专题24 比热容、热机、能量的转化与守恒
典例1 （2011年中考·广东肇庆卷）比热容是物质的一种属性，一些物质的比热容见下表．
物 质 比热容c/J?（kg?℃） -1水 4.2×10 3煤油 2.4×10 3砂石 0.92×10 3干泥土 0.84×10 31kg的水温度升高1℃，需吸收 的热量．相同质量的水和砂石，若吸收或放出同样多热量，温度变化较大的是 ，据此可解释沙漠地区的昼夜温差较沿海地区的要 。（选填“大”或“小”）。
解析：根据比热容的概念可知，水的比热容是4.2×10J/（kg?℃），表示1kg的水温度升高1℃，需吸收4.2×10J的热量。利用热量的计算公式Q=cm△t可知，在质量相等、吸热也相同的情况下，谁的比热容小；它的温度变化就大。由表中数据可知：沙石的比热容小于水的比热容，所以相同质量的水和砂石，若吸收或放出同样多热量，温度变化较大的是沙石。因为沙漠地区表面多为沙石，所以沙漠地区的昼夜温差较沿海地区的要大。
答案：4.2×10；沙石；大
点评：解答此题需要学生理解比热容的概念，并能用控制变量法研究物质在质量相等、吸热也相同的情况下，温度变化的大小和比热容的关系。
典例2 （2011年中考·云南昆明卷）滇池是昆明的母亲湖，春城之所以冬无严寒夏无酷暑，与滇池息息相关，所以保护滇池，人人有责。滇池对昆明气候的调节作用，主要是因为 （ ）
A．水具有较大的比热容 B．水具有较大的密度 C．水具有较大的内能 D．水具有较高的温度 解析：水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）较多的热量而自身的温度却改变不多，这一点有利于调节气候。夏天，阳光照在滇池水面上，水的温度在升高的同时吸收大量的热，使滇池附近的温度不至升得太高，所以人们住在滇池边上并不觉得特别晒；冬天，气温降低，水的温度在降低的同时放出大量的热，使滇池附近的温度不至降得太低，所以人们住在滇池边上并不觉得特别冷。本题答案为A。
点评：比热容是物质本身的一种特性，它反映的是物质吸热和放热的本领，水的比热容较大，其吸热和放热本领较强，所以大面积的滇池湖水可以调节气候，此外，水也常用来做冷却剂或取暖。
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典例3 （2011年·四川达州卷）下列有关热的说法正确的是（ ） A．晶体在熔化过程中温度不变，内能也不变
B．内燃机的压缩冲程，主要是用热传递的方法增加了气缸内的物质的内能 C．用水作汽车冷却液，是因为水的比热容大
D．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油的热值比汽油的热值大
解析：改变物体内能的方式有两种：做功和热传递都可以改变内能。晶体熔化需要吸收热量，有热传递现象发生，所以内能改变，故A错误；内燃机压缩冲程中是利用机械能对燃料做功转化为内能，故B错误；水的比热容大，它在吸收大量热量时，温度可以保持在一个比较低的状态，这样就可以使水的温度始终低于发动机的温度，起到很好的冷却效果．故C正确；机械效率是内燃机转化为有用功的能量与燃料完成燃烧释放的能量的比值，柴油机的效率比汽油机高，就是说完成相同的有用功，柴油机所用燃料完全燃烧放出能量比汽油机少，而不是因为柴油的热值比汽油的热值大．故D错误。本题答案为C。
点评：本题考察学生的全面知识，需要掌握内能、比热容、热值、热机效率这些物理量或物理现象的内容，并和生活现象进行联系．
典例4 （2011年中考·天津卷）如图所示，试管内水蒸气将塞子推出的过程，水蒸气的 能转化为塞子的机械能。四冲程汽油机工作过程中的 冲程与上述能量转化过程相同。
解析：酒精灯给试管加热，管内水蒸气内能增大，水蒸气将塞子推出的过程，水蒸气的内能减小，塞子的机械能增大，所以水蒸气的内能转化为塞子的机械能；汽油机的四个冲程是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，其中在做功冲程中，需要经历燃烧膨胀对外做功的过程，也就是说高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，高温高压的气体的内能转化为活塞的机械能。
答案：内；做功
典例5 （2011年?山东德州卷）王磊家最近开通了天然气，细心的他发现同样条件下烧开同一壶水比过去用液化气所用时间短了，这主要是由于两种燃料的 不同；若现将1.5kg初温为20℃的水烧开（标准大气压下），需要吸收的热量为 ．已知水的比热容
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为4.2×10J/（kg?℃）．
解析：烧开一锅水比过去他们家用液化气所用的时间少了，是因为天然气的热值高； 水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×10J/（kg?℃）×1.5kg×（100℃﹣20℃）=5.04×10J． 答案：热值；5.04×10
