文档内容
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第二节热 学
讲方法
一、物态变化
1.物态变化分类
2.解答物态变化的思路
第一步：明确发生物态变化的是哪种物质；
第二步：确定该物质发生物态变化之前和之后处于哪种物态；
第三步：根据发生的物态变化确定吸放热情况.
3. 常见题型
①区别自然或者生活中的物态变化现象和相关的吸放热情况；
②运用物态变化原理解释和解决生活中的现象、问题；
③图象和图表题；
④物态变化实验题.
二、内能及其利用
1.温度、热量和内能的区别与联系
物理量
温度 热量 内能
项目
宏观上： 表 示 物 体 的 冷 热
程度； 在热传递过程中， 传递能 构成物体的所有分子， 其热
定义
量的多少 运动的动能与分子势能的总和
微观上： 反映物体中大量分子
无规则运动的剧烈程度
单位 摄氏度 (℃) 焦耳 (J) 焦耳 (J)
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续表
物理量
温度 热量 内能
项目
用“降低”“升高”“降低 用“放 出” 或“吸收” 用“有”“具有”“改变”
改变的表述
到”“升高到”等表述 等表述 “增加”“减少”等表述
①热传递可以改变物体的内能， 使其内能增加或减少， 但温度不一定改变 (如晶体的熔化和凝
相互关系 固)； ②物体的温度改变， 则内能一定改变， 但物体的内能改变， 不一定是吸收热量， 也可能是外界
对物体做了功
2. 热量的计算
(1)热传递过程中： Q =cm(t−t );Q =cm(t −t), 其中t₀表示初温， t表示末温.
吸 0 放 0
(2)燃料完全燃烧时释放的热量： Q =mq;Q =Vq.
吸 吸
W
(3)热机的效率
η= 和.
Q
放
学思路
铺垫1
新农 村 建 设 中 正 在 大 力 推 广 使 用 瓶 装 液 化 气. 如 果 每 瓶
装10kg液化气，液化气的热值取2×107J/kg,则每瓶
液化气全部完全燃烧放出的热量是 J.
铺垫2
一 辆 氢 气 动 力 试 验 汽 车 10min 内 在 平 直 路 面 上 匀 速 行 驶 了
1.2×104m(1),消耗了0.18kg的氢气.此过程中汽车发
动机产生的牵引力为 1.0×108N❑(氢气的热值取 1.4×108J/kg4 ). 则:
(1)氢气燃烧产生的热量；
(2)汽车的牵引力做的功；
(3)汽车发动机的效率.
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压轴题
我国自主研制的某型新一代战斗机， 它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质
量为 37t， 最大飞行高度达 20000m， 最大航行速度达2.5 倍声速 (合3060km/h)，最大载油量为 10t，飞机航行时所受阻力的大小
与速度的关系见下表：
速度 v (m/s) 100 200 300 400 500
阻力 f/N 0.3×10⁴ 1.2×10⁴ 2.7×10⁴ 4.8×10⁴ 7.5×10⁴
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5× 10⁷J/kg, 则:
(1)完全燃烧 10t燃油所释放的能量是多少焦耳?
(2) 当飞机以400m/s的速度匀速飞行时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦?
(3)若在飞机油箱中加满燃油.且以600m/s的速度匀速飞行时，飞机能飞行的最远距离约是多少千米?
提能力
1. 下列关于温度、热量和内能的说法中， 正确的是 ( )
A. 物体的温度越高，具有的热量就越多
B. 热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
C. 一块 0°C的冰熔化成 0°C的水， 内能增加
D. 物体吸收热量， 内能变大， 温度一定升高
2.如图1-2-1所示，甲容器内装有水，乙试管内也装有水，并通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中，且乙试管与密封盖
紧密接触. 现给甲容器加热，则经过一段时间后 ( )
A. 甲容器内的水先沸腾
B. 乙试管内的水先沸腾
C. 甲容器、乙试管内的水同时沸腾
D. 甲容器内的水沸腾，乙试管内的水不会沸腾
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3. (山东烟台中考)如图1-2-2是一款新型水杯，在杯的夹层中封入适量的固态物质，实现了“快速降温”和“快速升温”的功
能，使用时，将水杯上下晃动几分钟，可以将 100℃的开水降温至55℃左右的温水，也可以将冷水升温到55℃左右的温水，这款
