热量与热值(沪粤新).ppt

12.2 12.2 热量与热值热量与热值一杯温水一杯温水讨论：讨论：混合混合A A半杯热水半杯热水B B半杯冷水半杯冷水AA、B B物体温度的变化？内能的变化？物体温度的变化？内能的变化？AA、B B物体分别失去或得到什么？这是通过哪种物体分别失去或得到什么？这是通过哪种方式改变物体的内能？方式改变物体的内能？温故知新：温故知新：分析一个热传递现象分析一个热传递现象热传递改变内能热传递改变内能A.A.高温物体放热高温物体放热内能减少内能减少B.B.低温物体吸热低温物体吸热温度降低温度降低温度升高温度升高内能增加内能增加2.2.发生热传递的条件是什么？发生热传递的条件是什么？热传递的实质是：能量从高温物体传递到低温物热传递的实质是：能量从高温物体传递到低温物体或能量从同一物体的高温部分传递到低温部分。体或能量从同一物体的高温部分传递到低温部分。发生热传递的条件是有温差存在发生热传递的条件是有温差存在讨论讨论:1.:1.热传递改变内能的实质是什么热传递改变内能的实质是什么?一根火柴完全燃烧放出的热量约为一根火柴完全燃烧放出的热量约为1000J1000J3.3.单位：单位：焦（焦（J J）一、什么叫做热量一、什么叫做热量思考：思考：内能改变的多少内能改变的多少可以用什么来量度呢？可以用什么来量度呢？热量是为了描述和量度热传递过程中热量是为了描述和量度热传递过程中物体内能的物体内能的变化变化而引入的一物理量。而引入的一物理量。1、定义：、定义：热传递过程中物体热传递过程中物体 内能改变的多少内能改变的多少叫热叫热量。量。物体物体吸收了吸收了多少热量，物体的内能就多少热量，物体的内能就增加了增加了多少；多少；相反，物体放出了多少热量，物体的内能就减少了相反，物体放出了多少热量，物体的内能就减少了多少多少2.2.符号：热量符号：符号：热量符号：Q Q 吸热时吸热时Q Q吸吸，放热时，放热时Q Q放放即即注意：注意：热量是一个热量是一个过程量过程量，它对应于，它对应于热传递热传递的过程。的过程。一个物体的温度即使很高，也一个物体的温度即使很高，也不能不能说它说它含有含有的热量多。的热量多。不能不能说：一个物体说：一个物体含有含有多少热量多少热量 只能只能说：一个物体说：一个物体吸收了吸收了多少热量多少热量 或者放出了或者放出了多少多少热量热量3 3、表述区别、表述区别温度、热量、内能的区别：温度、热量、内能的区别：温度、热量、内能的联系温度、热量、内能的联系:1 1、热量是热量是过程量过程量；温度、内能是；温度、内能是状态量状态量2 2、单位区别：温度：、单位区别：温度：；热量、内能：热量、内能：J J 热传递可以改变物体的内能，使内能增加或减热传递可以改变物体的内能，使内能增加或减少，但温度不一定改变。少，但温度不一定改变。温度只能说温度只能说“是、降低、升高是、降低、升高”热量只能说热量只能说“吸收、放出吸收、放出”内能只能说内能只能说“有、具有、改变有、具有、改变”练一练：练一练：（1）夏天天气真热，这个）夏天天气真热，这个“热热”字表示字表示 ；（2）摩擦生热，这个）摩擦生热，这个“热热”字表示字表示 ；（3）烧煤时向外放）烧煤时向外放 热，这个热，这个“热热”字表字表 。温度温度内能内能热量热量二、探究物体吸收或放出的热量二、探究物体吸收或放出的热量1 1、实验时需要控制哪些量；、实验时需要控制哪些量；制定计划与设计实验制定计划与设计实验 活动活动1 1：探究水的吸热与其温度变化、质量探究水的吸热与其温度变化、质量的关系的关系 物体吸收或放出热量的多少与哪些因素有关？物体吸收或放出热量的多少与哪些因素有关？请同学们根据烧水的经验和事实进行猜想。请同学们根据烧水的经验和事实进行猜想。与物体的质量和温度的变化有关与物体的质量和温度的变化有关A A、探究水的吸热与温度变化的关系、探究水的吸热与温度变化的关系水的质量；水的质量；4 4、实验器材：、实验器材：3 3、怎样反映水吸收热量的多少；、怎样反映水吸收热量的多少；加热时间加热时间2 2、实验时需要改变哪个量？