四川省达州市2020年中考物理一轮复习第5讲内能与热机课件

第5讲

内能与热机考点·梳理知识点知识点一分子动理论一､物质的组成常见的物质是由大量的_____组成的。_____能保持物质原来的性质。分子很小，通常以_____m为单位来量度分子。二､分子热运动1.扩散：不同的物质在_________时彼此进入对方的现象叫做扩散。它表明了分子______________________和分子之间有______。2.分子热运动：由于分子的无规则运动跟_____有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动。温度越高，分子运动越______。分子分子10-10间隙在不停地做无规则运动互相接触温度剧烈三､分子间的作用力1.分子间的作用力：分子之间存在_____，如被紧压在一起的铅柱很难被分开；分子之间存在_____，如铁块很难被压缩。分子间的引力和斥力是同时存在的。2.分子间的作用力特点：当固体被压缩时，分子间的距离变小，作用力表现为_____；当固体被拉伸时，分子间的距离变大，作用力表现为_____。如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。3.分子动理论：物质是由大量分子组成的，____都在不停地做______的运动，分子间存在着_____和_____。引力斥力斥力引力分子无规则引力斥力1.分子运动和机械运动的区别：分子运动是肉眼看不见的，是分子自发的，而且是无规则的､永不停息的运动，属于微观粒子的运动，如花香四溢､蔬菜腌咸等；而机械运动是宏观上物体的运动，是肉眼看得见的，如扫地时尘土飞扬､风吹树叶摇动等。夺分点拨2.固态､液态和气态的特征状态微观特性宏观特性分子间距离分子间作用力有无固定形状有无固定体积固态很小很大有有液态较大较大无有气态很大很小无无示例1端午时节，空气中弥漫着粽子的香味，“粽叶飘香”说明了分子____________；在吃粽子时，米粒和粽叶不容易分开，这说明分子间存在_____。“花气袭人知骤暖”说明分子的运动与_____有关。双基突破做无规则运动引力温度知识点二内能和热量一､内能1.定义：构成物体的所有分子，其热运动的____与________的总和，叫做物体的内能。内能的单位是_______。2.影响因素：同一个物体，温度越高，内能越____。3.特点：一切物体，不论温度高低，都具有_____。例如：炙热的铁水具有内能；冰冷的铁块也具有内能。4.机械能和内能：机械能与整个物体的机械运动情况有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关。动能分子势能焦耳(J)大内能二､物体内能的改变1.改变物体内能的方式热传递做功区别实质能量的_____能量的_____示例冬天对着手哈气取暖冬天用力搓手取暖条件存在_______规律能量从高温物体传递到低温物体，直到温度_____为止。物体放出热量，内能____；物体吸收热量，内能____外界对物体做功，物体的内能_____；物体对外界做功，物体的内能_____联系热传递和做功在改变物体的内能上是等效的转移转化温度差相等减少增加增加减少2.热量：在热传递过程中，传递___________叫做热量。热量的单位是_______。三､燃料的热值1.定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之___，叫做这种燃料的热值。2.物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料_________放出的热量。3.单位：______________。能量的多少焦耳(J)比完全燃烧焦每千克(J/kg)4.性质：热值是燃料本身的一种属性，它只跟燃料的_____有关，与燃料多少､体积大小､温度高低以及是否完全燃烧等均无关。5.公式：_______，式中q为燃料的热值，m为燃料的质量；或______，式中V为气体燃料的体积。种类Q放=mqQ放=Vq示例2下列关于温度､热量和内能的说法正确的是()A.物体吸收热量，温度一定升高B.60℃的水一定比30℃的水含有的热量多C.热传递过程中，热量由高温物体传向低温物体D.物体的内能增加，一定从外界吸收热量双基突破C【解析】物体吸收热量，温度不一定升高，比如，晶体在熔化过程中，吸收热量，但温度不变，故A错误；热量是过程量，不能说含有热量，故B错误；热传递过程中，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，即热量由高温物体传向低温物体，故C正确；物体的内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是外界对物体做功，故D错误。故选C。知识点三比热容一､比热容1.定义：_________的物质，温度每升高(或降低)___℃所吸收(或放出)的热量，叫做该物质的比热容，用符号___表示。2.单位：________________________。3.物理意义：反映了物质_____(或_____)热量的能力。4.影响因素：比热容是物质的一种重要特性，其大小与物质的_____､_____有关，与物质吸收或放出的热量､质量､体积､温度､形状等无关。单位质量1c焦每千克摄氏度[J/(kg·℃)]吸收放出种类状态5.物理含义：水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，其含义是

。6.热平衡方程：在热传递过程中，若不考虑能量的损失，则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，即Q放=Q吸。(当两物体温度相等时达到热平衡)

