第十三章 内能与热机 沪科版物理九年级全一册

第十三章

内能与热机物体的内能1.内能(1)定义：物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和叫做物体的内能。(2)影响因素：一切物体，在任何情况下都具有内能。同一物体，在相同物态下，

越高，分子的热运动越剧烈，内能越大，温度降低时，内能减小。此外，物体的内能还与物体的质量、材料等有关。温度物体的内能2.改变内能的方式改变内能的途径:热传递或做功。(热传递和做功对改变物体的内能是等效的；物体的内能发生改变，可能是通过热传递，也可能是通过做功）(1)做功的实质是能量的转化。(2)热传递的发生条件是物体之间或物体的不同部分之间存在

，实质是内能的

。温度差转移物体的内能3.热量(1)定义：在热传递过程中物体内能传递的多少叫做热量。热量通常用字母Q表示，常用单位是

,符号：J。(2)内能改变的多少可用传递热量的多少来量度。热传递转移的是

，而不是温度。焦耳能量物体的内能1.下列实例中，用做功改变物体内能的是

；用热传递改变物体内能的是

。①用热水袋暖手

②用手反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高

③在炉子上烧水，水的温度升高

④陨石坠落燃烧

⑤把啤酒放冰箱冰冻

⑥从滑梯上滑下,屁股发烫⑦冬天哈气暖手

⑧装着开水的暖水瓶内的水蒸气将瓶盖顶起来

⑨用打气筒打气

⑩阳光下的石凳晒得发热⑪钻木取火

⑫擦燃火柴①③⑤⑦⑩②④⑥⑧⑨①⑫比热容1.定义：一定质量的某种物质在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）温度的乘积之比,用符号c表示。2.单位：焦每千克摄氏度，符号：J/（kg·℃）。3.影响因素：与物质的种类和状态有关，与其质量、体积、温度等无关。比热容4．特性：比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质，比热容一般

；同一种物质，比热容大小与物质的

有关，如水和冰的比热容

。5.水的比热容(1)水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），表示1kg的水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×103J。(2)在常见的物质中，水的比热容较

，应用水的这一特点有：取暖；作为冷却剂；调节气候等。不同状态不同大比热容6.公式填入字母或字母表达式。物理量中文国际单位公式热量比热容质量温度差备注Δt＝t－t0(吸热)；Δt＝t0－t(放热)。t(末温)；t0(初温)。QJQ=cmΔtcJ/(kg·℃)c=Q/mΔtmkgm=Q/cΔtΔt℃Δt=Q/cm比热容1．关于比热容，下列说法正确的是（

）A．同种物质，物态发生变化，物质的比热容不变B．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小了C．水和砂石放出相等的热量，水的温度降低得较多D．质量相等的水和煤油，吸收相等的热量，煤油温度升高得较多D比热容2．汽车发动机经常用水做冷却液，是因为水的

较大，这属于通过

的方式来改变发动机的内能。发动机工作时，燃气膨胀推动活塞后温度也会降低，其原理与用水做冷却液降温的原理

（选填“相同”或“不同”）。比热容不同热传递比热容3．重庆网红“木桶鱼”是在木桶内放入高温的鹅卵石，再加入调制好的鱼和汤，鹅卵石放热使汤沸腾，别有生趣。质量为4.2kg的卵石从300℃降到100℃，放出的热量是

J；这些热量如果全部被水吸收，在1标准大气压下，鹅卵石放出的热量能将

kg的水从20℃烧至恰好沸腾。[c鹅卵石＝0.8×103J/（kg·℃），c水＝4.2×103J/（kg·℃）]26.72×109比热容4．如图所示是小明同学探究“海水和沙滩的温度随时间变化的规律”时画的一张示意图。根据图给的信息，他观察的时间是

（选填“中午”或“夜晚”）。初温为25℃、质量为1kg的水吸收2.1×105J的热量后温度将升高到

℃。[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]夜晚75比热容5．在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均为1kg的水和某种液体进行对比实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和某种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出：

（选填“甲”或“乙”）物质是某种液体，水在0～15min内放出的热量为

J。某种液体的比热容为

J/（kg·℃）。乙8.4×1042.1×103内燃机1.热机(1)定义：利用燃料燃烧做功的机械叫做热机。(2)内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，分为汽油机和柴油机。内燃机2.汽油机(1)每一个工作循环分为四个冲程（活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端）：吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程内燃机(2)一个工作循环中曲轴和飞轮转动2周，活塞往复运动

次，对外做功

次。(3)吸气、压缩和排气冲程是依靠飞轮的

来完成的。做功冲程是将

能转化为

能；压缩冲程是将

能转化为

能。21惯性内机械机械内内燃机冲程进气门排气门活塞运动方向能量转化吸气打开关闭向下压缩关闭关闭向上做功关闭关闭向下排气关闭打开向上机械能转化为内能内能转化为机械能内燃机1．如图所示是汽油机一个工作循环的四个冲程，其工作顺序正确的是（

）A．甲乙丙丁

B．乙甲丙丁

C．乙丁甲丙

D．乙甲丁丙甲乙丙丁D内燃机2．内燃机分为汽油机和

机两大类。从能量转化的角度看，一台四冲程内燃机在一个循环中，

冲程将机械能转化为内能，只有

冲程是将内能转化为机械能。做功压缩柴油内燃机3．某单缸四冲程内燃机的其中一个冲程剖面图如图所示。由图可知，该内燃机是

（选填“汽油机”或“柴油机”），该冲程是

冲程。若该内燃机一个工作循环对外做功30J，则燃料完全燃烧所放出的热量一定

（选填“大于”“等于”或“小于”）30J。大于压缩汽油机热机效率和环境保护1.热值(1)定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与所用燃料的质量之比；用字母q表示，单位是J/kg。对于气体燃料，热值是某种燃料完全燃烧放出的热量与所用燃料的体积之比，对应单位是J/m3。(2)特点：热值是燃料的一种特性，只与燃料的

