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1、第十一讲 内能与热机中考热点IV 八、八、本讲中关于温度的考查要求不高 只要求同学们能知道生活中常见的温度值、 知道常见 液体温度计的原理和使用方法, 认识物理与社会的关系, 能通过热岛效应了解环境温度对人 们生活的影响 关于物体内能的考查,一般是通过具体事例说明内能与温度的关系;通过 生活实例和简单实验,归纳热传递和做功是改变物体内能的两个途径有关比热容的概念, 一般考查其与自然、生活和社会的联系考点精讲1 温度物体的冷热程度叫温度,测量温度的工具叫温度计摄氏温度的规定:把冰水混合物 的温度规定为 0 度,把 1个标准大气压下沸水的温度规定为100度,0 度和 100度之间分成100等份,每
2、一份叫做1摄氏度,用符号1 C表示.在国际单位制中,温度的单位是开尔文, 用符号 K 表示。2温度计(1) 原理:利用液体热胀冷缩的性质 (2) 常用温度计:实验用温度计、体温计、寒暑 表(3)实验用温度计的使用方法:使用前,先观察温度计的零刻度、量程和分度值. 使用时, 温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中, 不要碰到容器壁, 待温度计示数稳定后再读 数读数时,玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱的上表面相平.3. 内能与热机(1) 内能 物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能.因为内能和温度有关,所以也称为热能.一切物体都有内能.改变物体内能的方法有两种:
3、做功和热传递,做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。(2) 比热容单位质量的某种物质, 温度升高1C吸收的热量叫做这种物质的比热容, 单位质量的某 种物质,温度降低1C放出的热量在数值上也等于它的比热容. 比热容的单位是J/(kg -C ), 水的比热容是4. 2X 103 J /(kg -C ).物质在温度变化时吸收或放出的热量,可用下列公式计算: 吸热公式Q吸=cm(t 一 tn);放热公式Q放=cm(tO t);以上两个公式可用热量计算公式Q=cm t来表示.(3) 内能的利用 燃料的燃烧是一种化学变化,在燃烧的过程中,燃料的化学能转化成内能,即释放出热量 1 kg 某种燃料完全燃烧放
4、出的热量,叫做这种燃料的热值,热值的单位是J/kg炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫做炉子的效率提高炉子效率的措施:使燃料充分燃烧;减少热损失.内能的两种重要应用:加热和做功利用内能做功的机器叫热机(4) 热机内燃机的工作原理:燃料在气缸内燃烧,生成高温、高压的燃气,使燃气推动活塞 做功.四冲程内燃机的工作过程是吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的.这四个冲程 叫做一个工作循环 每个工作循环中,气缸中的活塞往复运动两次,曲轴转动两周,在四个 冲程中,只有做功冲程是燃气对外做功, 其他三个冲程是辅助冲程, 靠飞轮的惯性来完成 用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的能量的比值,叫做
