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文档简介
第十二章内能与热机
章末复习课
复习目标教学反思
1.了解内能的概念,能简单描述温度与内能的关系。
2.了解热量的概念。
3.通过实验,了解比热容的概念。尝试用比热容解释简单的自然现象。
4.从能量转化的角度认识燃料的热值。了解内能的利用在人类社会发展
史上的重要意义。
5.知道热机工作过程中的能量转化过程,了解汽油机的工作原理和工作
过程。
要点回顾
一、内能
1.物体内所有的_________与________的总和叫做物体的内能;
________物体都有内能,物体的内能跟______和_____有关。
2.改变物体内能的途径是________和_________;对物体做功,物体的
内能会______,物体对外做功,物体的内能会_____;在发生热传递现象时,
高温物体温度______,内能______,________热量,低温物体温度_____,
内能______,________热量。
3.把物体在热传递过程中_______________叫做热量,热量的单位是
二、热值
1.人们燃烧燃料可获得_________,该过程是____能转化为_____能。
2.把某种燃料_________________叫做这种燃料的热值,它的单位是
________,它的公式。=________或。=________,汽油的热值是4.6x
107J/kg,表示_______________________________o热值是燃料的一种_____
性,它只跟燃料的________有关。
三、物质的比热容
L比热容在数值上等于单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所
吸收(或放出)的_____。符号是,单位是_________-水的比热容为
_________,其物理意义是__________________________。
2.比热容是物质的一种_____性,它虽然由物体的质量、温度的变化、
吸收或放出的热量多少来定义,但跟它们—关,物质的比热容只跟物质的
______和状态有关。
3.吸热公式<2吸=________,其中At的含义是_____________;放热公
式Q放=_______,其中△珀勺含义是_____________o
四、热机
1.把燃料燃烧时释放的_____能转化为_______能的装置称为热机,燃
料在________内燃烧产生动力的热机叫做内燃机,常见的内燃机有
___________和__________。
2.四冲程汽油机和柴油机在构造上的不同是__________-它们都是由
________、________、________和________四个冲程的不断循环连续工作的。
其中________冲程把机械能转化为内能;________冲程将燃料燃烧后产生的
内能转化为_______能,使汽车获得动力,其他三个冲程靠________来完成。
3.四冲程内燃机在一个循环中,完成_____个冲程,活塞往复______次,
曲轴或飞轮转动_____周,做功______次。
4.热机转变为有用功的能量与________的比值称为热机效率。热机在工
作时的各种能量损失是____________、____________、________和
___________________________________O
5.人类保护环境的重要措施是:减少热机废气中的_______物质,控制
________排放的总量。
本章热点题型
一、内能
例1下列关于温度、内能、热量说法正确的是()
A.物体温度越低,含有的热量越少
B.做功和热传递都可以改变物体内能
C.物体内能增加,温度一定升高
D.物体机械能越大,内能越大
解析:热量是一个过程量,不能用“含有”来描述,因此不能说含有的
热量,A错误;做功和热传递都可以改变物体内能,B正确;物体内能增加,
但温度不一定升高,如晶体的熔化过程,吸收热量、内能增大,温度不变,
C错误;内能是物体内所有的分子动能与分子势能的总和,而机械能是物体
的动能和势能的统称,两者本质上不同,因此物体的机械能越大,内能不一
定大,故D错误。
答案:B
【跟踪训练】
1.如图所示,向装有少量水的烧瓶缓慢打气,突然塞子跳起来,同时瓶
A.白雾是水蒸气B.瓶内气体膨胀对外做功
C.瓶内气体内能增加D.瓶内气体温度升高
2.如图所示是汽油机的某冲程工作示意图,以下改变物体内能的方式与
A.汽车在行驶过程中,汽车发动机里的冷却液温度升高
B.打开暖风,车内温度升高
C.刹车时,刹车片温度升高
D.停在烈日下的汽车,车顶被晒得温度升高
二、比热容
例2下表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是
()
物质水煤油冰铝铜
比热容
4.2x1032.1x1032.1x1030.88x1030.39x103
/J/(kg-℃)
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
解析:由表中数据可知,不同物质的比热容一般不同,但也有的物质比
热容相同,如煤油和冰,A选项错误;水和冰是水的两种状态,分析表中数
据可知,其比热容是不同的,说明比热容与物质状态有关,物质的物态发生
变化,比热容也会发生变化,B选项错误;由表中数据可知,铝的比热容大
于铜的比热容,质量相等的铝和铜升高相同的温度,因铝的比热容大,则根
据Q=可知铝吸收的热量更多,C选项正确;质量相等的水和煤油吸
收相同的热量,因为水的比热容大,所以根据。=cmAt可知水升高的温度
少,D选项错误。
答案:C
【跟踪训练】
3.下列实例中与"水的比热容较大”这一特性无关的是()
A.夏天在房间内洒水降温
B.用循环水冷却汽车发动机
C.让热水流过散热器供暖
D.沿海地区昼夜温差较小
4.如图是质量为100g的某物质温度随加热时间的变化图像,前10min
它吸收的热量是7.2x103j。求该物质的比热容。
010"min
三、热机
例3如图所示是四冲程汽油机的剖面图,关于其四个冲程的描述正确
的是()
A.吸气冲程中,汽油和空气的混合物进入气缸
B.压缩冲程中,通过做功的方式使气缸内气体的内能减小
C.做功冲程中,燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D.排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量的极少部分
解析:汽油机在吸气冲程中,进气门打开、排气门关闭,活塞向下运动,
汽油和空气的混合物进入气缸,A正确;在压缩冲程中,进气门和排气门都
关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,气体的内能变大,此过程是机械
能转化为内能的过程,B错误;在做功冲程中,燃料燃烧释放的内能大部分
需要克服摩擦、发生热传递而散失,只有一少部分转化为机械能,C错误;
在排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量的大部分,D错误。
答案:A
【跟踪训练】
5.四冲程汽油机在工作过程中,将内能转化为机械能的是冲程,
如果汽油机的转速表显示3000r/min,那么该汽油机每秒内做次功。
给汽车加油时能闻到汽油的味道说明O
6.关于内燃机,下列说法正确的是()
A.四个冲程中只有一个冲程发生内能与机械能相互转化
B.压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能
C.汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的
D.只要技术进步,内燃机的效率可以达到100%
四、热值与热机效率
例4质量为3t的小型载重汽车,额定功率为100kW,车上装有6t
砂石,汽车以10m/s的速度在平直公路上,以30kW的功率匀速行驶了10
min,消耗汽油1.2kg,请问:
(1)1.2kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少?(已知汽油的热值为4.6x
107J/kg)
(2)汽车在平直公路上匀速行驶时,受到的阻力是多少?
