专题02 内能与热机-备战2023年中考物理二轮四大模块针对集训（全国通用）

模块二 热学 专题02 内能与热机 *知识与方法 一、分子动理论 1.物质由大量的分子、原子组成的。 2.一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。温度越高，分子热运动越剧烈。 说明：宏观体现的是扩散现象。 （1）不同物质在互相接触时彼此进入对方的现象叫做扩散； （2）气体、液体、固体都可以发生扩散； （3）扩散现象是分子运动，肉眼可见的颗粒的运动比如灰尘飞舞不属于扩散现象； （4）扩散现象说明：一切物质的分子都在不停地做无规则运动，分子之间有间隙。 （5）温度越高，分子运动越剧烈，扩散的越快。 3.分子间的作用力：分子间同时存在相互作用的引力和斥力 （1）体现引力的例子：铅块紧压后会“粘”在一起，玻璃离开水面时弹簧测力计拉力变大等； （2）体现斥力的例子：固体和液体很难被压缩等。 说明： 1.当分子间距离很小时，分子间作用力表现为斥力； 2.当分子间距离稍大时，分子间作用力表现为引力； 3.如果分子相距很远，分子间作用力就变得十分微弱，可以忽略。“破镜不能重圆”就属于这种情况。 二、内能 1. 内能 （1）定义：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和。 （2）特点： ① 内能是微观能量，和机械能（宏观）无关； ② 任何物体在任何情况下都有内能； 2. 影响内能大小的因素： (1) 温度：同一个物体，温度升高，内能变大； (2) 质量：其他条件都相同时，物体质量越大，内能越大； (3) 物态：物态变化时，内能也会随之变化，比如，0℃的水比同质量的0℃的冰的内能大。 3. 改变物体内能的两种方式——做功和热传递 做功 热传递 方向 外界对物体做功 物体对外界做功 物体吸收热量 物体放出热量 物体内能 增加 减少 增加 减少 改变内能的实质 能量的转化 能量的转移 总结 实例 发生条件 方向 结束标志 摩擦、弯折、压缩气体 气体向外膨胀推动活塞或把塞子顶开 有温度差 从高温物体向低温物体 从物体的高温部分向低温部分 达到相同温度 说明：做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 常考知识点： 内能、温度、热量的综合辨析问题 （1）热量：热传递过程中传递能量的多少，是一个过程量，表述上应用“吸收或放出热量”不能说“含有热量”、“物体的热量”。 （2）温度： ①热传递的条件是温度差，不是内能差 ②热传递传递的是热量，不是温度。 （3）内能、温度与热量的关系辨析： 　①物体温度升高（降低），内能一定增加（减少），但不一定是吸收（放出）热量（也可能是做功）； 　②内能增加，不一定是吸收热量（也可能是做功），不一定温度升高（比如晶体熔化）；内能减少，不一定是放出热量（也可能是做功），不一定温度降低（比如凝固成晶体）。 三、比热容与热值的计算 1.燃料的热值：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 （1）热值反映的是不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领大小。热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、物态以及是否完全燃烧等均无关。 （2）燃料燃烧计算 ①Q放= qm ②Q放=qV 2.比热容：一定质量某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，用符号c表示。 （1）影响因素：物质的比热容与物质的种类、物态有关。说明：比热容可以用热量、质量和温度差来计算，但与它们无关。 （2）水的比热容大的应用：沿海地区比内陆地区昼夜温差小；用水做汽车发动机冷却液；水暖型暖气；傍晚向农田里灌水，防止秧苗被冻坏等。 （3）物质吸热升温（放热降温）计算： 吸收热量升温：Q吸=c×m×（t −t0） 放出热量降温： Q放=c×m×（t0 −t） 3.热机效率： 四、热机四冲程与能量转化 1.汽油机四冲程 （1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由气缸最上端向下运动，汽油和空气的混合物从进气门被吸入汽缸。当活塞运动到气缸最下端时，进汽门关闭。 （2）压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞由汽缸的最下端向上运动，燃料混合物被压缩，汽缸内温度升高，气压增大。 （3）做功冲程：在压缩冲程末，火花塞点火，燃料混合物剧烈燃烧，产生高温高压燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆使曲轴转动。 （4）排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞从汽缸最下端向上运动，把废气排出汽缸，为下一个循环做好准备。 2.工作过程中能量的转化 （1）压缩冲程：机械能转化为内能； （2）做功冲程：内能转化为机械能。 3.汽油机和柴油机的区别 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 吸入物质 汽油和空气的混合物 空气 构造 火花塞 喷油嘴 点火方式 点燃式 压燃式 效率 20%~30%较低 30%~45%较高 原因 柴油机在压缩冲程中，空气的压