【课件】第五讲　内能及其利用2025年中考物理人教版（湖南）一轮复习

第五讲内能及其利用知识梳理夯基础深挖教材拓展练核心实验培素养重难破译炼方法知识点1分子热运动1.分子动理论(1)常见的物质是由大量的

、

构成的。

(2)一切物质的分子都在不停地做

的运动,这种现象叫做分子的热运动。

(3)分子之间存在

力和

力。

分子原子无规则引斥2.扩散现象(1)定义:不同的物质在互相接触时

的现象。

(2)影响因素:

。

(3)说明:①分子间有

;②一切物质的分子都在不停地做无规则运动。注意

(1)扩散现象只能发生在不同物质之间,同种物质之间不能发生扩散现象。(2)不同物质只有相互接触时,才能发生扩散现象,没有相互接触的物质之间是不会发生扩散现象的。彼此进入对方温度间隙(3)扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方的现象,而不是单一的某种物质的分子进入另一种物质的现象。3.分子间相互作用力:分子间的引力和斥力同时存在、同时消失。知识点2内能1.定义:构成物体的所有分子,其热运动的动能与

的总和。2.单位:内能的单位是

,符号是

。

3.影响因素:质量、

和状态等。

分子势能焦耳J温度4.改变内能的方式(1)做功和热传递的实质做功的实质——内能和其他形式的能的相互

。

热传递的实质——内能的

。

转化转移(2)热传递发生的条件、方向、结果①条件:相互接触的两个物体存在

。

②方向:热量总是自发地由高温物体传到低温物体或从物体的高温部分传到低温部分。③结果:高温物体的内能减少,低温物体的内能增加,直到两物体的温度相同。5.热量:在热传递过程中,传递

的多少叫做热量。热量的单位是

,符号是

。

温度差能量焦耳J知识点3比热容1.物理意义:比热容是描述物质吸热本领的物理量,比热容越大,吸热能力越强。2.定义:一定质量的某种物质,在温度升高时,

与

和

之比,叫做这种物质的比热容。用符号

表示。3.单位:

,符号是

。

吸收的热量它的质量升高的温度乘积c焦每千克摄氏度J/(kg·℃)4.特点:比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和

有关,与质量的多少、温度的高低、吸放热的多少等无关。不同物质的比热容一般

。

5.水的比热容(1)水的比热容是

,它的物理意义是

的水温度升高(或降低)

所吸收(或放出)的

为4.2×103J。(2)水的比热容大的利用:一是取暖,二是散热,三是调节气候。状态不同4.2×103J/(kg·℃)1kg1℃热量6.吸、放热公式Q=c·m·Δt(Δt为温度的变化量)吸热公式:

;

放热公式:

;

若不考虑热损失,则Q吸=Q放(热平衡方程)。注意

比热容的大小只取决于物质本身(即物质的种类和状态),而与物质的质量、形状、吸收或放出热量的多少以及温度的变化均没有关系。Q吸=cm(t-t0)Q放=cm(t0-t)知识点4热机1.热机(1)定义:利用

能来做功的机械。

(2)原理:燃料燃烧将化学能转化为

能,再利用

能做功,转化为

能。

(3)分类:蒸汽机、内燃机、喷气发动机等。2.内燃机(1)定义:燃料直接在发动机

内燃烧产生动力的热机。(2)分类:汽油机和柴油机。

内内内机械汽缸(3)汽油机的工作特点吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程图示进气门打开

排气门关闭

关闭关闭关闭关闭关闭打开活塞运动向下

曲轴运动半周

周

周

周

能量转化

能转

化为

能

能转化

为

能

特点一个工作循环中,活塞往复运动2次,曲轴转动2周,对外做功1次向上向下向上半半半机械内内机械知识点5热机效率1.热值(1)定义:某种燃料

时放出的热量与其质量之比。用符号

表示。

(2)单位:

或J/m3。

(3)热量公式:Q放=mq或Q放=Vq。注意

热值的大小与燃料的形状、体积、质量无关,只与燃料的种类有关。完全燃烧qJ/kg2.热机效率(1)定义:用来做

的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。有用功(3)提高热机效率的途径:①减少各种

损失;②尽可能使燃料充分燃烧;③设法利用废气中的能量。热量知识点6能量守恒定律能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式

为其他形式,或者从一个物体

到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持

。

转化转移不变1.如图(甲)所示,抽掉玻璃板后,两个瓶子内的气体会混合在一起,这是

现象,它说明分子在不停地

;如图(乙)所示,两个铅柱没有被重物拉开,主要是由于铅柱的分子之间有

。扩散做无规则的运动引力2.如图(甲)所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,迅速压下活塞,发现硝化棉燃烧。压下活塞的过程中,玻璃筒内空气的内能