水杯被广泛称为“55°杯”. “55°杯”的工作原理是 ( )
A.首次使用时，必须加注热水；降温时利用物质熔化吸热；升温时利用凝固放热
B.首次使用时，必须加注冷水；降温时利用物质凝固放热；升温时利用熔化吸热
C.首次使用时，加注冷热水均可；降温时利用物质熔化吸热；升温时利用凝固放热
D.首次使用时，加注冷热水均可；降温时利用物质凝固放热；升温时利用熔化吸热
4. (广东广州中考)甲、乙两物体质量都为 1kg，丙物体质量为2kg，三个物体温度都升高1℃， 吸收热量如图1-2--3， 以下说
法正确的是 ( )
A. 乙的比热容与丙的相等
B. 甲的比热容比乙的大
C. 甲的温度升高1℃, 需吸收2000J 的热量
D. 甲、乙的温度都降低1℃，乙比甲放出的热量多
5. (四川成都中考)小明根据下表所提供的数据得出了四个结论，其中正确的是 ( )
几种物质的比热容/J· (kg·℃)⁻¹
水 4.2×10³ 水银 0.14×10³
酒精 2.4×10³ 沙石 0.92×10³
煤油 2.1×10³ 铝 0.88×10³
冰 2.1×10³ 铜 0.39×10³
A. 液体的比热容一定比固体的比热容大
B. 同种物质发生物态变化后，比热容不变
C. 由于水的比热容大， 白天海水温度比沙滩高
D. 2kg的水温度升高50℃，吸收的热量是 4.2×10⁵J
6. (江苏连云港中考)小华同学利用图1-2-4甲所示装置对 100g冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质
的状态. 图1-2-4乙是他根据记录的数据绘制的温度-时间图象，根据图象可知：
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(1) 冰属于 (选填“晶体”或“非晶体”);
(2) 在 BC阶段物质处于 状态 (选填“固体”“液体”或“固液共存”)；
(3)设相同时间内物质吸收的热量相同，则BC阶段物质共吸收了 J的热量
[c =2.1×103J/(kg⋅❑∘C),c =4.2×103J/(kg⋅❑∘C)]
;
浓 底
(4)图1-2-4丙是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度-时间图象，老师认为他的 CD段数据有问题，老师做出这样的判断
的依据是 .
7.如图1-2-5所示，两只完全相同的烧杯甲和乙分别放入质量和初温都相同的水和煤油，用两只完全相同的电加热器同时加
热，并分别用相同的温度计测量它们的温度.为了比较不同物质的吸、放热能力，实验步骤如下：
(1)经过一段时间加热后，观察甲、乙两杯中的温度计，发现甲杯中水的温度比乙杯煤油的温度 (选填 “高” 或
“低”);
(2)若要水和煤油温度升高的相同，要停止对 (选填“甲”或“乙”)杯加热，对另一杯继续加热；
(3)实验表明：质量相同的水和煤油，升高相同的温度，吸收的热量 (选填“相等”或“不相等”);
(4)为了比较各种物质的这种特性，在物理学中引 这个物理量.
8. (安徽中考)某家庭用燃气热水器将质量为 100kg，温度为： 20°C的自来水加热到 50°C,消耗的天然气体积为 1m³(假
设天然气完全燃烧). 已知水的比热容为 4.2×10³J/(kg⋅°C),，天然气的热值为 3.2×10⁷J/m³. 求:
(1)天然气完全燃烧放出的热量；
(2)水吸收的热量；
(3)该热水器工作时的效率.
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9. (辽宁本溪中考)如图1-2-6 所示为 FDP30C 型柴油水泵机组 (水泵机组动力由柴油机提供)，它的优点是重量轻、体积小、功
率大；省时、省油、省心.该水泵机组的效率为40%，正常工作1h可以将 54m³的水抽到20m高处，
g=10N/kg,q =4.3×107J/kg,
请计算这个过程中：
浓可
(1)水泵机组对水做了多少功?
(2)水泵机组的有用功功率是多少?
(3)水泵机组消耗多少柴油?(结果保留两位小数)
10. (广西桂林中考)认识自然，亲近自然.初春学校组织学生到桂东北的猫儿山山脚下一农庄进行社会实践活动，小明携带一个
质量为1kg的合金锅、一台如图1-2-7所示的便携式丁烷气炉(内置一瓶新的燃气，参数如表格所示)，爱探究的小明通过手机上网
查到便携式燃气炉的热效率为30%，丁烷气体的燃烧效率为90%，野炊地水的沸点为96℃，测出当地水的温度为26℃，水的比热
容为4.2×10³J/ (kg·℃), 锅的比热容为0.8×10³J/ (kg·℃), 问:
(1)完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出多少焦耳的热量?
(2)需多少焦耳的热量，才能使合金锅内2kg的水温度升高50℃?