质量为1kg的水，温度每升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为4.2×103J示例3下列事例中不是利用水的比热容较大的特性的是()A.夏天在地上洒水会感到凉快B.北方楼房内的“暖气”用水作为介质C.海边昼夜温差变化比沙漠中小D.生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度双基突破A示例4用如图所示的装置，先后加热初温､质量均相同的水和煤油，比较两种液体比热容的大小，多次实验表明：要让水和煤油升高相同的温度，水需要的加热时间更长，以下关于该实验的操作及分析错误的是()A.水比煤油的比热容大B.加热时用玻璃棒不断搅拌，是为了使水和煤油受热均匀C.实验中可以不使用温度计，让水和煤油都沸腾后再比较加热时间D.相同质量的水和煤油，若吸收相同热量后，煤油比水升高的温度大A知识点四热机一､热机1.定义：利用燃料的燃烧获得的______来做功的机械叫做热机。其能量转化是___能转化为______能。2.内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。按照所用燃料的不同，可分为汽油机和柴油机。内能内机械二､汽油机吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程示意图进气门_____关闭_____关闭排气门关闭_____关闭_____活塞_________向上运动__________向上运动能量转化____能转化为__能__能转化为____能打开关闭关闭打开向下运动向下运动机械内内机械三､热机效率1.定义：热机所做_______与燃料______燃烧释放的能量之比叫做热机的效率。2.公式：__________。(热机工作时总是有能量的损失，因此热机效率总是小于100%)3.热机效率的实际意义：热机效率是热机性能的重要指标。效率越高的热机，性能就越好。有用功完全η=W有/Q放4.热机的污染：热机排出的热量会引起________，对地球表面的热平衡有较大的影响。5.提高热机效率的措施：使燃料充分燃烧；尽量减少各种热损失；保持良好的润滑，减小摩擦等。温室效应1.汽油机一个工作循环的特征(1)有四个冲程，依次是吸气､压缩､做功､排气冲程；(2)除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的；(3)曲轴和飞轮转2周，活塞往复运动2次，对外做功1次；(4)若在1min内火花塞点火1800次，则此汽油机飞轮的转速是60r/s，每秒汽油机对外做功30次。知识链接2.汽油机和柴油机的不同点(1)汽油机汽缸顶部是火花塞，而柴油机汽缸顶部是喷油嘴；(2)汽油机吸气冲程吸入汽缸里的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入汽缸里的是空气；(3)汽油机的点火方式是点燃式，而柴油机的点火方式是压燃式。热效率的相关计算公式夺分点拨类型能量转化计算公式煤炉化学能→内能热机化学能→机械能太阳能热水器太阳能→内能电热水器电能→内能火力发电化学能→电能光伏发电太阳能→电能示例5一台单缸四冲程汽油机的转速是1200r/min，这台汽油机的活塞每秒对外做了__次功。如图所示是汽油机的_____冲程，若该汽油机的效率是25%，在汽油机内完全燃烧2kg汽油时，这些热量通过汽油机的转化，能够对外做_______J的有用功。(汽油的热值为4.6×107J/kg)双基突破10做功2.3×107考法·聚焦重难点焦点1物体内能的改变(重点)指点迷津确定内能变化过程是能量转化还是转移：能量转化——做功改变内能；能量转移——热传递改变内能。样题1下列生活场景中，通过做功来改变物体内能的是()A.锯木头锯条发热B.用冰袋给发烧病人降温C.放进冰箱的水果温度降低D.阳光照射使石凳温度升高A1.如图所示，瓶内有一些水，用带孔的橡皮塞把瓶口塞住，向瓶内打气一会儿后，瓶塞跳起。在瓶塞跳起的过程中，下列关于瓶内气体说法正确的是()A.气体对瓶塞做功，气体的内能减少B.瓶塞对气体做功，气体的内能减少C.气体对瓶塞做功，气体的内能增加D.瓶塞对气体做功，气体的内能增加对应训练A焦点2热现象综合(重点)样题2关于热现象，下列说法正确的是()A.将沸点为12.5℃的氯乙烷喷到运动员扭伤的部位，氯乙烷会放热止疼B.沂河宽阔的水面可缓解城区的热岛效应，主要是因为水的比热容较大C.物体的温度越高，分子运动得越快，物体的动能越大，含有的热量越多D.装着开水的暖水瓶瓶塞有时会跳起来，这与内燃机的压缩冲程相似B2.下列关于热现象的说法中正确的是()A.冬天，嘴里呼出“白气”属于汽化现象B.水凝固过程中，温度不变，内能减少C.扩散现象的发生是由于分子间有斥力D.汽油机飞轮转速是3600r/min，则在1s内汽油机对外做功60次对应训练B焦点3

