第二十讲内能、热机和能源与持续发展能量守恒

1、第第二十二十讲讲 内能、热机和能源内能、热机和能源与可持续发展与可持续发展 能量守恒能量守恒考点导航考点导航1 1认识分子动理论的基本观点，用分子认识分子动理论的基本观点，用分子动理论的基本观点解释生活中常见的动理论的基本观点解释生活中常见的热现象热现象2 2认识内能的概念，温度和内能的关系认识内能的概念，温度和内能的关系3 3认识内能的利用认识内能的利用4 4认识热机的工作进程认识热机的工作进程5 5能源与可持续发展能源与可持续发展考点复习考点复习一、一、认识分子动理论认识分子动理论（1 1）物质由分子组成，一切物质的分子都在不停地物质由分子组成，一切物质的分子都在不停地 做无规则运动做无规

2、则运动。这种运动和温度有关，又叫做这种运动和温度有关，又叫做 分子的热运动分子的热运动。 温度越高，分子热运动越剧烈温度越高，分子热运动越剧烈。（2 2）扩散现象：不同物质相互接触时，彼此进入对方扩散现象：不同物质相互接触时，彼此进入对方。 扩散现象说明：扩散现象说明：a.分子间有间隙；分子间有间隙；b.一切物质的一切物质的 分子都在不停地做无规则运动分子都在不停地做无规则运动考点复习考点复习一、一、认识分子动理论认识分子动理论（3 3）分子间存在着相互作用的引力和斥力分子间存在着相互作用的引力和斥力。 a.当分子间的距离很小时，作用力表现为斥力；当分子间的距离很小时，作用力表现为斥力； b.

3、当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力； c.如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱， 可以忽略可以忽略典型例题典型例题例例1 1：下列现象中不能用分子热运动观点下列现象中不能用分子热运动观点解释的是解释的是( () )A A酒香不怕巷子深酒香不怕巷子深B B把青菜用盐腌成咸菜把青菜用盐腌成咸菜C C沙尘暴起，尘土满天沙尘暴起，尘土满天D D衣橱里的樟脑球逐渐变小衣橱里的樟脑球逐渐变小C 典型例题典型例题例例2 2：下列现象中，支持分子间存在引力的证下列现象中，支持分子间存在引力的证 据是据是( () ) A A两

4、块表面光滑的铅块相互紧压后会黏在两块表面光滑的铅块相互紧压后会黏在 一起一起 B B固体和液体很难被压缩固体和液体很难被压缩 C C磁铁能吸引大头针磁铁能吸引大头针 D D破镜不能重圆破镜不能重圆A 考点复习考点复习二、二、认识内能，温度和内能的关系认识内能，温度和内能的关系（2）一切物体都有内能一切物体都有内能，内能的单位是焦耳，内能的单位是焦耳（1）内能：物体内部）内能：物体内部所有分子热运动的动能所有分子热运动的动能 和分子势能的总和和分子势能的总和，叫做物体的内能叫做物体的内能（3）同一物体，温度越高，内能越大；同一物体，温度越高，内能越大； 同种物质，温度相同时，质量越大，内同种物质

5、，温度相同时，质量越大，内 能越大能越大典型例题典型例题例例3 3：关于物体的内能，下列说法中正确的是（关于物体的内能，下列说法中正确的是（ ）A A水具有内能，冰块没有内能水具有内能，冰块没有内能B B水蒸气具有的内能一定比水具有的内能大水蒸气具有的内能一定比水具有的内能大C C一杯水的温度越高，它具有的内能越大一杯水的温度越高，它具有的内能越大D D一杯水放在高处具有的内能一定比放在低处具一杯水放在高处具有的内能一定比放在低处具 有的内能大有的内能大C考点复习考点复习三、三、认识内能的利用认识内能的利用 （1）改变内能的方法有做功和热传递两种方式 （2）热传递）热传递a. 开始条件：物体间

6、有温度差；结束条件：物体间温度相同；开始条件：物体间有温度差；结束条件：物体间温度相同；b. 实质：实质：内能从高温物体传到低温物体内能从高温物体传到低温物体，或者从同一物体的，或者从同一物体的 高温部分传到低温部分的过程，即内能的转移高温部分传到低温部分的过程，即内能的转移 c. 热传递传递的是内能，而不是温度；热传递传递的是内能，而不是温度； d. 物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少考点复习考点复习三、三、认识内能的利用认识内能的利用（3）做功 a. 对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功，内能减少；对物体做功，物体的内能增加；物