(3)如果燃气炉以最人火力工作，一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h，这样能够把质量为多少千克的水烧开?(最后结果保留1位小
数)
品名 便携式丁烷气炉 质量 1.88kg (不含气瓶)
型号 WZL. 168. A 尺寸 343×284×113mm
用途 野外用 点火方式 电子点火
使用燃气 液化丁烷气 燃气消耗量 150g/h (最大火力时)
气瓶规格 (尺寸/容量)
品名 总质量 净质量 主要成分 热值
神州 354g 250g 丁烷 9×10⁷J/kg
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第二节 热学
学思路
铺垫 1
答案 4.2×10⁸
解析 整瓶液化气完全燃烧释放热量： Q =mq =10kg×4.2×10⁷J/kg=4.2×10⁸J.
放
铺垫2
答案 解：(1)氢气完全燃烧放出的热量： Q = mq=0.15kg×1.4×10⁸J/kg=2.1×10⁷J;
放
(2)牵引力所做的功： W =F s=1.0×103N× 1.2×10⁴m=1.2×10⁷J;
浓
W 1.2×107J
(3)汽车发动机的效率： η= 稀= ×100%≈57.1%.
Q 2.1×107J
放
答: (1) 氢气燃烧产生的热量为2.1×10⁷J;
(2)汽车的牵引力做的功为1.2×10⁷J;
(3) 汽车发动机的效率为57.1%.
压轴题
答案 解： (1) 10t燃油完全燃烧放出的热量：
(2) 由表中数据可知，飞机以400m/s的速度巡航时, 所受阻力为4.8×10⁴N,
W Fs
则飞机发动机的输出功率 P= = =Fv=4.8> 10⁴N×400m/s=1.92×10⁷W =1.92×10⁴kW;
t t
(3) 由 (1) 可知 Q=5×10¹¹J;
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，
则有 用 功W = 40% × Q = 40% × 5 × 10¹¹ J =2×10¹¹J,
速 度 600m/s 时 的 阻 力 为 f =
( v
6
) 2
f =
(600m/s) 2
×0.3×104N=10.8×104N;
b v 1 100m/s
1
W 2×1011J
则由W = Fs = fs,可得 s= = ≈ 1.85×10⁶m=1.85×10³km.
f 10.8×104J
6
答：(1)飞机发动机完全燃烧 10t燃油获得的能量是5×10¹¹J;
(2) 当飞机以400m/s的速度匀速巡航时，飞机发动机的输出功率是1.92×10⁴kW;
(3) 若在飞机油箱中加满燃油，并且以 600m/s的速度巡航时， 飞机的最大航程约是 1.85×10³km.
真题演练
1.答案C
解析 A. 热量是过程量，描述它的术语只能用“吸收” 和“放出”，不能用 “具有” “含有”, 故 A 错
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误;
B. 热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体,故 B错误;
C. 一块0℃的冰熔化成0℃的水的过程，吸收热量，内能增加，温度不变，故C正确；
D. 物体吸收热量， 内能变大，温度不一升高，如冰熔化，吸收热量，内能增加，温度不变,故 D错误.
2. 答案 B
解析 甲容器是密封的，给甲容器加热，经过一段时间后，甲容器水面上的气压增大，沸点升高, 会高于
100℃;
乙容器的水从甲容器的水吸收热量，温度升高，当达到水的沸点 (100℃)时就会沸腾，而此时甲容器的水还
不能沸腾. 再加热甲容器内的水也能沸腾.
3.答案A解析 首次使用时，必须加注开水倒入杯中，此时晶体物质被熔化，此过程晶体物质会吸收热量，
当水的温度下降到 55℃以下时，此时晶体物质会凝固，会放出热量，在此过程中水能较长时间保持水温不变.
4. 答案 B
解析 由题意和图可知：甲、乙两物体质量都为 1kg，丙物体质量为2kg，三个物体温度都升高 1℃，则甲吸
收的热量多，丙、丁吸热相同；
A. 乙丙吸热相同，升高温度相同，质量不同，根据Q=cm△t可知, 比热容不同, 故 A 错误;
B. 甲乙质量相同， 升高温度相同， 甲吸热多，根据Q=cm△t 可知， 甲的比热容大于乙的比热容，故B正
确；
C. 由图可知， 甲的温度升高 1℃， 需吸收3000J 的热量, 故C 错误;
D. 甲、乙的温度都升高和降低1℃， 吸热和放热是相同的， 故甲 吸热或放热多， 故 D错误.
5. 答案 D
解析 A.冰的比热容比水银的比热容大，故液体的比热容不一定比固体的大，故 A 错误；
B.水和冰是同一物质，水变成冰后比热容变化了，由此可知同一物质发生物态变化后，比热容变化了，故
B错误；
C.海水的比热容比沙石的比热容大，所以在白天有太阳光照射时，吸收相同的热量情况下，海水升温较
慢，而陆地的沙石比热容小，升温就比较快，则岸边沙石的温度比海水的温度高,故C 错误;
D. 水吸收的热量：
Q=cmΔt=4.2×10³J/(kg⋅°C)×2kg×50℃=4.2×10⁵J; 故 D 正确.
