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第十二章
苏科版2025
机械能和内能
第4节机械能与内能的相互转化 ②
学习目标
温故知新
当堂检测
活动12.8 比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量
热值
实践与练习
热值的定义、单位和公式
苏科版2025
1.通过探究，知道不同燃料的热值不同，会查热值表。
2.会进行燃料燃烧放热的简单计算，能从能量转化的角度认识燃料的热值。
3.能够利用公式Q＝cmΔt、Q＝mq、η＝????有????放×100%等公式解决热学中的相关问题。
4.认识燃料燃烧排放物对环境的影响，树立环保意识，初步认识能源与人类生存和社会发展的关系。
?
1. 我国的西气东输工程，让天然气进入千家万户，老百姓不仅免去了烧煤、烧柴和换煤气罐的麻烦，而且对改善环境质量意义重大。仅以一、二线工程每年输送的天然气量计算，就可以少烧燃煤1200万吨，可见同质量的天然气和煤完全燃烧， 能够提供更多的能量，天然气燃烧时，将 能转化为 能；
天然气
化学
内
2. 汽油机比较轻巧，以 作为燃料，常用在 、小型飞机 和
上；而火箭发射要用液氢作为燃料。已知完全燃烧2kg汽油能够释放的热量为9.2×107J，如果用液氢作为燃料仅需要0.66kg，则完全燃烧1kg液氢能够提供1.4×108J的热量。
思考：为什么火箭选择液氢而非汽油？
。
汽油
汽车
小型飞机
小型农业机械
1.4×108J
相同质量情况下，液氢燃烧能提供更多的能量且环保
活动
12.8
比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量
控制变量法
转换法
1.实验准备：
的酒精和面巾纸碎片、 和 相等的水、相同的温度计和燃烧皿。
2.判断方法：
通过比较 来比较酒精和面巾纸碎片燃烧时放出的热量多少。
质量相等
初温
质量
水的温度差
一、活动12.8　比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量
12.8
比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量
3.实验装置及记录表格
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
水温的变化/℃
酒精
?
?
?
面巾纸碎片
?
?
?
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15
15
35
25
20
10
① 试管内装入 的水；② 确保燃料 燃烧；③ 在燃料燃尽后立即读取 水温，避免热量散失导致误差等。
12.8
比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量
4.注意事项：
适量
充分
最高
12.8
比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量
5. 交流与讨论
练习
(1)质量相等的酒精和面巾纸碎片充分燃烧后， (选填“酒精”或“面巾纸碎片”)上方的试管中水温升高较大。表明质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是 (选填“相等”或“不相等”)的；
(2)实验中，试管内水吸收的热量 (选填“等于”“小于”或“大于”)燃料燃烧释放的热量，因为_______________________________________
等。
酒精
燃烧皿和试管要吸收一部分热量，一部分热
不相等
小于
量会散失到空气中
学以致用
小明组装了如图所示的装置探究煤油和菜籽油燃烧时放出热量的多少。
燃料
加热前水
的温度/℃
燃料燃尽后
水的温度/℃
10 g煤油
20
80
①
20
50
(1)小明设计的实验数据表格如表，其中①处内容漏写了，请你帮他补充完整：　　　　　 。?
10 g菜籽油
解析　要比较煤油和菜籽油这两种燃料的热值，根据控制变量法的思想，煤油和菜籽油的质量必须相等；所以①处添加：10 g菜籽油。
(2)为使实验现象明显，烧杯中水的质量应适当　　(选填“大”或“小”)一些。?
小
解析　比较煤油和菜籽油燃烧时放出热量的多少，通过质量相同的燃料完全烧尽后水升高的温度来比较，烧杯中水的质量应该小一些，原因是水的比热容较大，温度变化不明显。
(3)由表中记录数据可知，相同质量的煤油和菜籽油，充分燃烧后，
　　 放出热量更多。?
煤油
解析　由表中记录数据可知，煤油加热的水中的温度计升高的温度多，由Q吸＝cmΔt知，煤油加热的水吸收的热量多，即煤油燃烧放出的热量较多。
燃料
加热前水
的温度/℃
燃料燃尽后
水的温度/℃
10 g煤油
20
80
①
20
50
(4)小华采用不同的实验方法：分别用煤油和菜籽油，将初温和质量相等的水加热至同一温度，通过比较_______________反映不同燃料放出相同热量时所需的质量。提供器材有电子秤、温度计等，请简述实验过程和设计实验记录表格。?
