34 圖12-12
圖4
圖片解讀 與其他物質相比,水的比熱容最大,在質量相同、溫度變化相同的情況下,水吸收或放出的熱量多。因此,北方的冬季常用水循環(huán)來取暖,這里利用了水放熱的原理;汽車常用水來做制冷劑,這里利用了水吸熱的原理。
例3 (xx撫順)如圖5所示為一張水床,夏天人躺在床墊上會明顯凹陷進去,說明力可以改變物體的___,同時又利用了水 大的特點來為人體降溫。
圖5
解析 夏天人躺在床墊上會明顯凹陷進去,說明力可以改變物體的形狀。因為水的比熱容大,相同質量的水和其它物質比較,升高相同的溫度,水吸收的熱量多,所以夏天沖入冷水,躺在上面感覺非常涼爽.
答案 形狀 比熱容
三、熱機
圖片 課本P38 圖12-17
圖6
圖片解讀 吸氣沖程的標志是,進氣門打開,排氣門關閉,活塞和曲軸都向下運動。壓縮沖程的標志是,進氣門和排氣門都關閉,活塞和曲軸都向上運動。做功沖程的標志是,進氣門和排氣門都關閉,活塞和曲軸都向下運動。排氣沖程的標志是,進氣門關閉,排氣門打開,活塞和曲軸都向上運動。
例4 (xx青海)如圖7表示是四沖程內燃機工作時的示意圖,一個工作循環(huán)的正確順序為( ?。?
圖7
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、丙、乙、甲
C.甲、丁、乙、丙 D.甲、丙、乙、丁
解析 甲圖中,進氣門打開,排氣門關閉,活塞向下運動,是吸氣沖程.乙圖中,兩個氣門都關閉,活塞向下運動,是做功沖程。丙圖中,進氣門關閉,排氣門打開,活塞向上運動,是排氣沖程。丁圖中,兩個氣門都關閉,活塞向上運動,是壓縮沖程.
答案 C
例5 (xx紹興)圖8甲是生活中常用的熱水瓶。當注入一定量的熱水后,立即蓋上軟木塞,有時軟木塞會跳起來,這一過程瓶內氣體通過 改變了內能。乙圖是四沖程汽油機的工作示意圖,其中 圖(選填符號)所示的沖程也發(fā)生同樣的能量轉化。
圖8
解析 由圖甲知,瓶內氣體膨脹對外做功,內能減小,這一過程瓶中氣體是通過做功的方式來改變物體的內能。乙圖:A中,一個氣門關閉,一個氣門打開,活塞向上運動,屬排氣沖程,沒有能量轉化。B中,兩個氣門都關閉,活塞向下運動,是做功沖程,將內能轉化為機械能。C中,兩個氣門都關閉,活塞向上運動,是壓縮沖程,將機械能轉化為內能。D中,一個氣門關閉,一個氣門打開,活塞向下運動,是吸氣沖程,沒有能量轉化.
答案 做功 B
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