資源簡介

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1 2 . 2
熱量與熱值
導入新課
我們已經知道，熱傳遞可以改變物體的內能。那么，怎樣描述和度量熱傳遞過程中物體內能改變的多少呢？
學習目標
1．了解熱量的概念，知道熱量是表示在熱傳遞過程中物體
內能改變的多少。
2．知道當質量一定時，水吸收的熱量跟升高的溫度成正比；
升高的溫度相同時，水吸收的熱量跟它的質量成正比。
3. 了解熱值的概念，知道不同燃料的熱值不同。會根據熱
值來計算燃料完全燃燒放出的熱量。
什么叫做熱量
熱傳遞過程中，物體能改變的多少叫作熱量
熱量是物體內能改變的一種量度。
Q
熱量和內能的單位都是焦 (J)
1.定義：
3.單位：
2.符號：
發生熱傳遞的條件是有溫差存在。
吸熱時Q吸，放熱時Q放
當僅有熱傳遞時，物體吸收熱量，內能增加；
放出熱量，內能減少。
一根火柴完全燃燒放出的熱量約為 103 J。
溫度、熱量、內能的區別
1. 熱量是過程量，溫度、內能是狀態量
2. 單位區別
3. 表述區別
溫度后面只能接“是……、降低……、升高……”
熱量只能說“吸收……熱量、放出……熱量”
內能只能“具有內能、改變內能、內能增加(減少)”
4. 溫度、熱量、內能的聯系
熱傳遞可以改變物體的內能，使內能增加或減少，但吸收(或放出)熱量時溫度不一定改變。
我們從經驗可知，對同一種物質來說，例如，水吸收或放出的熱量跟水的質量和溫度變化有關，它們之間存在怎樣的關系呢
讓我們通過實驗來進行研究。
探究物體
吸收或放出的熱量
活動1
實驗器材：鐵架臺一個，酒精燈一盞，溫度計一支，量筒一個，相同的燒杯幾個，鐘表一只。
探究水的吸熱與其溫度變化、質量的關系
A. 探究水的吸熱與溫度變化的關系
水吸收熱量的多少可以根據加熱時間的長短來粗略判定。根據這一思路，設計如圖所示的實驗裝置，燒杯中盛有100 mL (即100g)的水。
酒精燈對水加熱后，選取一個溫度作為起始溫度開始計時，并將水每升高相同溫度(例如5℃)所用的時間記錄在下表中。
實驗的起始溫度為_________℃。
實驗中，當水升高的溫度相同時，加熱的時間基本相等，這表明，當質量一定時，水吸收的熱量與升高的溫度成________。
升高的溫度
Δ t/℃
加熱的
時間t/min
水的質量m/g
B. 探究水的吸熱與水的質量的關系
根據活動要求，參考前面的實驗，設計實驗方案，畫出記錄表格，進行實驗。
實驗表明，當升高的溫度相同時，水吸收的熱量跟它的質量成_________。
想一想，你能用上面的實驗裝置，探究物體溫度降低時所放出的熱量與物體的質量、溫度變化的關系嗎
某種物質升溫時吸收熱量的多少可能與哪些因素有關，有怎樣的關系呢？
觀察與思考
燒開滿壺水與燒開半壺水需要的熱量一樣多嗎？
把一壺水燒開與燒成溫水需要的熱量一樣多嗎？
不一樣多，滿壺水所需熱量多。
不一樣多，燒成開水所需熱量多。
小結：對于同種物質(如水)，水吸收的熱量與水的
________________和___________有關。
質量 (m)
升高的溫度 (Δt)
質量越_____，吸收的_____________；
溫度升高的度數越______，吸收的___________。
大
熱量越多
多
熱量越多
柴薪
煤炭
石油
天然氣
從哪里獲得內能？
進一步的研究表明，當物體溫度升高或者降低時，它吸收或放出的熱量與物體質量的大小、溫度的變化多少成正比。
英國物理學家焦耳經過長期的實驗研究得出：1 kg 純水溫度升高1℃ 時所吸收的熱量是4.2×103J；1 kg 純水溫度降低 1 ℃ 時所放出的熱量也是4.2×103J。
燃料的熱值
我們知道，煤、石油、天然氣等燃料燃燒時，能放出熱量。
木柴、煤等固體燃料
汽油、柴油等液體燃料
天然氣等氣體燃料
圖12－9 各種燃料
想一想
你能列舉出一些常見的燃料嗎 它們分別屬于上述燃料中的哪類
固體燃料：千木柴、木炭、焦炭、煙煤、無煙煤等；
液體燃料：汽油、柴油、酒精、煤油等；
