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文档简介
专题05内能及其利用
考点1分子动理论
内容要点
物质的常见的物质是由极其微小的粒子——分子和原子构成的,原子是由______与绕核
构成运动的______组成的。分子很小,人们通常以nm为单位来度量分子。
定义因分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫分子的热运动。
分子热
一切物质的分子都在不停地做无规则运动。温度越______,分子
运动特点
热运动越剧烈。
定义不同物质在相互接触时______对方的现象。
说明___________________________,分子间存在_______。
扩散现
影响因素扩散现象跟温度有关,温度越高,扩散进行得越______。
象
“酒香不怕巷子深”、“蝴蝶嗅到花香”、“墙角放煤,日久变黑”、“桂
示例
花飘香”。
分子间存在引力,如被紧压在一起的铅柱很难被分开,分子间还存在斥力,如“破
镜”无法“重圆”。
分子间
的作用当固体被压缩时,作用力表现为斥力。
力分子间的特点当固体被拉伸时,作用力表现为引力。
如果分子间相距很远,作用力就变得十分微弱,可以忽略。
常见的物质是由____________________组成的。
分子动
一切物质的_______者B在_______地____________________________o
理论
分子间存在相互作用的______力和_______力。
考点2内能
内
要点
容
构成物质的分子在不停地做热运动,温度越高,分子热运动的速度越大,
分子动能
它们的动能也就越大。
由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力,所以分子也具有势能,
分子势能
这种势能叫分子势能。
定义构成物体的所有分子,其热运动的______与______的总和叫物体的内能。
影响因素物体的内能与温度和质量有关,一切物体在任何情况下都有内能。
改变方式热传递做功
内
机械能和内能的相互
实质内能的______=
能
______________O
示例煮饭、热水袋取暖钻木取火、搓手取暖
条件:物体间存在______;规律:高温物
做功改变内能的两种情况:对
体放出热量,内能______,温度______;
说明物体做功,物体内能_____;
低温物体吸收热量,内能______,温度
物体对外做功,内能_____o
______________O
做功和热传递改变内能是等效的,没有看到改变内能的具体过程,就无法
联系
判断物体内能改变的原因。
概念在热传递过程中,传递______的多少叫热量,用0表示。
单位焦耳(符号:______)
热
L温度是一个状态量,通常用“是”“物体的”等词描述。物体的温度升高,
温度、热
量
内能增大,但不一定是吸了热;
量和内能
热量是一个过程量,不能离开热传递,通常用“吸收”“放出”等词修饰,
的关系2.
不能用“有”“含有”“物体的”等词修饰。物体吸收热量,内能增加,但温度
不一定升高,如晶体熔化、液体沸腾的过程;
3.内能是一个状态量,通常用“物体的”“物体有”等词修饰.物体内能增
力口,不一定是吸收了热量。物体内能增加,温度不一定升高。
考点3比热容
物理意义描述物质吸热本领的物理量。
某种物质,在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的_____与它的_______和升高
定义
(或降低)_____的乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号C表示。
公式c=_____________
单位焦耳每千克摄氏度,符号是____________。
水的比热水的比热容是____________,它表示的物理意义是:质量为1kg的水温度升高
容及意义(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量是4.2x103j。
水的比热
制冷剂、散热剂、调节气候。
容的应用
(1)吸热公式:。吸=____________;
(2)放热公式:。放=____________o其中。表示比热容,机表示物体的质量,而
补充表示初温,f表示变化后的温度即末温。
(3)比热容与物质的种类和状态有关,与物质的质量大小、温度的高低、吸收或
放出的热量的多少无关。
考点4热值
定义燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的—叫做这种燃料的热值。
3
单位____________,符号是____________或J/mo
公式
q与q$
理解酒精的热值是3.0义1。7J/kg,表示:____________________________________________________________________O