5、热机的效率4 本讲的几个概念辨析物体(1) 温度: 是表示物体的冷热程度, 它是物体内大量分子运动剧烈程度的宏观表现的温度升高,分子运动加剧,分子动能增大,从而分子内能增大.(2)内能:是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,一切物体在任何温度下都具有内能.(3)热量.是在热传递过程中传递的能量,它是一个过程量,只存在于热传递过程中,不存在于物体的内部,所以不能说某物体含有(具有或有)多少热量.温度、内能和热量三者之间的关系是:对于一个物体,它的温度变化可以反映它的内 能变化,它的温度升高,内能增大,反之,温度降低,内能减小但对于两个不同的物体, 不能说温度高的内能一定大,温度低
6、的内能一定小, 因为内能的大小不仅和温度有关,还和物体的分子数目、物体的质量及物体的状态等有关.当物体的温度发生改变时,物体的内能发生改变,但不一定是吸收热量或放出热量,因为改变物体内能有做功和热传递两种方式.当物体吸收或放出热量时,物体的内能发生改变,但温度不一定改变,如:在晶体熔化,液体 沸腾的过程中,物体吸收热量但温度不变。在热传递的过程中,存在这三个物理量,所以对于热传递概念的理解有助于这三个物 理量的理解.对热传递的概念的理解要注意:热传递的条件是: 不同的物体问或同一物体的不同部分之间存在着温度差.热传递的实质是内能的转移.热传递的方向是能量从高 温物体传到低温物体,不一定是从内能
7、大的物体传到内能小的物体.(4)比热容:它是物质的一种属性,同种物质比热容相同,不同的物质比热容一般不 同比热容与物质种类有关,与物态有关,与热量、质量、温度等因素无关比热容反映的 是物体吸热、放热本领,比热容大的吸热本领大,放热本领也大质量相同的不同物质,升高相同的温度,比热容大的吸收热量多或吸收相同的热量,比热容大的温度升高得较小.水的比热容大所以用水来做冷却液,或用水来散热.(5)热值:是燃料的一种特性. 不同的燃料,热值一般不同,燃料的热值与燃料的质量、 体积无关,它决定于燃料的种类.三、例题精讲 题型一概念考查 例一、(2006江西)下面是小明同学的物理学习笔记中的摘录,其中不正确的
8、是()A、做功和热传递在改变物体的内能上是等效的B、分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的C温度越高的物体含有的热量越多D、燃料的热值与燃料的质量没有关系例二、关于热量和温度的关系,下面说法正确的是()A、同一物体温度上升越高,吸收的热量越多B、物体温度上升越高,含的热量越多C物体吸收热量,温度一定会升高D、物体含有的热量多少与温度无关练习、(08乌鲁木齐)下列说法正确的是()A.扩散现象只发生在液体之间E.物体温度越高,分子热运动越剧烈C.只有热传递才能改变物体的内能D. 0C的物体没有内能题型二 判断物体的内能的改变方式 例一、(08江苏苏州) 嫦娥一号”卫星在绕月飞行的1年时间里,可能会
9、 食,月食期间没有太阳光照射,卫星表面的温度会急剧下降,内能_大” 减小”或不变”,这是通过 的方式改变物体的内能.例二、(08江苏无锡)如图是小明在春游时从公园的滑梯上滑下时的情景。 两个与此情景有关的物理知识:;(2)。题型三比热容的探究和应用 例一、(08辽宁省十二市)夏季的海边,昼夜温差小,气候宜人,这是由于水的比热容大.下列现象反映了水的这一特性的是:A. 汽车发动机的冷却循环系统常用水做工作物质B. 炎热的夏天经常在教室的地面上洒水C. 北方冬天暖气供热设备用水做工作物质D. 北方春天的晚上,农民往稻田里灌水以防止秧苗冻坏例二、(08福建泉州)小聪用两个相同的 热得快”分别给质量和
10、初温都相同的 A B两种液体 同时加热。两液体的温度随时间变化的图象如图5所示,则比热容c的大小关系示CA 丄 B。(填 ”或=”)题型四、热机例一、(08山东威海)汽油机的一个工作循环由四个冲程组成,其中在压缩冲程中,气体的 温度升高,是通过 方式增加内能的。为了降低汽缸体的温度,汽缸外有一个水箱体,使汽缸被水包围着,这是通过热传递的方式减少汽缸内能的,用水来包围汽缸是因为水的 。题型五、与热量、热值相关的计算例1、 (08山东枣庄)已知天然气的热值是 7.5 x 107J/m3,若某家庭一个月用8mf的天然气,则 这些天然气完全燃烧时放出的热量是J ,若这些热量全部由热值是 3.0 x 1
