本章复习课-(18).ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,第十三章 能量综合题专项训练,专题3 内能,例题精选,例,1,：（,2012,广东）阅读下面的短文，回答问题。,空气能热水器,空气能热水器（如例,1,图甲）是吸收空气的热能来制造热水的装置。其耗能约为电热水器的四分之一。空气能属于可再生的新能源，拥有先天的节能环保的优势。,例,1,图乙是空气能热水器的工作原理示意图，它主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成。制冷剂在毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器之间循环过程与我们所熟悉的电冰箱的制冷循环过程相同，其工作过程如下：,A,液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器迅速汽化，并从空气中吸收热能。,B,制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器。,C,在冷凝器中，高温高压的蒸气将热能传递给冷水并发生液化。,例,1,图,例题精选,制冷剂依此不断循环流动，使水的温度不断上升。,空气能热水器很重要的指标是能效比，它是指水箱中的水吸收的热能,(Q),与压缩机等电器消耗的电能（,W,）的比值。能效比越高，说明热水器的制热效果越好。请回答下列问题：,（,1,）制冷剂在,中汽化，在,中液化。,（,2,）制冷剂在工作循环过程中，将,中的热能不断地“搬运”至,中。,（,3,）某品牌空气能热水器正常工作时的参数如下：,从表格中的数据可知，该空气能热水器正常工作,1h,可产生的热水的体积为,L,。,水的比热容为,4.210,3,J/(kg,),；水的密度为,1.010,3,kg/m,3,蒸发器,冷凝器,空气,水,68,【,分析,】,（1）空气能热水器制冷的过程实质上是利用制冷剂在蒸发器内汽化吸热，在冷凝器中液化放热，使温度降低。,（2）空气能热水器是吸收空气的热能，并传给水从而来制造热水。,（3）电功率P=0.84kW，工作时间t=1h，W=Pt=0.84kW1h=0.84kW.h=3.02410,6,J,水箱中的水吸收的热量（Q）与压缩机等电器消耗的电能（W）的比值为3.4,所以，水吸收的热量Q=3.4W=3.43.02410,6,J=1.0281610,7,J,产生热水的质量,m=Q/c(t-t,0,)=,1.0281610,7,J,/,4.210,3,J/(kg),(56,0,C-20,0,C)=68kg,产生热水的体积,V=m/=68kg/1.0,10,3,kg/m,3,=0.068m,3,=68L,【,感悟与超越,】,本题考察了空气能热水器的工作原理，涉及的考点有物态变化、电功率、比热容、密度等，是一道比较典型的电热综合题。命题者通过图文并茂的方式短文介绍了空气能热水器的工原理，让考生结合材料回答相关问题。从题干中提取解题的有效信息，在短时间内对较新的知识进行快速学习，在文字与图像交互过程中如何抓住问题的本质，怎样才能在错综复杂的信息与问题中找到有效信息，这对考生的综合能力要求很高，同学们要能顺利的解决此类问题必须加强阅读能力，学会提取信息，能够快速在未来的情景与问题中寻找用已知的方法解决问题的途径。,例题精选,例,2,：（,2012,广东）为了比较煤油和菜籽油热值的大小，小明,制定了下列的实验方案：取质量相等的小量煤油和菜籽油，分,别盛装在空的酒精灯中，制成油灯。点燃后分别给两个相同的,烧杯（内装质量相等、初温都是,20,的水）加热，通过观察水,温的变化，判断两种燃料热值的大小。请根据小明的设计方案回答下列有关的问题：,（,1,）如例,2,图是煤油燃烧完时，用煤油灯加热的烧杯中温度计的示数，此时水温是,。菜籽油燃烧完后，用菜籽油灯加热的烧杯中温度计的读数是,87,，由此判断,的热值比较大。,（,2,）实验中燃料燃烧放出的热量，通过,方式使水的内能增大，温度升高。,（,3,）小明用天平测出水和煤油的质量，并根据,Q,吸,=cm(t-t0),计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与课本中给出的煤油热值相比,（偏大、偏小、相等）。看装置图分析原因：,。,（,4,）小明设计的实验方案中，你认为两杯水的质量要大些好还是小些好？为什么？,例,2,图,96,煤油,热传递,偏小,煤油燃烧放出的热量，并没有全部被水吸收,水要足够多（或适量）因为水太少，燃料没有燃烧完水就会开始沸腾，水沸腾后的温度不变。