比较哪个量？、实验时需要改变哪个量？比较哪个量？升高的温度；升高的温度；水吸收的热量。水吸收的热量。酒精灯、铁架台、石棉网、烧杯、酒精灯、铁架台、石棉网、烧杯、水、温度计、停表水、温度计、停表 升高的升高的 温度温度t t加热加热的时的时间间t t 5 10 1520 25 水的水的质量质量m m 100进行实验与收集证据进行实验与收集证据 按照设计的装置图安装实验装置，记录水每升高按照设计的装置图安装实验装置，记录水每升高相同的温度时所用的时间。相同的温度时所用的时间。分析论证：分析论证：质量一定时，水吸收的热量与质量一定时，水吸收的热量与升高升高的温度的温度成正比。成正比。B B、探究水的吸热与水的质量的关系、探究水的吸热与水的质量的关系 仿照实验仿照实验A A对实验对实验B B进行实验设计：进行实验设计：1 1、探究水的吸热跟水的质量的关系时需要控制哪、探究水的吸热跟水的质量的关系时需要控制哪些量不变；改变哪个量？比较哪个量些量不变；改变哪个量？比较哪个量？酒精灯的火焰大小酒精灯的火焰大小、烧杯的规格、烧杯的规格、升高的温度；升高的温度；水的质量；水的质量；水吸收的热量。水吸收的热量。2 2、实验时水吸收热量的多少是、实验时水吸收热量的多少是根据什么来粗略判断的？根据什么来粗略判断的？加热时间加热时间3 3、实验时应测量和记录哪些量、实验时应测量和记录哪些量?测量温度、水的质量，测量温度、水的质量，记录加热时间记录加热时间 升高的升高的 温度温度t t加热加热的时的时 间间t t水的水的质量质量m m 510 1520 25 100200进行实验与收集证据进行实验与收集证据记录水每升高相同的温度时所用的时间。记录水每升高相同的温度时所用的时间。分析论证：分析论证：升高的温度相同时，水吸收的热量升高的温度相同时，水吸收的热量跟它的跟它的质量质量成正比。成正比。结论：物体温度升高或降低时，它吸收或放出的结论：物体温度升高或降低时，它吸收或放出的热量与热量与物体质量的大小物体质量的大小、温度的变化温度的变化成正比。成正比。归纳：归纳：英国物理学家焦耳经过长期的实验研究得出：英国物理学家焦耳经过长期的实验研究得出：1 1千克水温度千克水温度升高升高1,1,所需所需吸收吸收的热量是的热量是4.2104.2103 3J.J.1 1千克水温度千克水温度降低降低1,1,所需所需放出放出的热量是的热量是4.2104.2103 3J.J.请你根据焦耳的实验规律完成下列问题请你根据焦耳的实验规律完成下列问题 4.2x103J x 10 =4.2x104J 4.2x103J x 10 x 10 =4.2x105J4.2x103J x 10 x 90=3.78x106J4.2x103J x 10 x 50=2.1 x 106J （1 1）1kg1kg水温度升高水温度升高10C10C时，需要吸收的热量时，需要吸收的热量是多少？是多少？（2 2）10kg10kg水温度升高水温度升高10C10C时，需要吸收的热量时，需要吸收的热量是多少？是多少？（3 3）10kg10kg水温度从水温度从 10 C 10 C 升高到升高到 100C100C时，时，需要吸收的热量是多少？需要吸收的热量是多少？（4 4）10kg10kg水温度从水温度从80C80C降低到降低到30C30C时时,需要吸收需要吸收还是放出的热量？热量是多少？还是放出的热量？热量是多少？放热放热 草木、煤炭等草木、煤炭等石油、酒精、汽油等石油、酒精、汽油等煤气、天然气煤气、天然气 等等固体燃料固体燃料液体燃料液体燃料气体燃料气体燃料三、燃料的热值三、燃料的热值 例举一下生活中我们可以使例举一下生活中我们可以使用哪些可燃烧的材料烧开一壶用哪些可燃烧的材料烧开一壶水？水？讨论：讨论：将一壶水放在燃烧的木柴上加热，不久就将一壶水放在燃烧的木柴上加热，不久就升温了。