11、07J/m3的焦炭来提供,应完全燃烧 kg的焦炭。例2、( 08重庆)汽车散热器等制冷设备常用水作为冷却剂,这是利用了水的较大的性质;如果汽车散热器中装有 5kg的水,在温度升高10C的 过程中,水吸收的热量是 J。已知c水=4.2 x 103J/ (kgC)四、课内练习一、填空题1、 (08宜昌)质量相同的水和食用油吸收相同的热量, 的温度变化较大;质量相同的水和食用油升高相同的温度, 吸收的热量较多。2、 (08辽宁省十二市)图A所示情景是用 的方法改变物体内能的;图B所示情景说明物体间力的作用是 的。3、(08安徽芜湖)我国每年消耗数千万桶原油用于制造塑料袋。已知原油的 热值为4.4 x
12、 107 J / kg,完全燃烧I kg原油,能释放出 J的热量,这些热量若只有 4 2 %被水吸收,则可以使常温下kg的水温度上升 2 0 C 水的比热容为4.2 x 10 3 J/(kg C )。自2 008年6月1日日起,我国开始限制塑料袋的使用,目的是 (写出一条即可)。4、 (08江苏镇江)氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点氢气的热值为14. 3x 107J/kg,完全燃烧0. 5 kg的氢气可放出J 的热量;若一罐氢气用去了一半,则剩余氢气的热值 (大于/等于/小于)14 . 3x 107J/ kg .5、 (08江苏镇江)如上图所示,将铁丝快速地弯折十余次,铁丝弯折处的温度会
13、,这是通过的方式使其内能增加的.6、 (08广东)已知水的比热容为 4.2 x 103 J / (kg C ) , l kg、20C的水吸收了 2.1 x 105J 的热量后,温度升高到 C.生活中我们经常看到司机往汽车发动机的水箱里灌水,这是因为水的 大,所以在相同条件下水能带走较多的 ,冷却效果好。7、 (08四川攀枝花)太阳能是一种清洁能源。某太阳能热水器每天能使500Kg的水温度升高30C,那么这些水吸收的热量为 J,这些热量相当于完全燃烧m的天然气放出的热量。(天然气的热值取 7X 107J/m3,水的比热容p水=4.2 X 103J/(kg C ) 二、选择题2、 (08北京)下列
14、现象中,通过热传递改变物体内能的是:()A、两手相互摩擦,手发热。 B用火炉烧水,水的温度升高。C用锯锯木头,锯条发热。D用砂轮磨菜刀,菜刀的温度升高。3、 ( 08北京)下列过程中,物体的重力势能转化为动能的是:A、跳伞运动员在空中匀速下落的过程。B、热气球上升的过程。C、汽车在水平路面上匀速行驶的过程。D铅球自由下落的过程。(08湖南衡阳)在进行如下图所示的实验或有关装置工作时,能量转化由机械能转化为内能的是()A4、 (08宜昌)下列事例中,属于做功改变物体内能的是()A.冬天晒太阳感觉暖和B.冬天两手互相摩擦,手感觉暖和C.冬天围着火炉烤火感觉暖和D .冬天在暖气房里感觉暖和5、(08
15、宜昌)煤炭是一种重要能源。区别优劣煤质最科学的办法是检测下列哪个物理量A.比热容 B .密度 C .热值 D .温度6、 (08甘肃兰州)下列实例中,属于内能转化为机械能的是()A煤炭的燃烧 B 锯铁管时锯条发热 C 植物进行的光合作用D 放烟火时,礼花腾空而起7、( 08甘肃兰州)下列说法正确的是 ()A 个物体能够做功,它就具有机械能B 弹簧拉伸的越长,其弹性势能越大C.物体温度升高,一定从外界吸收了热量D 一个运动的物体受到一对平衡力的作用时,动能一定保持不变8、 ( 08北京)下列现象中,通过热传递改变物体内能的是:A两手相互摩擦,手发热。B用火炉烧水,水的温度升高。C、用锯锯木头,锯