有关，与燃料的性质、体积、质量以及是否充分燃烧等无关。种类热机效率和环境保护(3)计算公式（填入字母或字母表达式）。物理量中文国际单位公式热量热值质量（体积）QJQ=mqqJ/kg(J/m3)q=Q/m(q=Q/V)mkg(m3)m=Q/q(V=Q/q)热机效率和环境保护

充分损失机械摩擦热机效率和环境保护1．若汽油机用来做有用功的那部分能量是燃料完全燃烧所放出能量的四分之一，则它的热机效率是

。通常汽油机的效率比柴油机的效率

。25%低热机效率和环境保护2．“保护环境，人人有责”，合理分类和利用垃圾可以保护环境，利用先进工艺和科学方法还可以使垃圾变废为宝。若1t垃圾能提炼出70kg燃料油，燃料油的热值为4.5×107J/kg，则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为

J，若燃料油完全燃烧时释放出的热量全部被水吸收，则这些热量可以使

kg的水温度升高25℃。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]3.15×1093×104热机效率和环境保护3．天然气燃烧时，可将

能转化为内能，已知天然气的热值为2.1×107J/m3，则每输送10m3的天然气，完全燃烧后就相当于向我国东部地区输送

J的能量；这些热量完全被1000kg的水吸收，可使水升高

℃[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]。化学502.1×108热机效率和环境保护4．小华在燃烧皿中放入14g酒精，对200g水加热，待酒精燃尽后水温升高了50℃。此过程中，酒精燃烧放出的热量为

J，水吸收的热量为

J，酒精烧水时的热效率为

%。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），酒精的热值为3.0×107J/kg]4.2×1054.2×10410热机效率和环境保护5．小明暑假去研学，中间经过了湘江某处大桥。大桥全程长约为1700m，她坐的小轿车做匀速直线运动通过全程，受到阻力恒为220N，通过全程消耗了0.02kg的汽油，汽油机的效率为

%。（已知热值q汽＝4.4×107J/kg）42.5温度、内能、热量的理解

判断正误。正确的画“√”，错误的画“×”。(1)温度高的物体具有的内能一定多。(

)(2)物体温度升高，一定吸收了热量。(

)(3)物体的温度越高，所含热量越多。(

)(4)物体吸收了热量，它的温度一定升高。(

)温度、内能、热量的理解××××

判断正误。正确的画“√”，错误的画“×”。(5)温度相同的物体，其内能一定相等。(

)(6)物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变。(

)(7)0℃的冰块，其内能为零。(

)(8)内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体。(

)温度、内能、热量的理解×××√

下列关于温度、热量和内能的说法，正确的是（

）A．发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体B．在相同温度下，1kg的水比1kg的冰含有的热量多C．一块0℃的冰熔化成0℃的水，内能增大D．物体温度升高，内能不一定增加，但一定要吸收热量温度、内能、热量的理解C

关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（

）A．物体的温度升高，内能一定增加B．物体吸收热量，温度一定升高C．0℃的冰内能为零D．发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体温度、内能、热量的理解A设计实验1.实验装置。2.主要实验器材及作用。(1)石棉网：使烧杯底部受热均匀。(2)选择质量和初温相等的不同物质。(3)热源：选择相同的热源，以保证加热相同的时间物质吸收的热量相同。(4)玻璃棒：不断搅拌，使物质受热均匀。(5)温度计。探究不同物质的吸热能力进行实验3.组装实验器材时,应先下后上,即先调节石棉网的高度。4.采用相同的烧杯和酒精灯的目的:保证相同时间内,水和食用油吸收的热量相同。探究不同物质的吸热能力5.控制变量法。(1)控制加热的时间相同，通过比较不同物质温度变化的多少来判断物质吸热能力的强弱：温度变化多的物质吸热能力弱。(2)控制升高的温度相同，通过比较加热时间的长短来判断物质吸热能力的强弱：加热时间短的物质吸热能力弱。6.根据表格数据，绘制温度-时间图像，比较被加热物质的吸热能力，总结结论。探究不同物质的吸热能力实验结论7.实验结论：质量相同的不同种物质，升高相同的温度，比热容大的物质吸收的热量多。为了描述物质吸热本领的大小而引入的一个物理量——比热容。探究不同物质的吸热能力评估8.温度-时间图像刚开始不是直线。原因：烧杯(或其他容器)刚开始吸收热量。改进：先将烧杯(或其他容器)进行预热。探究不同物质的吸热能力综合实战在“探究不同物质的吸热情况”的实验中：(1)要完成该实验,除图甲所示器材外,还需要的一个测量工具是

。探究不同物质的吸热能力甲乙停表探究不同物质的吸热能力甲乙(2)在两烧杯中分别装入

且

相等的水和煤油。质量初温相同探究不同物质的吸热能力甲乙(3)实验中,通过比较

来间接反映水和煤油所吸收的热量。加热时间探究不同物质的吸热能力甲乙(4)用相同的酒精灯加热的目的是

。保证相同时间内水和煤油吸收的热量相同探究不同物质的吸热能力甲乙(5)加热时用玻璃棒不断搅拌的目的是