升温了。问：这些热量从何而来？问：这些热量从何而来？是木柴燃烧时放出的热量是木柴燃烧时放出的热量 思考：思考：5kg5kg的木材和的木材和10kg10kg的木材燃烧时放出的的木材燃烧时放出的热量是否相同？热量是否相同？这说明什么？这说明什么？同种燃料的质量越大，燃烧时放出的热量越多同种燃料的质量越大，燃烧时放出的热量越多 思考：用思考：用质量相同质量相同煤油、酒精、纸屑烧水，煤油、酒精、纸屑烧水，水水升高的温度不相同，这说明什么？升高的温度不相同，这说明什么？燃料燃烧放出的热量的多少还与什么因素有关？燃料燃烧放出的热量的多少还与什么因素有关？说明了不同的燃料燃烧放出的热量的本领不同。说明了不同的燃料燃烧放出的热量的本领不同。大量实验表明大量实验表明：1 1、同种燃料完全燃烧时放出的热量跟它的质量成、同种燃料完全燃烧时放出的热量跟它的质量成正比正比 。2 2、相同质量的不同燃料，在完全燃烧时放出的热、相同质量的不同燃料，在完全燃烧时放出的热量并不相等。量并不相等。想一想想一想:什么是完全燃烧呢什么是完全燃烧呢?完全燃烧完全燃烧 就是燃料全部烧尽的意思，即燃就是燃料全部烧尽的意思，即燃料的燃烧必须与充足的氧气发生完全氧化反应。料的燃烧必须与充足的氧气发生完全氧化反应。为了比较不同燃料的这种在为了比较不同燃料的这种在质量相同，完全燃烧时放质量相同，完全燃烧时放出的热量不相同的特性。出的热量不相同的特性。热值热值（q）我们该怎样我们该怎样比较不同燃料燃烧时比较不同燃料燃烧时这种这种放热性能放热性能的优劣的优劣呢？呢？引入引入 定义：定义：在物理学中，把某种燃料完全燃烧时所在物理学中，把某种燃料完全燃烧时所放放出的热量与燃料质量的比出的热量与燃料质量的比叫做这种燃料的热值。叫做这种燃料的热值。热值的符号：热值的符号：q q 单位：单位：J/kgJ/kg（或（或J/mJ/m3 3）热值的意义：热值的意义：无烟煤的热值为无烟煤的热值为3.4103.4107 7J/kgJ/kg，表示的含义，表示的含义表示表示1kg1kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4103.4107 7J J。液化气的热值为液化气的热值为4.9104.9107 7J/mJ/m3 3，表示的含义呢？，表示的含义呢？V V的单位是的单位是m m3 3m m的单位是的单位是kg kg 燃料燃烧放出热量的计算公式燃料燃烧放出热量的计算公式 由热值的定义可推导出燃料燃烧放热的计算公由热值的定义可推导出燃料燃烧放热的计算公式：式：q=Q/m Q=qm Q=qV想一想：想一想：完全燃烧完全燃烧500g500g汽油时可以放出多少热量？汽油时可以放出多少热量？解：查表可知，汽油的热值解：查表可知，汽油的热值q=4.610q=4.6107 7J/kgJ/kg m=500g=0.5kg m=500g=0.5kg Q=qm=4.610 Q=qm=4.6107 7J/kg0.5kg=2.310J/kg0.5kg=2.3107 7J J 答：完全燃烧答：完全燃烧500g500g汽油可以放出热量汽油可以放出热量2.3102.3107 7J J对于气体，通常使用：对于气体，通常使用：活动活动2 2：怎样选择燃料：怎样选择燃料 1.1.从热值表中所列固体、从热值表中所列固体、液体、气体燃料中，各找出液体、气体燃料中，各找出一种热值最大的燃料，并说一种热值最大的燃料，并说明它表示什么意思？明它表示什么意思？2.2.完全燃烧完全燃烧1010千克的焦碳千克的焦碳所放出的热量相当于完全燃所放出的热量相当于完全燃烧多少千克的干木材放出的烧多少千克的干木材放出的热量？热量？思考：思考：1kg 1kg的干木柴热值是多少的干木柴热值是多少 0.5kg0.5kg干木柴热值是多大干木柴热值是多大 1 1、定义：、定义：有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热量之比，叫做热热效率。