消耗燃料的质量
答案　见解析
解析　分别用煤油和菜籽油，将初温和质量相等的水加热至同一温度，通过比较消耗燃料的质量反映不同燃料放出相同热量时所需的质量。实验记录如表格：






燃料
水的质
量/g
水的初
温/℃
水的末
温/℃
油灯的
初始
质量/g
加热后
油灯的
质量/g
消耗燃
料的质
量/g
煤油
200
15
80
?
?
?
菜籽油
200
15
80
?
?
?
二、热值(q)
1.定义：燃料 燃烧放出的热量与燃料的质量之比，叫作这种燃料的热值(q)。
2.单位： ，对于气体通常用 作为热值的单位。
3.公式：
完全
J/kg
J/m3
Q放＝mq
4.一些燃料的热值
查看热值表，比较不同燃料的热值大小。
(1)汽油的热值 酒精的热值；氢气的热值 汽油的热值；
(2)氢气的热值为 J/kg，也可表示为 J/m3，它表示在标准状况下1 m3的氢气 燃烧，放出的热量为 。?
大于
1.4×108
大于
1.28×107
完全
1.28×107 J
(3)思考：火箭使用的是氢能源，使用氢能源有什么好处？
使用氢作为燃料是因为它具有较大的热值，根据Q放＝mq可知，完全燃烧相同质量的氢和其它燃料相比，氢可以释放出更多的热量，则火箭能获得更多的机械能。
练习
1
2
答案
学以致用
1.我国是世界上最早进行可燃冰试采获得成功的国家，并探测出我国南海蕴藏着丰富的可燃冰资源。可燃冰，学名天然气水合物，是一种热值极高的固态晶体，是未来可以替代石油的纯净新型能源。已知可燃冰的热值约为1.4×109 J/m3，若将2 m3可燃冰完全燃烧，求：
(1)放出多少热量；
(2)若这些热量的60%被水吸收，能把多少千克的水从60 ℃加热到沸腾[在1个标准大气压下，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]。
解： (1) 2 m3可燃冰完全燃烧放出的热量
Q放＝V天然气q＝2 m3×1.4×109 J/m3＝2.8×109 J
(2)水吸收的热量
Q吸＝η×Q放＝60%×2.8×109 J＝1.68×109 J
1个标准大气压下水的沸点是100 ℃，
水的质量m＝????吸????水(?????????0)＝1.68×109J4.2×103J/(kg·℃)×(100?℃?60?℃)＝1×104 kg
?
答案
1
2
2.(2025·苏州)用煤气炉将4 kg的水从20 ℃加热到70 ℃，消耗煤气0.05 kg。已知煤气的热值为4.2×107 J/kg，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。求：
(1)水吸收的热量；
(2)煤气完全燃烧放出的热量；
(3)煤气炉加热的效率。
解： (1)水吸收的热量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×4 kg×(70－20) ℃＝8.4×105 J
(2)煤气完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝0.05 kg×4.2×107 J/kg＝2.1×106 J
(3)煤气炉加热的效率η＝????吸????放×100%＝8.4×105J2.1×106J×100%＝40%
?
1.给你一块冰，你能用哪些方法使其熔化？这些方法中，哪些是采用做功方式？哪些是采用热传递方式？
答：要想让冰熔化，需要增大冰的内能；可以通过摩擦冰做功来增大冰的内能：用电热吹风吹冰，冰吸收热量，这是通过热传递改变冰的内能。
答案
2.用打气筒给自行车轮胎打气。打完后摸一摸打气筒的外壁，发现外壁变热了。请用所学的物理知识解释这一现象。
答：打气筒给自行车轮胎打气时，向下压缩筒内空气，对空气做功，使空气内能变大，温度升高，这时热量从空气传递到打气筒底部，使底部的外壁温度升高；另一方面，打气筒打气时，克服活塞与筒壁之间的摩擦做功，也会让筒壁内能增加，温度升高。
答案
3.随着“西气东输”工程的实施，我国大部分城市开始用天然气来取代煤气和液化石油气。请你查阅相关资料，谈谈这样做有什么好处。
答：(1)天然气的热值大，相等质量的天然气和煤气完全燃烧，天然气放热多，可以节约成本。
(2)使用天然气对环境无污染，能减小空气污染。
(3)既可缓解东部地区电力紧张的局面，又有利于促进西部地区经济发展。
答案
4.火箭的外壳有一层烧蚀材料，可以有效防止火箭因高温而损坏。想一想，为什么火箭在大气层飞行时温度会升高？
答：当火箭在大气层中快速飞行时，与大气层之间摩擦做功，火箭的内能增大，温度升高。
答案
4/1
1.下列关于热值的说法正确的是(　　)
A.2 kg煤的热值大于1 kg煤的热值
B.燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C.燃料燃烧不完全使热值变小
