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1、内能与热机 知识点 1 1 内能 1、分子动能：分子由于运动而具有的能叫分子动能。 2、分子势能：由于分子之间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能称 为分子势能。 3、内能定义：物体内所有分子的动能和势能的总和叫做物体的内能。单位焦（J） 4、影响因素：物质的质量、物质的温度、物体的体积、物质的种类、物体的物态都可以影 响内能的大小。 一般情况下，温度越高，质量越大，物体的内能越大。 5、对内能理解 1、一切物体在任何情况下都有内能； 2、内能是指物体的内能，不是分子的内能； 3、内能具有不可测量性，但可以与其他能量相互转化。 例 1（2018自贡）关于分子热运动及热现象，下列
2、说法正确的是（） A扩散现象只能发生在气体与液体中 B固体很难被压缩，说明分子间存在斥力 C物体吸收热量，温度一定升高 D0的冰块内没有内能 【答案】B 【解析】 例 2（2018滨州）关于分子，下列认识中正确的是（） 1 A红墨水在水中散开说明分子间有斥力 B吸盘能牢牢吸在玻璃上，说明分子间存在引力 C尘土飞扬，说明分子在不停地运动 D糖在热水中溶解得快，说明温度越高，分子的热运动越剧烈 【答案】D 【解析】 知识点 2 2 改变内能的两种方式 1、热传递改变物体的内能 方式： 方向：高温低温； 条件：温度差； 终止：温度一致； 实质：内能转移。 2、做功改变物体的内能 2 实质：其他形式的
3、能与内能的转化 3、区别与联系 例 1（2018百色）如图所示的各种情景，属于热传递改变物体内能的是（） A 滑下滑梯 B 给水加热 C 压缩点火 D 搓手取暖 【答案】B 【解析】 A、从滑梯滑下，臀部发热，臀部与滑梯摩擦，机械能转化为内能，这是通过做功的方式改 变物体内能，故 A 错误； 3 B、对水壶加热，壶内水吸收热量、水温升高，是通过热传递的方式改变水的内能，故 B 正 确； C、向下压活塞，棉花着火了，压缩筒内空气做功，使筒内空气的温度升高、内能增大，是 通过做功方法改变物体内能的，故 C 错误； D“”、用 搓手 的方法取暖，克服摩擦做功，使手的温度升高、内能增大，是通过做功方法
4、 改变物体内能的，故 D 错误。 例 2（2018赤峰）如图所示的实例中，属于做功改变物体内能的一组是（） A B C D 【答案】D 【解析】 知识点 3 3 热量、温度和内能的比较 1、温度、热量、内能的区别与联系 项目 温度 热量 内能 宏观上：表示物体的冷热程度； 在热传递过程中，内能 物体内所有分子动能和势 定义 微观上：反映物体中大量分子无 改变的多少. 能的总和. 规则运动的剧烈程度. 量的性质 状态量 过程量 状态量 表述 一般说“升高、降低、不变”等 用“放出、吸收”表述 用“具有、增加、减少”等 4 单位 J J 联系 物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高（如晶体的熔化和
5、凝固过程）；物体温度升 高，内能增加，不一定是吸收了热量，还可以是做功。 例 1（2018锦州）下列关于内能、热量和温度的说法，正确的是（） A物体温度升高，一定吸收热量 B物体吸收热量，温度一定升高 C物体温度升高，内能一定增加 D发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体 【答案】C 【解析】 例 2（2018贵港）关于温度、热量、热传递和内能，下列说法中不正确的是（） A0的冰块内能一定不为零 B物体温度升高，内能一定增加 C热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 D温度高的物体，内能不一定大 【答案】C 【解析】 A、一切物体在任何温度下都具有内能，所以 0的冰块一定有内
6、能（即内能一定不为零）。 故 A 正确； B、物体温度升高，分子无规则运动更剧烈，内能一定增加。故 B 正确； C、发生热传递的条件是存在温度差，所以热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。 故 C 错误； D、内能与温度、状态、质量等都有关系，所以温度高的物体，内能不一定大。故 D 正确。 5 知识点 4 4 热值 1、定义：某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量（或体积）的比。 2、单位：焦每千克，符号为 J/kg；焦每立方米，符号为 J/m3. 3、物理意义：表示一定质量的燃料完全时所放出热量的多少；反映燃料燃烧放热本领的物 理量。 4、燃烧放出热量计算公式 固体：Q放=qmQ-热量