比热容的概念及温度—时间图像的理解(重点､难点)样题3如图所示是根据研究物质比热容实验时绘制的图像，实验中两种不同的物质质量相同，初温度相同，选用的加热器相同，根据图像可知()A.若加热相同时间，则a物质吸收的热量多，比热容小B.若吸收的热量相同，则b物质温度升高得多，比热容大C.若加热时间相同，则b物质的末温度高，比热容小D.若吸收的热量相同，则b物质末温度低，比热容大D【解析】若加热相同时间，因为选用的加热器相同，所以两种物质吸收的热量相同，故A错误；加热相同时间，由图可知，b物质的末温度低，故C错误；若吸收的热量相同，因为选用的加热器相同，所以加热时间是相同的，由图可知，加热时间相同时，b物质末温度低，b物质温度升高得少，两种不同的物质质量相同，根据c=Q/mΔt可知，b物质的比热容大，故B错误，D正确。故选D。3.在相同加热条件下，对初温相同的甲､乙两个物体加热，设它们的质量分别为m甲､m乙，比热容分别为c甲､c乙，甲､乙两物体的温度与加热时间关系如图所示，则()A.若c甲=c乙，则m甲=m乙B.若c甲>c乙，则m甲>m乙C.若m甲=m乙，则c甲>c乙D.若m甲>m乙，则c甲<c乙对应训练D焦点4

温度､热量和内能之间的关系(难点)指点迷津温度､热量､内能的联系与区别温度热量内能性质状态量过程量状态量表述“升高”“升高到”“降低”“降低到”“吸收”“放出”，不能用“含有”“具有”“改变”“增加”“减少”联系与区别样题4判断下列关于温度､内能和热量的说法是否正确。(1)0℃的冰块内能一定不为零。()(2)物体温度升高，内能一定增加。()(3)热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递。()(4)温度高的物体，内能不一定大。()(5)温度相同的物体，内能一定相等。()√√×××(6)物体的温度越高，所含的热量越多。()(7)温度相同的物体接触时不发生热传递。()(8)物体的内能增大，一定是外界对物体做了功。()×√×4.生活中的“热”含义非常丰富，物理学中，“天气很热”中的“热”是指______高；“两手相互摩擦手会发热”的“热”是指______增加。对应训练温度内能5.关于温度､热量和内能，下列说法正确的是()A.热量可以从内能少的物体传递到内能多的物体B.物体机械能越大，内能越大C.物体的内能增加，温度一定升高D.冰在熔化过程中吸收热量，温度和内能均不变A焦点5

热量的相关计算(重点)指点迷津1.应用热量公式计算时须注意：“升高”“升高了”“降低”“降低了”对应的是物体温度的改变量；“升高到”“降低到”对应的是物体的末温。标准大气压下，水的沸点为100℃。2.热平衡方程：在热传递过程中，若不考虑能量的损失，则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，即Q放=Q吸。(当两物体温度相等时达到热平衡)样题5(2014·达州)完全燃烧0.3m3的天然气来加热水箱中的水，放出的热量是______J；若放出热量的84%被水吸收，则可以将水箱中20kg，20℃的水加热到___℃[天然气的热值为3.0×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)，当地大气压为一个标准大气压]。在洗浴过程中我们看到浴室里有大量“白气”产生，这些“白气”是水蒸气______(填物态变化名称)形成的。9×106100液化6.(2013·达州)被誉为“气都”的达州，天然气储量丰富，天然气是_________(选填“可再生”“不可再生”)能源。小明同学需要在标准大气压下烧开初温为20℃､质量为3kg的一壶水，若天然气完全燃烧放出热量的80%被水吸收，则要完全燃烧_____m3的天然气。[天然气的热值取3.0×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)]对应训练不可再生0.042焦点6