氣體燃料：氫氣、天然氣、液化氣、煤氣等。
實驗表明，質量相等的不同燃料，在完全燃燒時所放出的熱量是不相等的。
例如，1kg干木柴完全燃燒，能放出1.2×107J的熱量；而1kg汽油完全燃燒可以放出4.6×107J的熱量，幾乎是干木柴的4倍。
　不同燃料的放熱本領相同嗎？怎么比較它們誰的放熱本領強呢？
　 經驗告訴我們，等質量的煤和干木柴，充分燃燒，煤放出的熱量要比柴多得多。我們用熱值這個概念來表示燃料放出熱量的本領。
一．熱值
　在物理學中，把某種燃料完全燃燒時放出的熱量與燃料質量的比叫做這種燃料的熱值。
1. 定義
熱值在數值上等于1 kg 某種燃料完全燃燒放出的熱量。
2. 物理意義
熱值用符號 q 表示
3. 符號
國際單位：焦每千克；符號：J/kg。
氣體燃料的單位：焦每立方米；符號：J/m3。
4. 單位
二．了解燃料的熱值表
常用燃料的熱值表 (單位：J/kg)
氣 體 熱值 q/( J·m－3)
氫 氣 1.26×107
天然氣 3.3×107 ~ 4.5× 107
煤 氣 1.8×107
液 體 熱值 q/( J·kg－1)
酒 精 3.0×107
柴 油 4.3×107
石 油 4.4×107
汽 油 4.6×107
煤 油 4.6×107
液化氣 4.9×107
固 體 熱值 q/( J·kg－1)
干木柴 1.2×107
煙 煤 2.9×107
焦 炭 3.0×107
無煙煤 3.4×107
木 炭 3.4×107
熱值是燃料的一種特性，其大小只與燃料的種類有關，與燃料的質量（體積）、是否完全燃燒無關。
知道了某種燃料的熱值，就可以算出定質量的這種燃料完全燃燒時所放出的熱量。
三．有關燃料燃燒放熱的計算
為什么發射火箭上天要用氫做燃料？
如果用q表示燃料的熱值，用m 表示燃料的質量，那么燃料在完全燃燒時放出的熱量Q就可用下式進行計算
熱值計算公式
Q ＝ mq
固體或液體燃料
氣體燃料：
Q ＝ Vq
想一想
500 g 汽油完全燃燒，可以放出多少熱量
汽油完全燃燒放出的熱量：
Q ＝ mg
＝ 500×10－3kg×4.6×107J/kg
＝2.3×107J
根據熱值表，計算一下10噸氫氣完全燃燒放出多少焦耳的熱量？
氫氣的熱值是 1.4×108 J/kg
放出熱量Q ＝熱值q×質量m
＝1.4×108 J/kg× 10×103 kg
＝1.4×1012 J
再算算，若用干木柴完全燃燒來獲得這些熱量，需要多少噸干木柴？
干木柴的熱值 1.2×107 J/kg

約120噸干木柴完全燃燒放出的熱量等于10噸氫完全燃燒放出的熱量。
在多數情況下，燃料不可能完全燃燒，因此，燃料燃燒時實際放出的熱量往往少于根據熱值計算出來的熱量。另外，燃料燃燒放出的熱量也不可能完全得到利用。
例如，用煤爐燒水時，煤燃燒時放出的熱量，一部分散失到空氣中，一部分傳給盛水的容器和爐子，被水吸收的只是煤燃燒放出熱量中的一部分。
普通的家用煤爐燃燒無煙煤，熱效率只有15%。
普通燃煤鍋爐的熱效率約為30%；
現代化的鍋爐，熱效率可達90%左右。
因此，改善燃燒條件，使燃料盡可能充分燃燒，同時盡可能減少各種熱量損失，既可節約燃料，又可減少污染，保護環境。
活動 2
怎樣選擇燃料
(1) 從燃料熱值表所列出的固體、液體、氣體燃料中，各找出一種熱值最大的燃料，并說明它們的熱值表示什么意思。
(2) 你家經常使用的是哪種燃料 估算一下，你家一個月需支付多少燃料費 采取哪些措施可以減少燃料費的支出
信息瀏覽
西氣東輸
天然氣是繼煤和石油之后的第三大能源，而且是污染較少的能源。我國是世界上使用天然氣最早的國家之一，也是天然氣資源大國。我國的天然氣主要分布在新疆等西部地區為適應國民經濟發展和改善環境的需要，國家動工建設“西氣東輸”工程。
一線管道工程西起新疆塔里木盆地的輪南油田，東至上海，途經10個省(區、市)，全長約 4000 km，于2004 年建成投產。二線管道工程西起新疆霍爾果斯，南至香港特別行政區，途經 14 個省(區、市)和特別行政區，干線全長約5000 km，新疆霍爾果斯至廣州段于2011 年建成投產，廣州至香港特別行政區段于 2012 年 12 月建成。