,【,分析,】,（1）图中温度计的分度值是1，液柱指在90上面第6个小格上，因此温度计的读数是96；煤油和菜籽油的质量相等，都给质量相等、初温都是20的水加热，但用煤油灯加热的烧杯中温度计的示数高，说明燃烧相同质量的煤油和菜籽油，煤油产生的热量多，也就是煤油的热值大。,（2）实验中燃料燃烧放出的热量，通过热传递的方式使水的内能增大，温度升高。,（3）由于给水加热时有热损失，因此根据Q,吸,=cm（t-t,0,）计算出水吸收的热量要比煤油完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出煤油的热值，要比课本中给出的煤油热值偏小。,（4）水要足够多（或适量）。因为水太少，燃料没有燃烧完水就会开始沸腾，水沸腾后的温度不变。,【,感悟与超越,】,本题考察了热值和比热容的相关知识，为了比较两种不同燃料的热值，关键是要比较相同质量的燃料燃烧后放出的热量多少，命题者设计了一个实验情景，巧妙地通过水吸收的热量多少来体现燃料放出热量的多少，然后利用转换法将水吸收热量的多少又通过温度计示数变化来反映，最后通过对实验方案的评价，加深了考生对该知识点的理解，使考生的情感价值观得到升华。解决此类问题，要求考生必须熟悉相关知识点，举一反三。,内能过关测试,1,(2007,广东,),阅读下面短文,内 能,内能是指物体内部所包含的总能量，包括分子的动能,(,即分子无规则热运动动能,),、分子的势能,(,即分子间相互作用能,),、分子内的能量、原子内的能量、原子核内的能量等在热学中，由于在热运动中上述后三项能量不发生变化，所以内能一般指前两项由于分子的动能跟温度有关，分子的势能跟分子间的距离有关，所以物体的内能跟温度、体积都有关系,请回答下列问题：,（,1,）慢慢压缩针筒里的气体，气体内能中哪部分发生变化？答：,_,。,（,2,）加热针筒里的气体，气体内能中哪部分发生变化？答：,_,。,（,3,）金属块在受热膨胀时，金属块内能中哪些部分发生变化？,答：,_,。,分子势能,分子动能,分子动能和分子势能,1.,（1）分子势能,（2）分子动能,（3）分子动能和分子势能,【,解析,】,（1）慢慢压缩针筒里的气体，分子间的距离发生改变，分子势能也发生改变。,（2）加热针筒里的气体，气体温度发生改变，分子动能也发生改变。,（3）金属块在受热膨胀时，物体温度和分子间的距离都发生改变，分子动能和分子势能都发生改变。,2,（,2015,广东）如题,2,图是一种电热暖手宝及其主要参数，暖手宝内有水及加热元件等，选用水作为吸热或放热物质是因为水的,较大（选填“密度”、“比热容”或“质量”）。使用前要先给暖手宝通电加热，假设所消耗的电能有,70%,转化为水的内能，则在额定电压下，水由,15,加热至自动断电，此过程中消耗的电能是,J,，所需要的加热时间为,s,。,C,水,=4.210,3,J/(kg.),比热容,题,2,图,310,5,600,2.,比热容 3,10,5,600,【,解析,】,因为水的比热容较大，可以用来作吸热或放热物质；,水由15加热至自动断电时，水吸收的热量,Q=,cm(t-t,0,)=,4.210,3,J/(kg),1kg,(56,0,C-15,0,C)=2.1,10,5,J,消耗的电能,W,电,=Q/=,2.1,10,5,J,/70%=3,10,5,J,所需要的加热时间,t=W,电,/P=,3,10,5,J,/500W=600s,3,（,2011,广东）阅读下面的短文，回答问题。,太阳能热水器,太阳能热水器能具有安全、节能、环保等优点。如题,3,图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空。如题,3,图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。,玻璃吸热管工作原理如图”所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为热能，将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。,甲,乙,题,3,图,请回答以下问题：,（,1,）玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，所受到的浮力,重力。,（,2,）能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上,?,简单说明理由。,。