热值是燃料本身的一种特性,它与燃料的______有关,与燃料的质量、体积、是否
完全燃烧等没有关系。
套q
受考点5热机
定义把______-能转化为______能的机器。
热
‘燃料的‘燃烧、做功N
原理[化孽能)内能机械能
机
种类蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
内定义燃料在气缸内燃烧产生动力的热机。
燃
分类汽油机和柴油机。
机
每个工作循环分为四个冲程:______冲程、_______冲程、_______冲程和_______
冲程。
热机工作过
一个工作循环中只有______冲程是靠燃气推动活塞做功,其他三个冲程是靠
程
安装在曲轴上的飞轮的______来完成的。
压缩冲程中,______转化为______,做功冲程中,_______转化为_______0
定义热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。
。有用
公式TJ-Z.xlOO%
Q总
热
能量流燃料完全燃烧放出的能量E的流向有:废气带走的能量昂、机械损失的能量
机
向£2、散热损失的能量£3、做有用功的能量以。
效
让燃料尽可能充分燃烧,如:将煤粒磨成煤粉、加大送风量等;
率提高热(1)
机效率(2)利用废气的能量;
途径
(3)机件间保持良好的润滑、减小摩擦。
量考点5能量的转化和守恒
内能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只会从一种形式______为其他形式,或者
容从一个物体_____到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量______o
说(1)能量的转化和转移都是具有方向性的;
明
(2)能量的转化是通过物体做功来实现的,能量的转化过程中,能量的形式发生了改变;
(3)能量的转移过程中能量的形式没有发生变化;
(4)能量守恒定律不同于机械能守恒定律,所有的能量转化和转移过程,都遵循能量守
恒定律,而机械能守恒是有一定条件的。
密实验1比较不同物质的吸热能力
1.实验器材:铁架台、烧杯、水、食用油、、、酒精灯、搅拌器等。
2.实验方法:和»
3.实验现象:
(1)质量相同的水和食用油,加热相同的时间,升高的温度不同。
(2)质量相同的水,加热不同的时间,升高的温度不同。
4.实验结论:
(1)质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量______o
(2)质量相等的同种物质,升高不同的温度,吸收的热量______。
5.问题探究:
(1)怎样得到质量相同的不同液体?
(2)怎样确定水和食用油吸收了相同的热量?
(3)为什么要让烧杯、温度计、搅拌器的规格都相同?
(4)实验中,搅拌器的作用是什么?
(5)还可以用什么方法比较不同物质的吸热能力?
基础检测(限时30min)
一、单选题
1.下列关于热现象的说法中正确的是()
A.内能是指分子无规则运动的动能
B.物体机械能越大,内能越大
C.冰水混合物吸热时,温度不变,内能增大
D.热传递中温度总是从热的物体传到冷的物体
2.关于温度、内能、热传递和热量,下列说法中正确的是()
A.温度高的物体具有的热量多
B.热量总是从内能大的物体传递给内能少的物体
C.物体温度升高了,一定是吸收了热量
D.热量总是从高温物体传递给低温物体
3.下列关于热值和热机效率的说法,正确的是()
A.减少各部件间的摩擦可提高热机效率
B.柴油机的效率通常低于汽油机
C.使燃料燃烧更充分,可以增大燃料的热值
D.燃料燃烧放出的热量越多,热值一定越大
4.大客车沿盘山公路下山的过程中,司机师傅会不时地踩刹车,当车行驶至中途还会停下
来,用水龙头向车轮闸片处喷水。对于上述现象,王同学联想到几个相关物理知识:
①喷水的主要目的是为降低车闸的温度,以防车闸温度过高而损坏
②下山过程中,机械能保持不变
③下山过程中,重力对汽车不做功
④刹车过程中有部分机械能转化为内能
你认为该同学的认识中正确的有()
A.①②③B.①④C.①③④D.①②③④
二、填空题
5.将一壶水置于炉火上加热,水的温度会,它的内能将,这是
通过的方式改变水的内能。
6.比热容用符号表示,它的单位是o吸热或放热的多少用符号表示,
它的单位是O
7.“天宫一号”的三位宇航员在太空中(选填“能”或“不能”)直接对话。在2022年4
月16日他们返回地球的过程中,以地面为参照物,宇航员们是的。进入大气层时,
返回舱外包裹的烧蚀材料在高温下发生熔化、蒸发和升华等变化。发生上述变化的过程中
会热量,使舱内保持合适的温度,保障了宇航员和设备的安全。
8.质量相同的甲、乙两种液体,升高相同的温度,它们吸收的热量之比为7:5,则甲、