(3)汽车在平直公路上匀速行驶时能量转化的效率是多少?
解:(1)汽油燃烧放出的热量:Q=mq=1.2kgX4.6X107j/kg=
5.52x107J
(2)汽车牵引力做功:w=Pt=30000Wx10x60s=1.8x107J
'左-/rdz,-3I_A»r-»WW1.8X10^J0(\(x(xKT
"车军引力:F=s="=I°m/sxiox6os=3000N
由于汽车匀速运动,则受到的阻力为f=F=3000N
(3)有用功:勿有用=勿=1.8x107J
能量转化的效率4=等x100%=黑x100%x32.6%
【跟踪训练】
7.关于热机的效率,下列说法正确的是()
A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
B.热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C.热机的效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失
的
8.利用先进工艺和科学方法,可以使垃圾变废为宝。若从1吨垃圾中能
提炼出140kg燃料油,燃料油的热值为4.5x1。7j/kg,则这些燃料油完全
燃烧时释放出的热量为________J,这些热量可以使________kg的水温度升
高50℃。[水的比热容为4.2x(kg.oC)]
参考答案
要点回顾
一、1.分子动能分子势能一切质量温度
2.做功热传递增加减小降低减小放出升高增加吸收
3.内能改变的多少焦耳
二、L内能化学内
2.完全燃烧时放出的热量与燃料质量的比JmqqV1kg汽油完全
燃烧释放的热量为4.6x107J特种类
三、L热量cJ/(kg•℃)4.2x103J/(kg-℃)1kg水温度升高(或
降低)1C。所吸收(或放出)的热量为4.2x103j
2.特无种类
3.cmAtAt=t—t0cmAtAt=t0—t
四、1.内机械气缸汽油机柴油机
2.汽油机是火花塞,柴油机是喷油嘴吸气冲程压缩冲程做功冲程
排气冲程压缩做功机械惯性
3.四两两一
4.燃料完全燃烧释放的热量燃料很难完全燃烧机械传动时克服摩
擦所消耗的能量废气排出带走的能量机械传热损失的能量
5.有害废气
跟踪训练
1.B解析:水蒸气会把瓶塞冲出,水蒸气对瓶塞做了功,水蒸气的内
能转化为瓶塞的机械能,水蒸气内能减少,温度降低。水蒸气发生液化形成
小水珠,瓶口出现“白雾”,B正确。
2.C解析:根据图示可知,两个气门都关闭,活塞上行,因此该冲程
为压缩冲程,将机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能;汽车在行
驶过程中,汽车发动机里的冷却液从发动机吸收热量温度升高,属于热传递
改变内能,故A不符合题意;打开暖风,热量被风扇从发动机吹到车内,
使车内温度升高,属于热传递改变内能的,故B不符合题意;刹车时,刹车
片克服摩擦做功,机械能转化为内能,使刹车片温度升高,是通过做功改变
物体的内能,C符合题意;放在阳光下汽车的顶部晒热,是汽车从太阳光中
吸收热量,是利用热传递改变内能的,D不符合题意。
3.A解析:炎热的夏天,在室内地面上洒水,水蒸发时会从周围吸热
而降低周围环境的温度,使人感到凉爽,不是利用水的比热容大的特点,A
符合题意;因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的
温度时,水吸收的热量多,所以汽车发动机用循环水冷却,B不符合题意;
因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,降低相同的温度时,水
放出的热量多,所以让流动的热水流过散热器取暖,C不符合题意;因为水
的比热容大于砂石的比热容,相同质量的水和砂石吸收或放出相同的热量,
水升高的温度或降低的温度少,所以沿海地区昼夜温差比内陆地区小,D不
符合题意。
4.解:由图像可知,该物质10min升高温度2=500(:-20^=30。*
由。吸=门714/:得,该物质的比热容
c=」=2.4x103J/(kg■℃)。
mAt=0,17krg*x30℃"°
5.做功25分子不停地做无规则运动解析:做功冲程中,高温高压
的燃气对活塞做功,燃气的内能减小,活塞机械能增加,即将内能转化为机
械能;汽油机完成1个工作循环,完
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