点评：本题考查了学生对燃料热值、吸热公式Q吸=cm△t的掌握和运用，要记住1标准大气压下水的沸点（100℃）．
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A卷 基础训练 一、单项选择题
1．（2011年中考·广西北海卷）下述哪种现象不能用水的比热容大这一特性来解释( ) A．夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉 B．暖水袋的取暖剂是水
C．长期运行在盘山公路的汽车要在底部舔加一个附加水箱，以便不断向刹车片浇水降温
D．水力发电
1.D 解析：沙子的比热容小于海水的比热容，所以沙子的温度升高快，沙子烫脚而海水却很凉；暖水袋的取暖剂用的是水，汽车要用水做降温剂，它们均是利用了水的比热容大的特点。水力发电是将水的势能转化为电能，与比热容无关。本题答案为D。
2.（2011年中考·山东日照卷）沿海地区与内陆地区相比昼夜温差较小，其主要原因是海水比沙石具有较大的 （ ）
A.比热容 B.内能 C.密度 D.热量
2.A 解析：海水比沙石具有较大的比热容；白天，阳光直射时，海水和沙石同样吸热，海水温度升高较小，沙石温度升高较大；晚上，海水和沙石同样放热，海水温度降低较小，而沙石温度降低较多，所以沿海地区与内陆地区相比昼夜温差较小。本题答案为A。
3．（2011年中考·云南大理、雄楚卷）下列关于热现象说法正确的是( ) A．打开香水瓶闻到香味说明分子在不停地做无规则运动 B．汽油机的做功冲程是将机械能转化为内能 C．高温的铁水具有内能，低温的冰块没有内能 D．海边昼夜温差较小是因为水的比热容小
3.A 解析：汽油机的做功冲程是燃料燃烧形成的高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功的过程，它是将内能转化为机械能，选项B错误；一切物体在任何情况下都具有内能，选项C错误；海边昼夜温差较小是因为水的比热容大，一定质量的海水吸收（或放出）较多的热量而自身的温度却改变不多。白天，阳光照在海面上，水的温度在升高的同时吸收大量的热，使海边附近的温度不至升得太高，晚上，气温降低，海水的温度在降低的同时放出大量的热，使海边附近的温度不至降得太低，所以海边昼夜温差较小；显然，选项A说法正确。本题答案为A。
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4．（2011年中考·山西省卷）用酒精灯给试管加热，如图所示，试管口软木塞冲出的过程中，下列说法正确的是 ( )
A．水蒸气对软木塞做功，水蒸气内能增大 B．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
C．能量的转化与热机压缩冲程能量转化相同 D．试管口的“白气”是水蒸气汽化形成的
4.B 解析：酒精灯给试管加热，试管内的水内能增大，温度升高，然后沸腾并不断放出水蒸气，水蒸气温度升高，压强增大，对软木塞的压力也增大，最后使软木塞冲出，可见，水蒸气对软木塞做了功，软木塞的机械能增大，水蒸气的内能减小，水蒸气将内能转化为软木塞的机械能，选项A错误，B正确；热机压缩冲程过程中，机械能转化为内能，所以选项C错误；试管口的“白气”是气态水蒸气液化为液体小水滴形成的，选项D错误。本题答案为B。
5.（2011年中考·陕西省卷）双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是（ ）
A.燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B.以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100% C.在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大 D.汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
5.C 解析：燃料的热值越大，说明单位质量燃料燃烧时放出的热量越多，选项A错误；以天然气为燃料，汽车发动机的效率一定小于100%，选项B错误；在压缩冲程中，外界对燃料混合物做功，燃料混合物的温度升高，内能增大，选项C正确；汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较大，选项D错误。
6．（2011年中考·辽宁阜新卷）下列说法正确的是（ ） A．电动汽车的核心部件——电动机是热机的一种 B．汽油机的压缩冲程，主要将内能转化为机械能
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