6. 答案 (1) 晶体; (2) 固液共存; (3) 4.2×10³； (4)水的比热容较大，质量相同的冰和水吸收相同的热量，水升
温应较慢
解析 (1)由图象知，该物质在熔化过程中温度保持不变，所以是晶体；
(2)由图象知，BC段为熔化过程，处于固液共存态. 熔化过程中 要 不断吸热， 但温度不变；
(3) AB 阶段 5min 物质吸收的热量 Q = cm (t−t₀)=2.1×10³J/(kg⋅°C)×0.1kg× 10°C=2.1×10³J;
因为相同时间内物质吸收的热量相同，则 BC阶段物质共吸收了： 2×2.1×10³J=4.2×10³J的热量；
(4)因为水的比热容较大，质量相同的冰和水吸收相同的热量，水升温较慢，而图丙中水升温速度等于冰升
温速度.
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7. 答案 (1) 低; (2) 乙; (3) 不相等; (4)比热容
解析 (1)水和煤油的质量相等，加热相同时间两种液体吸收的热量相同，但水的比热大于煤油， 由公式
Q
t=
可知：水温升高的程度小于煤油；
cm
(2)水和煤油的质量相等，升高相同的温度时， 由于水的比热较大，从公式 Q=cm△t知，水吸收的热量更
多.所以要停止对煤油加热；
(3) 由上一步知道，质量和升高温度都相等的两种液体加热时间不相等，所以吸收的热量不相同；
(4)质量和升高温度都相同时，水吸收的热量比煤油多，这叫水的吸热本领大，煤油的吸热本领小.物理学中
用比热容描述水和煤油的这一特性.
8. 答案 解：(1)天然气完全燃烧放出的热量： Q =Vq=7m3×3.2×107J/m3=3.2×10'J;
浓
(2)水吸收的热量：
Q =cm(t−t )=4.2×103J/(kg⋅❑∘C)× 100kg×(50°C−20°C)=1.26×10⁷J;
浮 0
Q 1.26×107J
(3) 燃 气 灶 的 效 率: η= 吸×100%= ×100%≈39.4%.
Q 3.2×107J
放
答：(1)天然气完全燃烧放出的热量为3.2×10⁷J;
(2) 水吸收的热量为1.26×10⁷J;
(3)该热水器工作时的效率是39.4%.
9. 答案 解: (1) 1h 所抽送的水的体积为: V =54m³,
水的重力大小： G=mg=ρ Vg=1.0×10³ kg/m³×54m³×10N/kg=5.4×10⁵N,
κ
水被 提 升 的 高 度 为 h =20m, 有 用 功 为: W =Gh=5.4×105N×20m=1.08×107J;
有
(2)水泵机组的有用功功率：
W 1.08×107J
P= = =3000W;
t 3600s
W
(3)因为水泵的效率为η=40%,根据 η= 和 可得，柴油完全燃烧所放出的热量:
Q
W 1.08×107J Q 2.7×107J
Q= 外= =2.7×107J,则消耗柴油的质量为： m= = ≈0.63kg.
η 40% q 4.3×107J/kg
答: (1) 水泵机组对水做了1.08×10⁷J的功;
(2) 水泵机组的有用功功率是3000W；
(3) 水泵机组消耗0.63kg柴油.
10. 答案 解: (1) 完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出的热量：
Qud=mq=0.1kg×9×10⁷J/kg=9×10⁶J;
(2) 使合金锅内2kg的水温度升高50℃吸收的热量：
Q =c m Δt=4.2×103J/(kg⋅❑∘C)×2kg ×50°C=4.2×10⁵J;
吸 1 1
(3)燃气炉以最大火力工作时，燃气消耗的质量为m ᶻ=0.15kg/h×1.4h=0.21kg,
由题知，丁烷气体的燃烧效率为90%，则燃气燃烧时所放出的热量：
Q =Q ×90%=m q×90%=9×107J/kg×0.21kg×90%=1.701×10⁷J,
1 放 可
又知道便携式燃气炉将其燃气燃烧所放出能量的30%供给水加热，则水吸收的热量：
Q₂=Q₁×30=5.103×10⁶J,
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Q
由 Q =cmt得能烧开水的质量： m = 2 =≈17.4kg.
吸 水 cΔt
答： (1)完全燃烧0.1kg的丁烷气体可以放出9×10⁶J的热量;
(2) 需4.2×10⁵J 的热量, 才能使合金锅内2kg的水温度升高50℃;
(3)如果燃气炉以最大火力工作，一瓶燃气最多能持续燃烧1.4h，这样能够把质量为17.4kg的水烧开.
10