D.燃料的热值是燃料本身的特性，与它放出热量的多少无关
D
解析　燃料的热值是燃料本身的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、放出热量的多少、燃料的形状以及燃料的燃烧情况等无关，故A、C错误，D正确；
由Q放＝mq知，燃料燃烧放出的热量与热值、质量有关，与燃烧是否充分有关，所以燃料热值大，燃烧放出的热量不一定多，故B错误。
4/2
2.(2025·黔东南期末)如图所示的是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系，在标准大气压下，若质量为3.5 kg的B燃料完全燃烧释放的热量为 9.8×106 J，其中有 60%的热量被质量为20 kg、初始温度为35 ℃的水吸收 ，下列说法正确的是(　　)
A.从图中可看出 A燃料的热值大于B燃料的热值
B.水吸收了热量后温度将升高70 ℃
C.B燃料的热值是2.8×106 J/kg
D.水吸收了热量后水的末温为105 ℃
C

解析　从题图中可知，质量相同的A、B完全燃烧，B释放的热量大于A释放的热量，由Q放＝mq得，A燃料的热值小于B燃料的热值，故A错误；
依题意得，水吸收的热量为Q吸＝ηQ放＝60%×9.8×106 J＝5.88×106 J
由Q吸＝cmΔt得，水升高的温度为Δt＝????吸????????＝5.88×106J4.2×103J/kg·℃×20?kg＝70 ℃
此时水的末温为t＝Δt＋t0＝70 ℃＋35 ℃＝105 ℃
一个标准气压下，水的沸点为100 ℃，水沸腾后，温度保持沸点不变，则水的末温为100 ℃，水的温度将升高Δt'＝t'－t0＝100 ℃－35 ℃＝65 ℃
故B、D错误；
由Q放＝mq得，B燃料的热值是q＝????放????′＝9.8×106J3.5?kg＝2.8×106 J/kg，故C正确。
?
3.(2025·盐城期中)为了“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”，小华设计如图甲、乙所示的实验：实验有以下四方面：①烧杯内液体种类；②烧杯内液体质量；③加热时间；④烧杯内液体温度的变化量。其中要求相同的有　　 (填序号)；通过比较　　　　　 (选填“燃烧时间”或“温度变化量”)来比较两种燃料放出热量的多少。实验结束后画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示，则燃料1与燃料2的热值之比为　　 。
①②
4∶3
温度变化量
4/3
解析　比较不同燃料燃烧放出热量的关系，需要控制不同燃料的质量相同；由于燃料放出热量的多少运用转换法通过被加热物质温度的变化量来表示，因此还应该控制被加热物质的种类和质量相同，因此要求相同的有①②。
据图丙可知，燃料1完全燃烧完水升高的温度为Δt1＝100 ℃－20 ℃＝80 ℃
燃料2完全燃烧完水升高的温度为Δt2＝80 ℃－20 ℃＝60 ℃
则燃料1与燃料2的热值之比为????1????2＝????1????????2????＝????1????2＝????????Δ????1????????Δ????2＝Δ????1Δ????2＝80?℃60?℃＝43
?
4/4
答案
4.周末，小苏全家一起外出露营，妈妈用卡式炉为大家烧水泡茶。如图所示为某品牌卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶中装入2.5 kg初温为20 ℃的水，用卡式炉加热至100 ℃，消耗了25 g丁烷气体。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，丁烷的热值为4.8×107 J/kg。求：
(1)水吸收的热量为多少焦；
(2)25 g丁烷气体完全燃烧放出的热量为多少焦；
(3)卡式炉的加热效率为多少。
解： (1)水吸收的热量为Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/kg·℃×2.5 kg×100?℃?20?℃＝8.4×105 J
(2) 25 g丁烷气体完全燃烧放出的热量为
Q放＝m丁烷q＝25×10-3 kg×4.8×107 J/kg＝1.2×106 J
(3)卡式炉的加热效率为η＝????吸????放×100%＝8.4×105J1.2×106J×100%＝70%
?
课堂小结
热
值
燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比
Q放=qm
?
Q放=qV
?
谢谢

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