乙的比热容之比为。质量相同、初温相同的铜块和铁块铜快),放出相等的热
量后相互接触,则热量由______(选填“铜块传给铁块”或“铁块传给铜块”),早餐时我们
经常喝牛奶来补充能量,一盒标有“能量328kJ/100mL”的牛奶,其中“能量”的含义跟
(选填“内能”“热量”或“热值”)相似。
三、实验题
9.某同学为了探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,做了如下实验:在四
个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用同样的加热器加热,如表是他所记录的实验数据:
烧杯号液体质量(g)初温(℃)末温(℃)加热时间(min)
1水20020288
2水10020284
3煤油20020284
4煤油20020242
请回答以下问题:
(1)这四次实验记录中,吸收热量相同的是次;
(2)比较1、2次实验记录,得出的结论是;
(3)比较3、4记录,得出的结论是;
(4)比较1、3记录,可以得出物体吸收热量的多少与物质的种类有关,即不同的物质吸
热能力不同,物理学中用(填物理量名称)来表示物质的这种特性,由表中实验结
果可知,水与煤油相比,吸热能力更强。若水的比热容为%=4.2xl03j/(kgJC),其
表示的物理意义是:;由实验数据还可以推算出煤油的比热容为。
10.如图所示的四个热学实验。
I空气I
n
M
玻
璃板
U
二
氧A
化
氮J
AD
(1)将活塞迅速下压,活塞对做功(选填“硝化棉”或“筒内空气”),使其内能增
大,温度升高,硝化棉燃烧;
(2)试管中的水加热沸腾后,塞子被水蒸气推出,这个过程的能量转化与汽油机的
冲程能量转化相似;
(3)抽去玻璃隔板后,两瓶气体混合颜色变均匀,说明分子永不停息地做;
(4)紧压两铅柱使它们合在一起,下面悬挂大秤坨未被拉开,这是由于的作用。
11.为比较酒精和汽油热值的大小,制定了以下实验方案:
(1)取质量______(选“相同”或“不相同”)的酒精和汽油作燃料,制成酒精灯和汽油灯;
(2)两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热(烧杯质量相同,如图乙所
示);
(3)通过观察水温的变化,由此判断两种燃料热值的大小:
请根据上面的设计方案回答:
①如图中温度计的读数是℃o当两灯的燃料(选填“燃烧相同时间”或“完全燃
烧完后”),甲装置中温度计读数是80。(2,而乙装置的读数是90。€3。由此判断的热
值比较大;
②根据Q吸=。外("幻计算出水吸收的热量,然后利用这个热量计算出汽油的热值,发现
结果与资料中给出的汽油热值相比(选填:“偏大”或“偏小”)T,结合装置图,分
析原因可能是(写一条):=
四、综合题
12.请阅读《北京冬奥火炬的科技“外衣”》并回答题。
北京冬奥火炬的科技“外衣”
2022年2月4日,第24届冬奥会在北京隆重开幕,奥运火炬再次在“鸟巢”点燃,北京成
为世界上首个“双奥之城”。如图所示,是北京冬奥会火炬“飞扬”,它银红相间的颜色、旋
转上升的外形象征着“冰火相约,激情飞扬,照亮冰雪,温暖世界”。
火炬“飞扬”不仅造型优美飘逸,它的“外衣”还蕴含着新科技。它是中国研发团队利用碳纤
维与高性能树脂研制出的一种新材料一碳纤维复合材料制造的,这堪称世界首创。由于碳
纤维质量约为同体积钢质量的四分之一,但强度却是钢的7至9倍,这使得火炬不仅手感
轻,而且还很坚固。
另外,为了使火炬“飞扬”不仅环保,还能在极寒天气中使用,“飞扬”采用氢作燃料,但氢
的燃烧温度能达到800℃,一般的复合材料都经不住500℃的考验。于是中国研发团队利用
一种耐高温树脂材料一聚硅氮烷树脂,经过测试与工艺调整,这种新材料可以经受1200℃
的高温。它作为第三代树脂材料,兼具了有机物超强附着力与无机物耐高温的特点,同时
集耐腐蚀、耐磨损、防污防水等优势于一身,达到了奥运火炬的设计要求。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)火炬“飞扬”的外壳采用碳纤维材料制成,碳纤维的密度(选填“大于”、“小
于”或“等于")钢的密度;
(2)火炬“飞扬”的燃料是氢,已知氢的热值为1.4xl()8j/kg,若完全燃烧10g的氢,所放出
的热量为Jo
拔局检)则(限时30min)
一、单选题
1.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内液体的质量也
相同,下列说法正确的是()
A.比较不同液体的比热容,可以选择甲、丙两图
B.比较不同燃料的热值,可以选择乙、丙两图
C.比较不同液体的比热容,可以选择乙、丙两图
D.比较不同燃料的热值,不可以选择甲、乙两图
2.如图所示为某单缸四冲程内燃机工作示意图,下列说法中正确的是()