本課小結
一、熱 量
1. 定 義：物體在熱傳遞的過程中放出或吸收能量的多少
符 號：Q
2. 單 位：焦耳 符號：J
3. 物體放出或吸收熱量的多少跟物體質量的大小、溫度
變化多少成正比
二、燃 料 的 熱 值
1. 定 義：1千克的某種燃料在 完全燃燒 時所放出的熱
量叫作這種燃料的熱值。
符號：q
2. 單 位：焦耳/千克 (J / kg 或 J kg－1)
3. 計 算 公 式：Q ＝ qm
隨堂訓練
1. 關于內能、溫度和熱量，下列說法正確的是 ( )
A．溫度高的物體內能一定大
B．做功也可以改變物體的內能　
C．物體溫度升高，一定吸收了熱量
D．物體吸收熱量，溫度一定升高
B
2. 關于燃料的熱值正確的是 ( )
A. 燃料的熱值與燃料的燃燒程度有關
B. 燃料的熱值與燃料的種類有關
C. 燃料的熱值與燃料的多少有關
D. 燃料的熱值與上面三個因素都有關
B
3. 下面說法不正確的是 ( )
A. 燃料燃燒時，將化學能轉化為內能
B. 人類使用的能量絕大部分是從燃料的燃燒中獲得的
C. l kg 的某種燃料燃燒時放出的熱量叫做這種燃料的
熱值
D. 提高燃料的利用率是節約能源的重要措施
C
4．一般家用轎車使用標號為93的汽油作燃料(熱值為
4.6×107J．kg－1)端午節放假，小翔爸爸駕車攜全
家出游，儀表顯示全程燃油20kg。此次出游，轎車
耗能 J。
9.2×108
1. 什么叫做熱量 熱量的單位是什么
把物體在熱傳遞過程中內能改變的多少叫做熱量。
熱量的單位是焦耳。
2. 下列說法中，正確的是 ( )
A.物體溫度高時比溫度低時含的熱量多
B.溫度從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞
C.熱量從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞
D.熱量從熱量多的物體向熱量少的物體傳遞
C
3. 15 kg 的木炭完全燃燒時能放出多少熱量 200 g 的酒精完全燃燒時能放出多少熱量
結合燃料熱值表可得：q木炭＝ 3.4×107J/kg，
q酒精＝3.0 ×107J/kg；
故15kg的木炭完全燃燒時放出的熱量為：
Q＝mq木炭＝15kg×3.4×107J/kg＝5.1×108J；
200g的酒精完全燃燒時放出的熱量為：
Q′ ＝ mq酒精
＝ 200×10－3kg×3.0×107J/kg
＝ 6.0×106J。
答：15kg的木炭完全燃燒時能放出5.1×108J的熱量；200g的酒精完全燃燒時能放出6.0×106J的熱量。
1. 爐灶和燃料
請你的長輩或社區中的老人，介紹一下他們家里前后使用過哪幾種爐，灶和燃料，它們各有什么特點。結合家用爐灶(或燃料)的變化，試寫一篇調查報告。
課外活動
2. 飲食與運動
請利用下表中提供的數據，分析、討論青少年的肥胖癥與飲食、運動的關系，為什么說過量飲食和為了“瘦身”而盲目節食，對青少年的健康，成長都不利
年 齡 男生每天正常生活所需的熱量 女生每天正常女生每天正常
13~15歲 1.0×107J 0.97×107J
16歲 1.2×107J 1.0×107J
青少年每天正常生活需要的熱量
幾種食物被人體吸收后釋放的熱量
每克食物 熱量Q/J
淀 粉 1.72×104
蛋白質 1.76×104
脂 肪 3.19×104
各項活動消耗 3.8×104J 熱量所需的時間
活動項目 時間 t/min
睡 眠 80
彈鋼琴、打臺球 35
鋪床、掃地 30
各項活動消耗 3.8×104J 熱量所需的時間
活動項目 時間 t/min
打乒乓球、排球 80
打羽毛球、網球 35
長跑、爬山、打籃球、踢足球 30
有興趣的同學可從網上查找到更詳細的資料。

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