7、体对外做功，内能减少； b. 实质：内能与其他形式能量之间的转化。实质：内能与其他形式能量之间的转化。（4）做功和热传递对于改变物体内能是等效的。）做功和热传递对于改变物体内能是等效的。 可利用内能来给物体加热，也可利用内能来做功。可利用内能来给物体加热，也可利用内能来做功。典型例题典型例题例例4 4：质量相同的0的冰、0的水、0的水蒸气中，它们的内能()A一样大B冰的内能最大，水蒸气的内能最小C水的内能最大，冰的内能最小D水蒸气的内能最大，冰的内能最小D分析：冰熔化成水需要吸热，水汽化成水蒸气需要吸热。分析：冰熔化成水需要吸热，水汽化成水蒸气需要吸热。典型例题典型例题例例5 5：下列生活情景

8、中，通过做功来改变物体内能的下列生活情景中，通过做功来改变物体内能的是是( () )A A金属汤勺放在热汤中，温度升高金属汤勺放在热汤中，温度升高B B冬季人们常用热水袋取暖冬季人们常用热水袋取暖C C食品放在冰箱中，温度降低食品放在冰箱中，温度降低D D铁丝被反复弯折，弯折处发热铁丝被反复弯折，弯折处发热D 典型例题典型例题例例6 6：下图展示的是火箭发射时的壮观情景。火箭发下图展示的是火箭发射时的壮观情景。火箭发射升空时，燃料通过燃烧将射升空时，燃料通过燃烧将_能转化为燃气能转化为燃气的内能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的的内能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的_能能化学化学 机

9、械机械 考点复习考点复习四、四、认识热机的工作进程认识热机的工作进程 （1）热机是把内能转化为机械能的机器。（2）热机一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、压）热机一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、压 缩冲程、做功冲程、排气冲程。缩冲程、做功冲程、排气冲程。 （3）压缩冲程中飞轮的机械能转化成混合气体内能；压缩冲程中飞轮的机械能转化成混合气体内能； 做功冲程中燃气的内能转化成机械能做功冲程中燃气的内能转化成机械能。典型例题典型例题例例7 7：如下图所示是四冲程汽油机的一个工作：如下图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是循环示意图，其中属于做功冲程的是( () )B考点复

10、习考点复习五、五、能源与可持续发展能源与可持续发展 （1）凡是能提供能量的物质资源，都可称为能源。（2）可以从自然界直接获取的能源，统称为）可以从自然界直接获取的能源，统称为一次能源一次能源，如化石能，如化石能 源、太阳能、地热能等；无法从自然界中直接获取，必须通源、太阳能、地热能等；无法从自然界中直接获取，必须通 过一次能源的消耗才能得到的能源叫过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源二次能源，如电能。，如电能。（3）越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充的能源，叫越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充的能源，叫不不 可再生能源可再生能源，如化石能源、核能；，如化石能源、核能； 可以在自

11、然界里源源不断地得到的能源，叫可以在自然界里源源不断地得到的能源，叫可再生能源可再生能源，如，如 水能、风能、太阳能、生物质能水能、风能、太阳能、生物质能（4）由生命物质提供的能量叫由生命物质提供的能量叫生物质能生物质能，如木柴、草、肉类等，如木柴、草、肉类等典型例题典型例题例例8 8：下列能源中属于可再生能源是下列能源中属于可再生能源是( () )A A风能风能B B核能核能C C石油石油 D D天然气天然气A 1 1物质是由物质是由 组成的；组成物质的分子在不停的做组成的；组成物质的分子在不停的做 运运 动；分子运动的快慢跟动；分子运动的快慢跟_有关，所以分子的这种运动叫有关，所以分子的这

12、种运动叫 做分子的做分子的_。温度越高，。温度越高，_越剧烈。越剧烈。2. 2. 不同物质的分子在相互接触时，彼此进入对方中去的现象叫不同物质的分子在相互接触时，彼此进入对方中去的现象叫 做做_，它表明了，它表明了_ . . 分子之间存在相互作用的分子之间存在相互作用的_和和_。3 3物体内部所有分子物体内部所有分子 运动的运动的 能与能与 能能 的总和叫做物体的内能。一切物体，不论温度高低，都具有的总和叫做物体的内能。一切物体，不论温度高低，都具有 _ _。4 4改变物体内能的方式有改变物体内能的方式有 和和 两种。两种。5 5在热传递过程中，传递在热传递过程中，传递 的多少叫做热量，通常用