A.只有甲冲程能获得动力,其他冲程都是靠惯性运转的
B.乙冲程只吸入空气
C.丙冲程中排出的废气不含任何能量
D.丁冲程是做功冲程
3.探究某物质熔化和沸腾的实验如图甲所示,把100g某种固体碾碎放入试管中,插入温
度计,再将试管放在装有水的烧杯中加热(物质在相同时间内吸收的热量相等)。根据实
验数据画出的图像如图乙所示,从开始加热到实验结束的lOmin内消耗4g酒精,酒精的
热值3.0xl()7j/kg,这种物质的液态比热容c=1.5xl()3j/(kg・℃),下列选项错误的()
A.该物质在第5min末的内能大于第4min末的内能
B.在A8段和8C段,该物质吸收的热量相同
C.该物质固态时的比热容为3.0x103J/(kg「C)
D.该装置能量的转化效率为50%
4.汽油机甲,飞轮每分钟转2400转,汽油机的汽缸容积为150cm3,满负荷工作时做功冲
程燃气的平均压强为2.0xl06pa,且甲汽油机一分钟消耗25g汽油。汽油机甲与汽油机乙的
效率比值为5:4,汽油机甲的功率是乙的2.5倍,则汽油机甲的功率和甲、乙汽油机相同
时间的油耗之比为()(汽油的热值为4.8xl()7j7kg)
A.3.6X106W;2:1B.6000W;2:1
C.3.6X106W;1:2D.6000W;1:2
二、填空题
5.(1)一根玻璃棒断开成A段和B段后,即使紧紧将两个断面压在一起也无法再拼合,
请根据图回答原因:
(2)某地区把多余电能四送往制氢装置产生氢气,电能不足时,通过发电装置把这部分
氢气燃烧释放的能量转化为电能E2送回电网。氢气的热值是L4xl()8j/kg,20kg氢气完全
燃烧放出的热量是J0随着氢气的燃烧,氢气的热值会(选填“增
大,,、“不变,,或“减小,,)。EiE2(选填o
6.小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,用质量均为0.5kg的水和另一种液体
进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示。实验过程中,水和另一种液
体在相同时间内放出的热量相等,分析图象可以得出___________(选填“甲”或“乙”)物
质为水,另一种液体的比热容为=
05101520时间人出
7.徽徽在做实验时用某品牌酒精灯对水进行加热。若完全燃烧4.2g酒精放出的热量的
30%被1标准大气压下的水吸收,可以使0.6L、5℃的水的温度上升20℃,则该品牌酒精
灯内酒精的热值为J/kg。[水的比热容为4.2xlO3J/(kg-℃)]
8.如图所示的两个集气瓶的容积相等,二氧化氮的密度大于空气,抽开玻璃板一段时间
后,可以看到两个集气瓶的气体混合到一起。在此过程中,整个气体的内能(选填
“变小”、“变大”或“不变”),你的判断依据是=
「空气
j潇气
三、实验题
9.小华每天要喝蜂蜜,但她发现,同一瓶里的蜂蜜,它的粘性有时大有时小,这是为什么
呢?是不是蜂蜜的粘性可能与温度有关,温度越高,粘性越小,温度越低,粘性越大呢?
小华设计了如下的实验方案:将蜂蜜分装入三个小瓶,一瓶放在冰箱内,一瓶放在室内,
另一瓶用微波炉加热一会儿,然后找三支相同的试管,用三支滴管分别从三个小瓶中各取
一滴蜂蜜,分别同时滴到同样倾斜放置着的试管内壁上,如图甲所示,观察各滴蜂蜜流到
试管底部的时间并进行比较。
在爸爸妈妈的帮助下,小华顺利完成了实验,并记录实验数据如表:
蜂蜜在冰箱中在室内经微波炉加热
温度较低一般较高
流淌时间较长一般较短
(1)在上述探究过程中,小华运用了“控制变量法”,还运用了“转换法”,她将不能直接测
量的粘性转换成可以测量的来完成实验探究。在物理学习中还有很多地方用到这两
种方法,请将与各探究方法相同的实验序号填入空格中;
应用“控制变量法”的有:;
应用“转换法”的有:;
A.研究声波时,将声波比作水波
B.研究光的传播时引入光线的概念
C.探究声音的产生时看见发声的音叉可以将水花溅起
D.探究弦乐器音调的影响因素
E.研究乒乓球跳动的远近反映振幅的大小
F.探究单摆摆动快慢的影响因素
(2)小华得出的结论是:同种蜂蜜,温度越高,蜂蜜的粘性越(选填“大”或
“小”);
(3)这一结论可以用图乙中的图像来表示;
(4)在上述探究过程中,小华经历了探究思维程序是:提出问题、、、进行
实验与收集证据、分析与论证、评估。
10.为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,实验
数据如下表。
00
丙丁
(1)实验中,所用水和食用油的质量(选填“相同”或“不相同”),本实验所需的测
量仪器应该有(任意写出两个即可)。
(2)据实验数据可知,(选填“水”或“食用油”)吸热的能力更强,食用油的比热容
是J/(kg«℃)o
物质初始温度/℃加热时间/min最后温度/℃
水20645
食用油20655
(3)该实验中,记录加热时间有什么意义?