7、-单位焦（J）、q-热值-单位焦每千克（J/kg）、m-质量-单位千克 （kg） 气体：Q放=qVQ-热量-单位焦（J）、q-热值-单位焦每千克（J/kg）、V-体积-单位立方米 （m3） 4、理解：热值是燃料本身的一种性质，反映所有能燃烧的物质的一种性质，它只与燃料的 种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧无关。 例 1（2018株洲）木炭的热值为 3.4107J/kg，它表示 1kg木炭（） A具有 3.4107J 的热量 B具有 3.4107J 的内能 C完全燃烧对外做功 3.4107J D完全燃烧放出热量 3.4107J 【答案】D 【解析】 例 2（2018益阳）下列关于热
8、值的说法正确的是（） A2kg煤的热值大于 1kg煤的热值 B燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C热量燃烧不完全时热值变小 6 D燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关 【答案】D 【解析】 知识点 5 5 比热容 1、定义：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1所吸收（或放出）的热量叫做这种 物质的比热容。 2、单位：焦每千克摄氏度，符号是 J/（kg.）或 J.（kg.）-1 3、注意事项 、比热容是物质本身的一种特性，反映了不同物质吸热或热本领的强弱。 、比热容的大小除了与物质种类有关外，还与物质的状态有关。比如：水和冰。 例 1（2018巴彦淖尔）根据表中的数据，下列判断正确的是
9、（） 一些物质的比热容J/（kg） 水 4.2103 干泥土 0.84103 冰 2.1103 铜 0.39103 砂石 0.92103 铝 0.88103 A阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢 B因为水的比热容较大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大 C同种物质状态改变，比热容不变 D质量相同的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多 7 【答案】D 【解析】 例 2（2018宁夏）如图所示是质量相等的甲、乙两种液体温度随加热时间要化的关系图象。 由图可知甲、乙两种液体的比热容，c 甲_c 乙（选填“大于”“小于”或“”等于 ）。 【答案】小于 【解析】 由图像可知：给质量、初温都相同的甲、乙
10、两种液体同时加热，加热相同的时间，会吸收相 同的热量，图中所示甲升高的温度高，说明甲的比热容比乙的比热容小。 知识点 6 6 热量的计算 1、热量的计算公式 、吸热公式：Q吸=cm(t-t0)； 、放热公式：Q放=cm(t0-t)； 、统一公式：Q=cmt. 2、注意事项 （1）、计算过程中注意单位的统一； 8 （2“”）、注意文字叙述中 升高、升高了、升高到、降低、降低了、降低到 所表达的区别 所在，准确识别初温、末温、温度变化量所对应的意义。 （3）、灵活使用热量公式的变形 c=Q/mt,m=Q/ct,t=Q/cm （4）、在放热吸热的过程中，如果没有热量的损失，那么放出的热量等于吸收的热
11、量。 即 Q放=Q吸（热平衡方程）。 例 1（2018南通）小芳探究水沸腾的特点，用热水做实验，这是为了；小芳发现水沸腾时 继续加热，水温保持不变，停止加热，水很快停止沸腾，这说明水沸腾时需要，烧杯中水的 质量为 100g，停止加热后，水温从 100降至 40，水放出的热量为 J，相当于完全燃烧 g 酒精放出的热量。c水=4.2103J/（kg），q酒精=3.0107J/kg 【答案】节省时间；吸收热量；2.52104；0.84。 【解析】 例 2（2018柳州）天然气是柳州市民常用的一种能源。某用户用天然气将 50kg的水从 20 加热到 60已知水的比热容 c水=4.2103J/（kg），
12、天然气的热值 q=4.2107J/m3求 ： （1）这些水升高的温度； （2）这些水吸收的热量； （3）加热这些水所需要天热气的体积（设天然气完全燃烧、不计热量损失）。 【答案】 9 （1）这些水升高的温度为 40； （2）这些水吸收的热量为 8.4106J； （3）加热这些水所需要天热气的体积为 0.2m3。 【解析】 知识点 7 7 热机与汽油机 1、热机定义：利用燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的机械统称为热机。 2、工作原理 3、内燃机：燃料直接在发动机内燃烧产生动力的热机叫内燃机，主要是汽油机和柴油机。 4、汽油机的工作过程 10 进气门打开，排气门关 进气门和排气门都关闭， 在压缩