,（,3,）将质量为,100kg,初温为,20,的水加热到,60,，求这些水需要吸收的热量是,J,水的比热容是,4.210,3,J/(kg,),（,4,）某品牌太阳能热水器集热器面积为,S=2m2,，热效率为,=40%(,即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的,40%,转化为水的热能,),，该地点太阳能辐射到地面的平均功率为,P=1.410,3,W/m,2,(,即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为,1.410,3,J),。在第,(3),小题中水吸收的热量由该热水器提供，求需要加热 小时。,大于,不能，因为玻璃是热的不良导体，集热管中有真空层，不利于将热量传递给管内的水,1.6810,7,4.17h,3.,（1）大于,（2）不能，因为玻璃是热的不良导体，集热管中有真空层，不利于将热量传递给管内的水,（3）1.68,10,7,J （4）4.17h,【,解析,】,（1）玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，浮力变大，根据物体的漂浮条件，浮力大于重力而向上运动。,（2）玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料，吸收太阳辐射热，传递给水，水吸热温度升高；若将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面，因为玻璃是热的不良导体，集热管中又有真空层，不利于将热量传递给管内的水。,（3）水吸收热量,Q=,cm(t-t,0,)=,4.210,3,J/(kg),100kg,(60,0,C-20,0,C)=1.68,10,7,J,（4）热水器每秒水吸收的热量,Q,吸,=Pst,40%=1.4,10,3,W/（s,m,2,）,2m,2,1s,40%=1.12,10,3,J，,加热时间,t=Q/,Q,吸,=,1.68,10,7,J,/,1.12,10,3,J,=1.5,10,4,=4.17h,4,夏天中午海边沙子热，海水却很凉；傍晚海边的沙子凉，海水却较暖和。对此，同学们提出以下猜想：可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快。研究小组都设计实验去验证。,（,1,）他们在实验前准备了两个规格相同的热源、两个烧杯、铁架台、石棉网、搅棒、适量的水和沙子、两支温度计，除此之外，还需要的测量器材有,_,和,_,；实验时使用搅棒的作用是,_,。,（,2,）怎样确定水和沙子是否吸收了相同的热量？,。,（,3,）能否准确控制物体吸收热量的多少，是本次实验成败的关键。若提供的热源有两个规格相同的电加热器；两盏相同的酒精灯，你认为选用,比较合理（填序号）。,（,4,）两小组获得的实验结论分别是：等质量的沙子和水升高相同的温度，加热沙子的时间短；等质量的沙子和水加热相同时间，沙子的温度上升得多。你认为上述结论能验证实验猜想的是,（选填“仅是”、“仅是”或“和”）,天平,手表,使水和沙子受热均匀,用两个规格相同的热源，给水和沙子加热相同的时间,和,（,5,）其中一个小组用相同的热源分别给质量都是,200g,的水和沙子加热，并绘制出水和沙子的温度随加热时间的变化图像，如题,4,图所示。其中,_,图是沙子吸热升温的图像，根据图像计算出沙子的比热容是,_,，若加热一段时间后，水的温度升高了,100c,，则沙子的温度升高了,_,0,C,。,题,4,图,A,0.8410,3,J/(kg),50,4.,（1）天平 手表 使水和沙子受热均匀 （2）用两个规格相同的热源，给水和沙子加热相同的时间,（3）（4）和 （5）A 0.8410,3,50,【,解析,】,（,1,）本实验需要测量质量与加热时间，所以需要天平和手表。使用搅棒的作用是使水和沙子受热均匀。,（,2,）两个规格相同的热源，单位时间内产生的热量相同，给水和沙子加热相同的时间，能够使水和沙子吸收了相同的热量。,（,3,）酒精灯燃烧产生的热量有部分会散失到空气中，不能准确地控制放出热量的多少；用电加热器能够准确地控制放出热量的多少。,（,4,）比较两种物质吸热能力的方法有：,a.,控制它们质量相同，看它们在吸收相同热量时，温度升高是否相同；,b.,控制它们质量相同，看它们在升高相同温度时，吸收热量是否相同。,（,5,）由于沙子的比热容比水小，相同质量且吸收相同热量时温度升高得比水多，所以,A,图是沙子吸热升温的图像。加热,2min,时，沙子吸收热量与水吸收热量相同。