(4)如果再继续对水和食用油加热15分钟,发现水开始沸腾,如图丙、丁所示,表示水
沸腾时气泡上升情形的是图。而食用油并没有沸腾,说明食用油的比水的高
(选填“热值”、“沸点”或“比热容”)。
(5)小明发现:水沸腾后,移去酒精灯,水不能立即停止沸腾,小明认为液体沸腾的过程
不需要继续吸热,请对小明的分析进行评估:o
11.某实验小组用如图所示的装置粗略测量蜡的热值q,图中A桶内装有水,B为下部开
了许多通气孔的罩子。
(1)要完成本实验,还需要的测量工具是和;
(2)罩子B的主要作用是;
(3)实验收集的数据为:A桶中水的质量为,〃次,水的初温为〃,末温为⑦蜡烛燃烧前
的质量为机/,燃烧后的质量为根2。则蜡的热值q=[不计热损失,水的比热容为
4.2X103J/(kg«℃)];
(4)实验测出的热值会比真实值偏小,造成这一偏差的原因可能是(至少有
一个选项正确,将正确选项的字母填在横线上)。
A.蜡烛没有完全燃烧
B.桶A中水的质量太多
C.桶A吸收了部分热量
D.蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中
四、综合题
12.阅读短文,回答问题。
汽车的刹车系统
目前大多数汽车刹车采用油压制动,其原理是驾驶员踩下刹车踏板,向刹车总泵中的刹车
油施加压力,通过管路传递到每个车轮刹车卡钳的活塞上,卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大
摩擦力令车辆减速。从时速100公里到静止可能只需要几秒而已,可见刹车系统承受着巨
大的负荷。
油压制动刹车时滑耗的动能最终被释放掉,形成了能源的浪费,为节约能源,现在的混合
动力汽车采用再生制动器,它能把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存在蓄电池
中,同时产生汽车所需的制动力,从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨
损。储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动
能转化为电能的效率。
Wm
(1)油压制动刹车在刹车过程中,将动能转化为,而再生制动器将动能转化
为电能进行储存,此时蓄电池相当于电路中的;
(2)汽车在行驶过程中,很多部位会发热,如:①发动机外壳发烫;②轮胎发热;③刹车
片发热;④水箱中的水变热,其中属于通过做功改变内能的是;
A.①②③④B.②④C.①③D.②③
(3)测试时,汽车在大小为1000N的牵引力作用下,以25m/s的速度正常行驶100m。此
过程中,汽车牵引力的功率为W。如果汽车在制动时产生恒定的刹车阻力为
1.0X104N,该制动过程中汽车行驶的路程与时间的关系如图甲所示,则在0〜0.5s内汽车克
服刹车阻力所做的功为J;
(4)某次测试中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭再生制动器
两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v,计算出动能&,画出双随s变化的
图像如图乙所示,则图中表示开启再生制动器的图线是,你的判断依据是
(5)若汽车正常行驶时的动能为3.75xl()5j,某时刻关闭发动机,并同时开启再生制动
器,由图像可知最终有的动能转化为内能。
(6)由图像可以求出此次测试中的储能效率为。
A.40%B.60%C.66.7%D.90%
专题05内能及其利用(速记手册)
内容要点
物质的常见的物质是由极其微小的粒子一分子和原子构成的,原子是由原子核与绕核
构成运动的电子组成的。分子很小,人们通常以nm为单位来度量分子。
定义因分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫分子的热运动。
分子热
一切物质的分子都在不停地做无规则运动。温度越高,分子热运
运动特点
动越剧烈。
定义不同物质在相互接触时彼此进△对方的现象。
说明分子在不停地做无规则运动,分子间存在间隙。
扩散现
影响因素扩散现象跟温度有关,温度越高,扩散进行得越快。
象
“酒香不怕巷子深”、“蝴蝶嗅到花香”、“墙角放煤,日久变黑”、“桂
示例
花飘香”。
分子间存在引力,如被紧压在一起的铅柱很难被分开,分子间还存在斥力,如“破
镜”无法“重圆”。
分子间
的作用当固体被压缩时,作用力表现为斥力。
力分子间的特点当固体被拉伸时,作用力表现为引力。
如果分子间相距很远,作用力就变得十分微弱,可以忽略。
常见的物质是由大量分子、原子组成的。
分子动
一切物质的分子一都在不停地做无规则运动。
理论
分子间存在相互作用的受力和屈力。
受考点2内能
内
要点
容
构成物质的分子在不停地做热运动,温度越高,分子热运动的速度越大,
分子动能
它们的动能也就越大。
由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力,所以分子也具有势能,
分子势能
这种势能叫分子势能。
定义构成物体的所有分子,其热运动的动能与势能的总和叫物体的内能。