13、的多少叫做热量，通常用 字母字母 表示。表示。6 6使温度不同的物体相互接触，低温物体使温度不同的物体相互接触，低温物体 热量，温热量，温 度度 ；高温物体；高温物体 热量，温度热量，温度 。考点回顾考点回顾考点一、分子热运动考点一、分子热运动考点二、内能考点二、内能分子分子无规则无规则温度温度热运动热运动热运动热运动扩散现象扩散现象分子在不停地做无规则运动分子在不停地做无规则运动引力引力斥力斥力热热动动分子势分子势内能内能做功做功热传递热传递内能内能Q吸收吸收升高升高放出放出降低降低1 1热机的特点是将燃料燃烧时的热机的特点是将燃料燃烧时的 能转化为能转化为 能，又通过做功把能，又通过做功把

14、 能转化为能转化为 能。能。2 2四冲程内燃机的一个工作循环是由四冲程内燃机的一个工作循环是由 冲程、冲程、 冲程、冲程、 冲程和冲程和 冲程组冲程组 成。其中成。其中 冲程中机械能转化为内能，冲程中机械能转化为内能， 冲程中内能转化为机械能，冲程中内能转化为机械能， 冲程排出尾气。冲程排出尾气。3 3热机用来做热机用来做 的那部分能量，跟燃料的那部分能量，跟燃料 放出的能量之比，叫做热机的效率。其表放出的能量之比，叫做热机的效率。其表 达式是达式是 。考点回顾考点回顾考点三、热机考点三、热机化学能化学能内内内内机械机械吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气压缩压缩做功做功排气排气有用功有用功完全燃

15、烧完全燃烧= W有有/ Q100%1 1、能够为人类提供能量的物质资源叫做、能够为人类提供能量的物质资源叫做_； 可以从自然界直接获取的能源叫做可以从自然界直接获取的能源叫做_,_,如：如：_ _ 、 _ _、 _ _、 _ _、_。 无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才得到无法从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才得到 的，叫做的，叫做_ , ,如：如： _ _ 等。等。 由生命物质提供的能量称为由生命物质提供的能量称为_._.可以在自然界里源可以在自然界里源 源不断地得到的能源叫做源不断地得到的能源叫做_,_,如：如：_、 _、 _等。不可能在短期内从自然界得到补充的能源叫做

16、等。不可能在短期内从自然界得到补充的能源叫做 _,_,如：如： _、 _等。等。 原子核原子核_或或_时，可能释放出巨大的能量，这就是时，可能释放出巨大的能量，这就是 _._. 释放核能的方式有：释放核能的方式有：_和和_._.原子弹、核电站利用的是原子弹、核电站利用的是 核核_；太阳能来自于太阳内部的核；太阳能来自于太阳内部的核_。考点回顾考点回顾考点四、能源与可持续发展考点四、能源与可持续发展考点五、能量的转化和守恒考点五、能量的转化和守恒能源能源一次能源一次能源化石能源化石能源风能风能太阳能太阳能 地热能地热能核能核能二次能源二次能源电能电能生物质能生物质能可再生能源可再生能源水能水能风

17、能风能太阳能太阳能不可再生能源不可再生能源分裂分裂核能核能化石能源化石能源聚合聚合核能核能裂变裂变聚变聚变裂变裂变聚变聚变2 2、能源革命、能源革命 _ _是人类在能量转化方面最早的一次技术革命；是人类在能量转化方面最早的一次技术革命；_的发明直的发明直 接导致了第二次能源革命，人类的主要能源由柴薪向接导致了第二次能源革命，人类的主要能源由柴薪向_过渡。过渡。 _ _是当今世界的主要能源，是当今世界的主要能源，_是最方便的能。可控核能释放是最方便的能。可控核能释放 的装置的装置_的发明的发明, ,拉开了以拉开了以_为代表的第三次技术革命的序幕。为代表的第三次技术革命的序幕。3 3、能的转化和守恒、能的转化和守恒 能量既不会凭空能量既不会凭空_，也不会凭空，也不会凭空_，它只会从一种形式转化为，它只会从一种形式转化为 _ _，或者从一个物体，或者从一个物体_到另一个物体到另一个物体, ,而在转化和转移而在转化和转移 的过程中，能量的总量保持不变。的过程中，能量的总量保持不变。 对物体做功是能量的对物体做功是能量的_，热传递是能量的，热传递是能量的_。 能量的转化和转移是有方向性的：内能只能从能量的转化和转移是有方向性的：内能只能从_物体转移到物体转移到 _物体物体. 古人的钻木取火过程