16、条发热。D、用砂轮磨菜刀,菜刀的温度升高。9、 ( 08北京)下列过程中,物体的重力势能转化为动能的是:()A、跳伞运动员在空中匀速下落的过程。B热气球上升的过程。C汽车在水平路面上匀速行驶的过程。D铅球自由下落的过程。10、 (08宜昌)下列事例中,属于做功改变物体内能的是()A.冬天晒太阳感觉暖和B.冬天两手互相摩擦,手感觉暖和C.冬天围着火炉烤火感觉暖和D .冬天在暖气房里感觉暖和11、(08宜昌)煤炭是一种重要能源。区别优劣煤质最科学的办法是检测下列哪个物理量()A.比热容B .密度 C .热值 D .温度12、 ( 08甘肃兰州)下列实例中,属于内能转化为机械能的是()A.煤炭的燃烧
17、B .锯铁管时锯条发热C .植物进行的光合作用D .放烟火时,礼花腾空而起13、( 08甘肃兰州)下列说法正确的是 ()A. 个物体能够做功,它就具有机械能B 弹簧拉伸的越长,其弹性势能越大 C 物体温度升高,一定从外界吸收了热量 D 一个运动的物体受到一对平衡力的作用时, 动能 一定保持不变14、 ( 08山东泰安)下列现象中,禾U用内能做功的是()A.冬天在户外时两手相互搓一会儿就暖和了B.刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花C.火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起D.盛夏在烈日之下的柏油路面被晒熔化了15、 ( 08南充)关于比热容,列说法中正确的是()A .物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有
18、关B .物体的比热容跟物体的沮度有关C.物体的质量越大它的比热容越大D 物体的比热容是物体本身的一种属性,与温度、质量都没有关系16、 (08北京)下列现象中,通过热传递改变物体内能的是:()A、两手相互摩擦,手发热。B用火炉烧水,水的温度升高。C、用锯锯木头,锯条发热。D用砂轮磨菜刀,菜刀的温度升高。17、 (08云南)下列关于温度、内能、热量的说法,正确的是()A.物体温度越高,它的热量就越多B 要使物体内能增加,一定要吸收热量C.要使物体内能增加,一定要对物体做功D 物体内能增加,它的温度就升高18、( 08年大连市)将装有酒精的金属管固定在桌子上,并用塞子塞紧。快速来回拉动绕在管上的绳
19、子,过一会儿塞子跳起来,如图7所示。则()A 拉动绳子过程,金属管温度升高,内能增加B 拉动绳子过程,管内酒精温度升高,蒸发加快C 塞子跳起时,管内气体温度升高,内能增加D 塞子跳起时,管内气体内能全部转化为塞子的机械能19、(08江苏泰州)用两个相同的加热器,分别对质量相等的甲、乙两种液体加热,其温度随时间变化的图线如图6所示,由图线可以看出A.甲的比热容比乙大B甲的比热容比乙小C.甲和乙的比热容相同D.开始加热时,甲和乙的比热容为零20、 (08安徽)下列关于功、能和热量的描述中正确的是【】A. 嫦娥一号飞船在加速升空的过程中,机械能的总量保持不变B. 汶川地震形成的 堰塞湖”之所以危险是
20、因为这些高处的湖水积蓄了很大的重 力势能C. 物体的温度越高,具有的热量就越多D .物体的内能越大,具有的功就越多 二、计算题(08安徽蚌埠二中)小明家住一座七层宿舍楼的五楼,每层楼高为3m,他家在楼顶上安装了一台电辅助式太阳能热水器,接收太阳能总有效面积1.2m2,能把接收的太阳能的50 %转变化为水的内能,g =10N/Kg。求: 假设小明家水管口距离五楼地面上的高度为1m ,热水器水箱离七楼顶面的高度也为1m,将100Kg的水从小明家压到楼顶的水箱,应至少做功多少? 天气晴朗时,若每平方米的面积上在1小时内得到太阳辐射能平均为2.8杓6J,这台热水器每天能将初温为 20 C,质量为100Kg的水加热到多少度?(每天接收太阳能的时间以 10小时计算,水的比热容 4.2 XI03J/Kg C)。