影响因素物体的内能与温度和质量有关,一切物体在任何情况下都有内能。
内改变方式热传递做功
能
实质内能的转移。机械能和内能的相互转化。
示例煮饭、热水袋取暖钻木取火、搓手取暖
条件:物体间存在温度差;规律:高温物做功改变内能的两种情况:对
说明体放出热量,内能减小,温度降低;低温物体做功,物体内能增大;物
物体吸收热量,内能增大,温度升高。体对外做功,内能减小。
做功和热传递改变内能是等效的,没有看到改变内能的具体过程,就无法
联系
判断物体内能改变的原因。
概念在热传递过程中,传递内能的多少叫热量,用Q表示。
单位焦耳(符号:J)
L温度是一个状态量,通常用“是”“物体的”等词描述。物体的温度升高,
内能增大,但不一定是吸了热;
热
量温度、热2.热量是一个过程量,不能离开热传递,通常用“吸收”“放出”等词修饰,
量和内能不能用“有”“含有”“物体的”等词修饰。物体吸收热量,内能增加,但温度
的关系不一定升高,如晶体熔化、液体沸腾的过程;
3.内能是一个状态量,通常用“物体的”“物体有”等词修饰.物体内能增
力口,不一定是吸收了热量。物体内能增加,温度不一定升高。
圭考点3比热容
物理意义描述物质吸热本领的物理量。
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
定义
低)温度的乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号C表示。
公式
c~mAt
单位焦耳每千克摄氏度,符号是J/(kg「C)。
水的比热水的比热容是4.2x103J/(kG℃),它表示的物理意义是:质量为1kg的水温度
容及意义升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量是4.2x103J。
水的比热
制冷剂、散热剂、调节气候。
容的应用
(1)吸热公式:0吸=M(L幻);
(2)放热公式:。放=。就击一其中C表示比热容,表示物体的质量,力表示
补充初温,r表示变化后的温度即末温。
(3)比热容与物质的种类和状态有关,与物质的质量大小、温度的高低、吸收或
放出的热量的多少无关。
金考点4热值
定义燃料完全燃烧放出的热量。与燃料质量机的比值,叫做这种燃料的热值。
单位焦每千克,符号是J/kg或J/n?。
公式4=2或4=§
理解酒精的热值是3.0义1。7J/kg,表示:1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0x107J。
热值是燃料本身的一种特性,它与燃料的种类有关,与燃料的质量、体积、是否完
全燃烧等没有关系。
堂考点5热机
定义把内能转化为机械能的机器。
热[蹲T三>[内能]%>[机械能]
原理
机
种类蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
内定义燃料在气缸内燃烧产生动力的热机。
燃
分类汽油机和柴油机。
机
每个工作循环分为四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
热机工作过一个工作循环中只有做功冲程是靠燃气推动活塞做功,其他三个冲程是靠安
程装在曲轴上的飞轮的惯性来完成的。
压缩冲程中,机械能转化为内能,做功冲程中,内能转化为机械能。
定义热机用来做直用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。
。有用
〃一:X100%
公式。总
热
机能量流燃料完全燃烧放出的能量E的流向有:废气带走的能量昂、机械损失的能量
效向生、散热损失的能量必、做有用功的能量£4。
率让燃料尽可能充分燃烧,如:将煤粒磨成煤粉、加大送风量等;
提高热(1)
机效率(2)利用废气的能量;
途径
(3)机件间保持良好的润滑、减小摩擦。
考点5能量的转化和守恒
内能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从
容一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
说(1)能量的转化和转移都是具有方向性的;
明
(2)能量的转化是通过物体做功来实现的,能量的转化过程中,能量的形式发生了改变;
(3)能量的转移过程中能量的形式没有发生变化;
(4)能量守恒定律不同于机械能守恒定律,所有的能量转化和转移过程,都遵循能量守
恒定律,而机械能守恒是有一定条件的。
量实验1比较不同物质的吸热能力
1.实验器材:铁架台、烧杯、水、食用油、秒表(或停表)、温度计、酒精灯、搅拌器等。
2.实验方法:控制变量法和转换法。
3.实验现象:
(1)质量相同的水和食用油,加热相同的时间,升高的温度不同。
(2)质量相同的水,加热不同的时间,升高的温度不同。
4.实验结论:
(1)质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同。
(2)质量相等的同种物质,升高不同的温度,吸收的热量不同。
5.问题探究:
(1)怎样得到质量相同的不同液体?