,水吸收热量,Q=,cm(t-t,0,)=,4.210,3,J/(kg),0.2kg,(70,0,C-20,0,C)=,4.210,4,J,沙子比热容,c,=Q/m(t-t,0,)=,4.210,4,J,/0.2kg,(270,0,C-20,0,C)=0.84,10,3,J/(kg),水的比热容是沙子比热容的,5,倍，吸收相同热量时，沙子升高的温度是水升高温度的,5,倍。,5,某同学设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如题,5,图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔,1,分钟记录了杯中水的温度,(,见表,),。,（,1,）在安装、调整实验器材时，合理的顺序是,(,甲图中,),：先调整固定,_,的位置，再调整固定,_,的位置,(,选填“,A”,或“,B”),。,（,2,）为保证实验结论的可靠性，实验时除了应控制两套装置中加热时间相同外，还应控制水的,_,、,_,相同。,（,3,）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是,_,。,（,4,）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质量，并根据记录的数据，利用公式,Q,吸,=cm(t,t,0,),计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。,你认为他的计算结果可靠吗,?_,；为什么,?_,。,B,A,质量,水的初温,煤油,不可靠,有热散失、煤油菜籽油不能完全燃烧,5.,（1）B A,（2）质量 水的初温,（3）煤油,（4）不可靠、有热散失、煤油菜籽油不能完全燃烧,【,解析,】,（,1,）安装、调整实验器材时，遵循从下往上的顺序。,（,2,）实验时除了应控制两套装置中加热时间相同外，还应控制水的质量和初温相同。,（,3,）由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大。,（,4,）由于煤油和菜籽油不一定完全燃烧（或有热量的散失），即使实验前用天平测出了烧杯中水的质量，由记录的数据计算出水吸收的热量，并依次计算出煤油和菜籽油的热值也是不可靠。,6,强强利用如题,6,图甲所示装置和器材，探究水的沸腾特点和物质的吸热能力。,（,1,）强强设计的电路中的,R,甲,、,R,乙,必须满足的条件是,_,。,（,2,）只闭合开关,S,2,，观察水的沸腾，测得数据如下表：,分析数据可知，水沸腾过程中的特点为：,_,。,甲,乙,题,6,图,时间（,min,）,0,1,2,3,4,5,6,7,8,温度（）,90,92,94,96,97,98,98,98,98,阻值相等,不断吸热，温度不变,（,3,）断开,S,2,，待水冷却后，继续探究物质的吸热能力。强强应控制水和煤油的,_,、初温相同。且应先闭合开关,_,，再闭合另一开关。并要控制水的末温低于,_,。,（,4,）水和煤油的温度随时间的变化关系如题,6,图乙所示，图像中,_,（填“,A”,或“,B”,）表示煤油的温度,-,时间图像。据此可计算出煤油,10min,吸收的热量为,_J,。（水和煤油质量都为,2kg,，,C,水,=4.210,3,J/,（,kg,）,甲,乙,题,6,图,质量,S,1,98,A,2.5210,5,6.,（1）阻值相等 （2）不断吸热，温度不变 （3）质量 S,1,98 （4）A 2.5210,5,【,解析,】,（,1,）探究物质的吸热能力，应控制物质吸收的热量相等，由图示电路图可知，两电阻并联，它们的电压相等，要使电阻在相等时间内产生的热量相等，应控制两电阻阻值相等。,（,2,）由表中实验数据可知，在水沸腾后，水不断吸收热量，但温度保持不变。,（,3,）要探究水与油的吸热能力，应控制水与油的质量、初温、吸收的热量相等，要控制水与油吸收的热量相等，应控制两只电阻同时开始加热，因此应先闭合开关,S1,，然后再闭合开关,S2,；实验过程中水不能达到沸腾，应控制水的末温度低于,98,。,（,4,）由于煤油的比热容比水小，相同质量且吸收相同热量时温度升高得比水多，所以,A,图煤油的温度,-,时间图像。加热相同时间，煤油吸收的热量等于水吸收的热量。,水加热,20min,吸收的热量,Q=,cm(t-t,0,)=,4.210,3,J/(kg),2kg,(60,0,C-0,0,C)=5.04,10,6,J,煤油加热,10min,吸收的热量等于水加热,20min,吸收的热量的一半，即为,2.52,10,5,J,