13、冲程末尾，火花塞 进气门关闭，排气门打 闭活塞由上端向下端运 活塞向上运动； 产生电火花，使燃料猛烈 开，活塞向上运动，把 动； 燃料混合物被压缩，压强 燃烧，产生高温高压的燃 废气排出气缸。 汽油和空气组成的燃料 增大，温度升高； 气，推动活塞向下运动并 混合物 从进气门吸入气 机械能转化为内能。 通过连杆带动曲轴转动。 缸。 内能转化为机械能 （1）在汽油机的一个工作循环中，活塞来回往复两次，曲轴转动两周,对外作功一次。 （2）在压缩冲程中,是机械能转化成内能,在做功冲程中,是内能转化为机械能。 （3）能的转化:在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠飞轮的惯性来完成。
14、5、汽油机、柴油机异同表 11 例 1（2018兰州）下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是（） A热机效率越高，所做的有用功就越多 B汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气 C一个工作循环对外做功一次 D压缩冲程中将内能转化为机械能 【答案】C 【解析】 例 2（2018滨州）如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（） A压缩冲程，将化学能转化成内能 B压缩冲程，将机械能转化成内能 C做功冲程，将内能转化成机械能 D做功冲程，将机械能转化成内能 【答案】C 【解析】 图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量 转化关系是气体的内能转化为机械能。 知识点 8
15、 8 热机效率和环境保护 12 1、热机效率：热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。 2、热机效率公式：= 100% 3、热机能量的损失 、废气带走大量能量； 、燃料未完全燃烧； 、克服机械摩擦做无用功； 、燃料产生的热量被热量散失。 4、提高热机效率的方法 （1）使燃烧更充分；（2）添加润滑剂，减小摩擦；（3）改进设备，采用新技术；（4）减 小热量散失。5、保护环境的措施 1、提高燃料综合利用率，集中供热； 2、改进机械设备，消除烟尘； 3、开发利用清洁新能源，如太阳能，风能； 4、安装消音设备，减小噪音污染。 例 1（2018益阳）关于热机的效率，下列说法正确的是（）
16、 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 【答案】A 【解析】 A、柴油机的效率一般要高于汽油机，多用在重型机器上。故 A 正确； B、热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的内能的比值越大，即在做功相同的情况 下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多。故 B 错误； C、热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值，功率是热机做功的快慢，两 13 者没有必然联系。故 C 错误； D、在热机的各种能量损失中，废气带走的热量最多。故 D
17、 错误。 例 2（2018聊城）在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加 热，烧杯中盛有 20、质量为 100g 的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧 酒精 3g。水的比热容为 4.2103J/（kg），酒精的热值为 3.0107J/kg求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）此过程中酒精灯烧水的热效率。 （3）科学研究表明：1g100的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收 2.26103J 的热量。水 开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了 5g，求此过程水汽化成水蒸气所 吸收的热量。 【答案】 （1）水吸收的热量是 3.36104J； （2）酒精灯烧水的热效率是 37.3%； （3）5g，100的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量是 1.13104J。 【解析】 14 15