①先确定好适当的质量,再查找两种不同液体的密度,计算出它们的体积,用量筒分别量取;
②也可以用天平称出相同质量的液体;在天平的左、右两盘中放上质量相等的烧杯,向左盘
烧杯中倒入一定量的水,然后向右盘中缓慢倒入另一种液体,直到天平再次平衡。
(2)怎样确定水和食用油吸收了相同的热量?
①用两个完全相同的酒精灯(火焰的大小相同),加热相同的时间;②也可以用两个完全相同
的电加热器,通电相同时间。相比之下,第二种方式更好,因为酒精灯是外部加热,加热的
位置、火焰的大小、散热情况等均不好控制。
(3)为什么要让烧杯、温度计、搅拌器的规格都相同?
加热水和食用油的过程中,烧杯、温度计、搅拌器也要吸收热量,为了减小它们对实验结果
的影响,应采用相同的规格。
(4)实验中,搅拌器的作用是什么?
使液体受热均匀。
(5)还可以用什么方法比较不同物质的吸热能力?
可让质量相同的不同物质升高相同的温度,比较它们加热的时间,加热时间长,说明吸热能
力强。
基础检测(限时30min)
一、单选题
1.下列关于热现象的说法中正确的是()
A.内能是指分子无规则运动的动能
B.物体机械能越大,内能越大
C.冰水混合物吸热时,温度不变,内能增大
D.热传递中温度总是从热的物体传到冷的物体
【答案】C
【解析】A.物体内部所有分子热运动的分子动能和分子势能的总和称为内能,故A错
误;
B.物体的机械能和内能是完全不同的两种形式的能量,内能大小与机械能大小无关,故
B错误;
C.冰水混合物吸热时,温度不变,内能增大,故C正确;
D.发生热传递时,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,而不是传递温度,故
D错误。
故选C。
2.关于温度、内能、热传递和热量,下列说法中正确的是()
A.温度高的物体具有的热量多
B.热量总是从内能大的物体传递给内能少的物体
C.物体温度升高了,一定是吸收了热量
D.热量总是从高温物体传递给低温物体
【答案】D
【解析】A.热量是过程量,不能说含有或者具有热量,故A错误;
BD.发生热传递的条件是存在温度差,热传递的实质是内能从高温物体转移到低温物体,
或者从同一物体的高温部分传到低温部分,内能大的物体温度不一定高,故B错误,D正
确;
C.物体温度升高,内能增大,可能是吸收了热量也可能是外界对物体做了功,故C错
误。
故选Do
3.下列关于热值和热机效率的说法,正确的是()
A.减少各部件间的摩擦可提高热机效率
B.柴油机的效率通常低于汽油机
C.使燃料燃烧更充分,可以增大燃料的热值
D.燃料燃烧放出的热量越多,热值一定越大
【答案】A
【解析】A.热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值,提高燃料
的利用率和减少能量损失均可以提高热机效率,减少各部件间的摩擦可以减少能量损失,
因此可以提高热机效率,故A正确;
B.由效率的知识可知,柴油机的效率通常比汽油机高,故B错误;
C.热值是燃料本身的特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、是否充分燃烧以及放
出热量的多少无关,所以使燃料燃烧更充分,燃料的热值不变,故C错误;
D.根据。放=m4可知,由于不知道质量的大小,燃料燃烧放出的热量越多,热值不一定
越大,故D错误。
故选Ao
4.大客车沿盘山公路下山的过程中,司机师傅会不时地踩刹车,当车行驶至中途还会停下
来,用水龙头向车轮闸片处喷水。对于上述现象,王同学联想到几个相关物理知识:
①喷水的主要目的是为降低车闸的温度,以防车闸温度过高而损坏
②下山过程中,机械能保持不变
③下山过程中,重力对汽车不做功