(选填“增大”“减小”或“不变”),温度

(选填“升高”“降低”或“不变”),这是通过

的方式改变物体的内能。如图(乙)所示,烧瓶内水上方存在着无色透明的水蒸气,用打气筒往瓶里打气,当瓶塞跳起时,可以看到瓶内出现白雾,这是瓶内气体对外做功后,内能

(选填“增大”“减小”或“不变”),温度

(选填“升高”“降低”或“不变”),水蒸气

(填物态变化名称)形成了小水珠。增大升高做功减小降低液化3.沿海地区昼夜温差比沙漠要小得多,这是因为水的

;相同质量的海水与沙石吸收相同的热量,

的温度升高得少。比热容较大海水4.如图是汽油机工作过程某冲程示意图,此图表示的是

冲程,该冲程是由

能转化为

能;如果该汽油机飞轮的转速为1200r/min,则它每秒完成

个冲程,对外做功

次。

做功内机械40105.小球在弹跳过程中,要克服空气阻力

,弹跳的高度越来越

,机械能转化为内能,机械能

,但能量的总量

。

做功低减小保持不变重难点1热学图象分析渗透方法(1)看轴:认清图象中横、纵坐标所表示的物理量。(2)看线:看懂图象变化的趋势——图象中直线、折线及曲线各表达什么物理过程和规律。(3)看点:找准关键点——图线上的端点、顶点及转折点所表示的物理含义。模型1熔化、凝固类图象例1如图(甲)所示,将质量相等的冰和蜡烛分别装在两个相同的试管中,放入装有水的烧杯中加热。绘制出温度随时间变化的图象如图(乙)所示。下列说法正确的是()A.图(甲)中的实验装置,安装时应按照“由上到下”的顺序B.图(甲)中两试管放在同一烧杯中加热,可以控制相同时间内冰和蜡烛吸收的热量相同C.由图(乙)可知,A图线对应物质的内能先增大后不变再增大D.由图(乙)可知,B图线对应的物质是冰B模型2液体沸腾类图象例2小明在做“观察水的沸腾”实验中,描绘出的温度随时间变化的图象如图所示,下列说法正确的是()A.水的沸腾过程属于汽化现象,需要放出热量B.水的沸腾温度低于100℃,说明水的比热容大C.实验时的气压低于标准大气压D.水沸腾前是通过做功的方式来改变水的内能的C模型3比热容类图象例3[降温图象]质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,它们的温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),c水>c液。下列说法中()①甲物质是水②0～12min乙温度降低了20℃③0～12min甲放出了8.4×104J的热量④乙物质的比热容为2.1×103J/(kg·℃)A.只有①②正确 B.只有②④正确C.只有①③正确 D.只有①④正确D变式[升温图象]为了比较A、B两种液体的吸热能力,小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100g和400g的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图象如图所示。根据图象信息,下列说法正确的是()A.A、B两液体在0～8min内吸收的热量之比为2∶1B.A、B两液体的比热容之比为1∶2C.B液体的吸热能力比A液体的强D.A液体比B液体更适合作发动机的冷却液D重难点2热学计算渗透方法(1)物体吸热、放热公式:Q=cmΔt模型1比热容与热值相关计算例1

[计算燃料质量]“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐,很受年轻人喜爱。它里面的发热包在将600g水从10℃加热至沸腾(标准大气压下)的过程中,提供给水的热量至少为

J。如果用酒精灯给600g水加热升高同样温度,至少需要

g酒精。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q酒精=3×107J/kg]2.268×1057.56变式1[计算燃料体积](2022贵港)某学校需要把1000kg的水从20℃加热到80℃,[q天然气=4×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]求:(1)这些水吸收的热量。解析:(1)根据吸热的计算公式可得,这些水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103

J/(kg·℃)×1000kg×(80℃-20℃)=2.52×108

J。答案:(1)2.52×108

J(2)若用天然气加热,不计热量损失,需要完全燃烧多少天然气?答案:(2)6.3m3模型2热效率相关计算例2小红一家到某基地露营时,用火炉将质量为2kg、初温为20℃的水加热到60℃,燃烧了100g木炭。已知:水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),木炭的热值q=3.4×107J/kg。求:(1)水吸收的热量。解析:(1)水吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103

J/(kg·℃)×2kg×(60℃-20℃)=3.36×105

J。答案:(1)3.36×105

J(2)该火炉烧水的热效率。答案:(2)9.9%(3)火炉烧水效率低,可能的原因是什么?答案:(3)燃料很难完全燃烧,放出的热量往往比按热值计算出的要小。高温的烟气带走了相当一部分热量,还有一部分热量直接散失掉了。变式2[热机效率]汽车的燃油为汽油,每辆汽车每年耗油约2.1t,若不计热量损失,这些燃料完全燃烧可供1×106kg的水温度升高

℃;汽车内燃机的效率平均值取30%,如果能把内燃机的效率提高1%,全球10亿辆汽车每年可以节约

kg燃油,从而减少全球的碳排放,为环保做出贡献。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),汽油的热值为4.6×107J/kg]236.77×1010实验比较不同物质吸热的情况例为了比较水和煤油吸热本领的大小,某同学做了如图所示的实验,在两个相同的烧杯中,分别装有水和煤油,用相同的电加热器分别对它们加热相同的时间。液体名称质量/g初温/℃末温/℃加热时间/min吸收的热量水20020281Q28361Q36431Q煤油20020361Q36521Q52681Q基础设问(1)该实验除了图中的实验器材外,还需要用到的实验器材有停表和

。(2)实验中应保证水和煤油的初温与

(选填“质量”或“体积”)都相同。(3)实验中选择相同规格的电加热器,可以认为在相同时间内水和煤油

相同,然后比较

的方法来完成探究实验。天平质量吸收的热量升高的温度(4)从表中的数据可以得到:①相同质量的水(或煤油),它们吸收相同的热量后升高的温度几乎是

的;

②相同质量的水和煤油,它们吸收相同的热量后升高的温度是

的。(5)由(4)中①②两个结论发现,不同物质吸热的本领大小不同,为了描述物质吸热本领大小,引入了一个物理量,它就是

。相同不同比热容(6)春城昆明之所以冬无严寒,夏无酷暑,一个原因是高原明珠“滇池”对