效率。2 2、讨论：、讨论：如何提高如何提高热热效率？效率？使燃料尽可能燃烧充分（磨成粉状，用空气吹进使燃料尽可能燃烧充分（磨成粉状，用空气吹进炉膛）；加大受热面积；减少热散失炉膛）；加大受热面积；减少热散失燃料的热效率：燃料的热效率：在实际利用燃料中，燃料很难完全燃烧，而且放出在实际利用燃料中，燃料很难完全燃烧，而且放出的内能不能被完全利用，有效利用的只是其中的一部的内能不能被完全利用，有效利用的只是其中的一部分分 问题问题：以一名以一名16岁的男生为例，青少年每天最岁的男生为例，青少年每天最少需要摄入的淀粉量是：少需要摄入的淀粉量是：1.2107J（1.72104J/kg）7102g 问问题题：食物提供的热量被人吸收后转化为内能，食物提供的热量被人吸收后转化为内能，使人们保持体温；转化为机械能，使人们能够进行日使人们保持体温；转化为机械能，使人们能够进行日常活动，能够走、跑、跳，能够说话、唱歌、维持呼常活动，能够走、跑、跳，能够说话、唱歌、维持呼吸、心跳、血液流动等一切生理活动；还有一部分转吸、心跳、血液流动等一切生理活动；还有一部分转化为生物能储存在人体内。化为生物能储存在人体内。如果过量饮食，或运动量偏小，如果过量饮食，或运动量偏小，人体吸收食物提供的人体吸收食物提供的能量中过量的部分将储存在人体内，引发肥胖症能量中过量的部分将储存在人体内，引发肥胖症；如果饮食偏少，如果饮食偏少，人体吸收食物提供的能量无法提供正常人体吸收食物提供的能量无法提供正常生理活动需要的能量，还要消耗体内正常储存的内能，这生理活动需要的能量，还要消耗体内正常储存的内能，这对于处在发育期的青少年，就会引发发育迟缓、体质瘦弱、对于处在发育期的青少年，就会引发发育迟缓、体质瘦弱、抗病能力差等问题，对健康成长不利。抗病能力差等问题，对健康成长不利。食物提供食物提供的热量的热量被人体吸收被人体吸收转化为内能转化为内能转化为机械能转化为机械能转化为生物能转化为生物能课外活动：课外活动：饮食与运动饮食与运动一、热量一、热量1.1.定定 义：物体在热传递的过程中放出或吸收能量义：物体在热传递的过程中放出或吸收能量的多少。的多少。符号：符号：Q Q2.2.单单 位：焦耳位：焦耳 。符号：符号：J J3.3.影影 响响 物物 体体 吸吸 收收 或或 放放 出出 热热 量量 多少的因素：多少的因素：（1 1）与物体的质量有关）与物体的质量有关（2 2）与温度变化有关）与温度变化有关 科学实验表明：科学实验表明：物体放出或吸收热量的多少跟物物体放出或吸收热量的多少跟物体质量的大小、温度变化多少成体质量的大小、温度变化多少成 正比正比 4.4.焦耳的实验结论：焦耳的实验结论：1kg1kg水温度升高水温度升高1 1CC时所吸收的热量是时所吸收的热量是 4.24.210103 3J J1kg1kg水温度降低水温度降低1 1CC时所放出的热量是时所放出的热量是 4.2 4.2 10103 3J J本节小结本节小结 2.2.单单 位：焦耳位：焦耳/千克千克 （J/Kg J/Kg 或或 J J Kg Kg1 1)3.q3.q柴油柴油=3.3=3.310107 7J/kg J/kg 的物理意义：的物理意义：1 1千克千克的柴油的柴油完全燃烧时完全燃烧时放出的热量为放出的热量为 3.3 3.3 10 107 7焦焦 4.4.计计 算算 公公 式：式：Q=q mQ=q m5.5.节节 约约 燃燃 料料 的的 措措 施：施：（1 1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。（2 2）尽可能减少各种热量损失。）尽可能减少各种热量损失。二、燃料的热值二、燃料的热值 1.1.定定 义：某种燃料完全燃烧义：某种燃料完全燃烧 时所放出的热量与时所放出的热量与燃料质量的比叫做这种燃料质量的比叫做这种 燃料的热值。符号：燃料的热值。符号：q q