④刹车过程中有部分机械能转化为内能
你认为该同学的认识中正确的有()
A.①②③B.①④C.①③④D.①②③④
【答案】B
【解析】①喷水的目的是防止车闸因温度过高而损坏,故用水来降温,故①正确;
②大客车的下降过程,是一个将重力势能转化为动能的过程,为了防止速度过快引起事
故,所以要刹车减速。由于摩擦使车减速,导致了车的动能减小,高度降低,重力势能减
小,所以机械能减小,故②错误;
③重力势能转化为动能的过程就是重力做功的过程,故③错误;
④刹车的过程是一个摩擦生热的过程,机械能转化为内能,故④正确。
由此可知正确的是①④。
故选Bo
二、填空题
5.将一壶水置于炉火上加热,水的温度会,它的内能将,这是
通过的方式改变水的内能。
【答案】升高增加热传递
【解析】[1]⑵[3]将一壶水置于炉火上加热,水壶从炉火吸收热量,通过热传递改变水的内
能,水的内能增加,水的温度会升高。
6.比热容用符号表示,它的单位是o吸热或放热的多少用符号表示,
它的单位是O
【答案】cJ/(kg«℃)QJ
【解析】口]⑵比热容是描述物质吸放热本领的物理量,用符号c表示,单位是J/
(kg»℃)o
[3][4]物体吸热或放热的多少叫热量,用符号。表示,单位是J。
7.“天宫一号”的三位宇航员在太空中(选填“能”或“不能”)直接对话。在2022年4
月16日他们返回地球的过程中,以地面为参照物,宇航员们是的。进入大气层时,
返回舱外包裹的烧蚀材料在高温下发生熔化、蒸发和升华等变化。发生上述变化的过程中
会热量,使舱内保持合适的温度,保障了宇航员和设备的安全。
【答案】不能运动吸收
【解析】[1]“天宫一号”的三位宇航员在太空中不能直接对话,其原因是真空不能传声.
⑵以地面为参照物,飞船的位置不断发生变化,所以飞船中的宇航员是运动的.
⑶为了防止烧坏,科学家在返回舱表面涂上一层特殊固态物质(又叫“烧蚀层”),这层物
质在返回舱克服与大气摩擦而形成的高温下发生分解、熔化、汽化和升华,这三种物态变
化过程都需要吸热,从而保证返回舱舱体温度不至于升得太高。
8.质量相同的甲、乙两种液体,升高相同的温度,它们吸收的热量之比为7:5,则甲、
乙的比热容之比为-质量相同、初温相同的铜块和铁块(。铜<。快),放出相等的热
量后相互接触,则热量由______(选填“铜块传给铁块”或“铁块传给铜块”),早餐时我们
经常喝牛奶来补充能量,一盒标有“能量328kJ/100mL”的牛奶,其中“能量”的含义跟
(选填“内能”“热量”或“热值”)相似。
【答案】7:5铁块传给铜块热值
【解析】[1]由题知
=1:1
A厢:A坛=1:1
fip:Q乙=7:5
由OR=cmNt得
c=%
m\t
Cm.c乙一-----.--------.-7.5
伟A厢叱A/乙1x11x1
⑵质量相同的铜块和铁块,因为C铜<C铁,放出相同的热量后,由2g=C加加可知,铜块的
温度降低的多,而铁块和铜块的初温相同,铜块的末温低,因此热量从铁块传给铜块。
⑶盒标有“能量:328kJ/100mL”,表示完喝100mL牛奶可以获得328kJ的热量,所以其中
“能量”的含义与热值相似。
三、实验题
9.某同学为了探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,做了如下实验:在四
个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用同样的加热器加热,如表是他所记录的实验数据:
烧杯号液体质量(g)初温(℃)末温(℃)加热时间(min)
1水20020288
2水100
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