热机(重点)样题6关于四冲程内燃机，下列说法正确的是()A.四个冲程曲轴转两周，做功两次B.若转速为2400r/min，则一秒钟完成40个冲程C.进气门和排气门既不能同时关闭也不能同时打开D.在做功冲程中，燃料燃烧推动活塞向下运动，内能转化为机械能D7.随着人们的生活水平的提高，汽车走进千家万户。关于小汽车涉及的知识，下列说法正确的是()A.用甘油做发电机的冷却剂B.发动机压缩冲程将机械能转化为内能C.精心保养可使发动机的效率达到100%D.排出的尾气对环境没有任何污染对应训练B8.汽车的发动机工作时，吸入汽缸的汽油和空气的比例，决定了汽车的动力性能和经济性能。某汽车四冲程汽油发动机的汽缸总排量为2L(发动机每个工作循环吸入或排出的流体体积称为汽缸排量)，发动机工作时，吸入汽缸的是由汽油和空气所形成的混合物，混合物的密度ρ=1.44kg/m3，汽油和空气的质量之比为1∶15，汽油的热值取4.5×107J/kg。如果发动机曲轴在1min转动3×103转，发动机的效率为40%，求：(1)汽车在1min做的有用功是多少?(2)汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力为f=3×103N，汽车行驶的速度是多少?解：(1)根据ρ=m/V可得，发动机工作时，一次吸入混合物的质量：m1=ρV=1.44kg/m3×2×10-3m3=2.88×10-3kg，因为曲轴每转动两周，完成一个工作循环，吸气一次，也做一次功，所以发动机曲轴在1min转动3×103转，吸气和做功都为1500次，汽油和空气的质量之比为1∶15，可见汽油占混合物总质量的1/16，则发动机在1min内吸入汽油的总质量：m=m1×1500×1/16=2.88×10-3kg×1500×1/16=0.27kg，这些汽油完全燃烧放出的热量：Q放=mq=0.27kg×4.5×107J/kg=1.215×107J，根据η=W有/Q放可得，汽车在1min做的有用功：W有=Q放η=1.215×107J×40%=4.86×106J；(2)汽车在1min做的有用功的功率：P=W有/t=4.86×106J/60s=8.1×104W。因为汽车匀速行驶，所以汽车受到的阻力与牵引力是一对平衡力，大小相等，即F=f=3×103N，根据P=Fv可得，汽车行驶的速度：v=P/F=（8.1×104W）/（3×103N）=27m/s。考场·走进达州中考命题点1分子动理论1.(2013·达州)5月31日是“世界无烟日”，吸烟有损自己和他人的健康，据世卫组织统计，每年因吸烟导致近600万人失去生命，造成他人吸二手烟是由于()A.烟分子间存在着引力B.烟分子间有空隙C.烟分子在不停地做无规则运动D.烟分子间存在着斥力C2.(2015·达州)关于物体的内能，下列说法正确的是()A.物体内能增加，一定要从外界吸收热量B.1kg0℃的水和1kg0℃的冰内能相同C.做功和热传递都能改变物体的内能D.温度高的物体内能一定大C命题点2内能的理解及其改变方式3.(2017·达州)近年来，为改造人居环境，达州市城镇及部分农村居民都用上了管道天然气。天然气属于_________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。点燃天然气，将食用油倒入锅中，通过________的方式使油的内能增加，温度升高；若油锅起火，可采取的措施是_________________________________(写一条)。不可再生热传递用锅盖盖住锅(或将菜立即倒入锅中)命题点3热现象综合4.(2019·达州)下列关于热现象的说法中正确的是()A.物体的温度越高所含的热量越多B.内燃机的做功冲程将机械能转化成内能C.打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动D.物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强D5.(2018·达州)对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是()A.甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加B.乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力C.丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程D.丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能B6.(2017·达州)下列关于热现象的说法中正确的是()A.冬天，嘴里呼出“白气”属于汽化现象B.水凝固过程中，温度不变，内能增大C.扩散现象的发生是由于分子间有相互作用力D.汽油机飞轮转速是3600r/min，则在1s内汽油机内能转化为机械能30次D7.(2016·达州)关于热现象，下列说法正确的是()A.水结冰后，水分子静止不动B.夏天吃冰糕时，冰糕周围的“白气”是冰糕升华形成的C.用零下18℃的盐水使水凝固，此过程中水的内能不变D.六月栀子花飘香，说明分子在永不停息地做无规则运动D命题点4温度､热量和内能之间的关系8.(2010·达州)关于温度､热量､内能，下列说法正确的是()A.温度高的物体，内能一定大B.对物体做功，物体的内能一定增大C.物体的温度越高，所含的热量越多D.晶体在熔化过程中，继续吸热，温度不变，内能增大D命题点5热量的相关计算9.(2018·达州)如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图像，第6min时的内能

(选填“大于”“等于”或“小于”)第8min时的内能；该物质在CD段的比热容是AB段比热容的

倍。(被加热物质的质量和吸放热功率不变)小于2【解析】晶体熔化过程要吸收热量，内能增加，所以第6min时的内能小于第8min时的内能。根据图中坐标信息可知，该物质在AB段温度升高10℃，被加热4min；在CD段温度升高5℃，被加热4min，则该物质在AB段吸热与CD段吸热之比为1∶1，根据Q=cmΔt可得，c1/c2=Δt2/Δt1=5℃/10℃=1/2，所以该物质在CD段的比热容是AB段比热容的2倍。(此题的关键在于：相同的加热器加热相同的时间，被加热物质吸收的热量相同)10.(2018·达州)小张驾驶一辆额定功率为35kW､效率为30%的汽车在一段平直的公路上匀速行驶，在额定功率下行驶1h至少需要____L汽油(汽油的热值为3.5×107J/L)；若行驶的速度为72km/h，则汽车受到的阻力为_____N，汽油属于__________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。121750不可再生【解析】小汽车以额定功率匀速直线行驶1h牵引力所做的功：W=Pt=3.5×104W×3600s=1.26×10