2024年中考物理复习------内能及内能的利用

中考总复习13、14：内能和内能的利用 刘建军 考点·梳理知识点 一、物质的构成 常见的物质是由极其微小的粒子—— 、 构成的。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 运动和分子之间有 。 分子 原子 相互接触 间隙 10-10 在不停的做无规则 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 。 温度 剧烈 考点·梳理知识点 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：常见的物质是由大量的 、 构成的；物质内的分子在 做热运动；分子之间存在 ，和 。 引力 斥力 不停的 分子 引力 原子 斥力 斥力 引力 考点·梳理知识点 1.扩散速度的比较：在固体、液体和气体之间都可以发生扩散。在相同条件下，气体扩散速度最快，液体次之，固体最慢。 巧点拨 2.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、咸菜腌咸等；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。 考点·梳理知识点 3.固态、液态和气态的特征 考点·梳理知识点 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：物质的种类、质量、温度、状态等。 3.特点：一切物体，不论温度高低，都具有 。物体温度降低时内能 ，温度升高时内能 。 动能 焦耳J 内能 减小 分子势能 增大 二、物体内能的改变 1.改变物体内能的两种方式 考点·梳理知识点 增大 增大 升高 减少 降低 相同 温度差 转移 转化 减少 考点·梳理知识点 2.热量：在热传递过程中，传递 叫做热量。热量的单位是 。 1.温度在0℃以下的物体没有内能。( ) 2.运动的物体有内能，静止的物体没有内能。( ) 3.物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高。( ) 4.物体的内能越大，含有的热量就越多，温度也越高。( ) 能量的多少 焦耳J ✔ ✘ ✘ ✘ 练一练 考点·梳理知识点 1.对内能的理解：内能是指物体的内能，不是分子的内能，是物体内部所有分子共同具有的分子动能和分子势能的总和，单纯考虑一个分子的动能和势能是没有意义的。一切物体在任何情况下都具有内能。具有机械能的物体同时一定具有内能，但具有内能的物体不一定具有机械能。 巧点拨 2.内能改变和温度改变之间的联系 考点·梳理知识点 3.对热量的理解：热量是反映物体内能改变量的一个物理量，物体吸收（放出）多少焦耳的热量，就表明这个物体的内能增加（减少）多少焦耳。热量是指在热传递过程中能量改变的多少，是一个过程量，只能用“吸收”和“放出”来描述，不能说物体中含有多少热量。 1.定义：一定质量的某种物质，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 ，叫做这种物质的比热容，用符号c表示。 2.单位： 。 3.物理意义：表示物质吸热（或放热）本领的物理量。 4.影响因素：比热容是物质本身的一种性质，其大小与物质的 、 有关，与物体吸收或放出的热量、质量、体积、温度、形状等均无关。 比热容 比 J/kg•℃ 种类 状态 热量的计算 考点·梳理知识点 1.计算公式： 。（式中Δt表示物质升高或降低的温度） 2.吸热公式： ； 放热公式： 。 ✔ Q=cmΔt Q吸=cm（t-t0） Q放=cm（t0-t） 1.沙漠里温差大是因为砂石的比热容较大。( ) 2.冰在熔化成水的过程中，比热容改变，内能增加，温度不变。( ) 3.质量相等、初温相同的铜块和水放出相同的热量后，再把铜块放入水中后它们之间热量由水传递给铜块。（ ） 练一练 ✔ ✘ 考点·梳理知识点 1.水的比热容大的实际意义 （1）降温或取暖（一定质量的水升高或降低一定的温度，吸收或放出的热量较大）； （2）调节气候（一定质量的水吸收或放出很多的热量，而自身温度变化不大）。 巧点拨 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） 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 考点·梳理知识点 汽油机 向下运动 机械 打开 向下运动 关闭 关闭 机械 打开 内 内 考点·梳理知识点 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。 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。 考点·梳理知识点 热机的效率 一、燃料的热值 1.定义：某种燃料 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： 。 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。 完全燃烧 完全燃烧 焦每千克J/kg 种类 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。 Q放=mq Q放=Vq 比 考点·梳理知识点 二、热机的效率 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 ，叫做热机的效率。 2.公式： 。 有用功 比 3.提高热机效率的措施： 保持良好的润滑，减小摩擦。 使燃料充分燃烧； 尽量减少各种热损失； 考点·梳理知识点 1.煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多。（ ） 2.为了提高锅炉效率，要用热值高的燃料。（ ） 3.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关。（ ） 4.热机做功越快，效率一定越高。（ ） 练一练 ✘ ✘ ✘ ✔ 1.热机效率的实际意义：热机效率的高低是反映热机性能的一个标志，效率越高的热机，性能就越好。 巧点拨 考点·梳理知识点 2.机械效率、热效率、热机效率的计算方法 （1）机械效率： （2）热效率： 如果是炉子，则Q放为燃料完全燃烧放出的热量（Q放＝mq）；如果是太阳能热水器，则Q放为太阳照射的总能量；如果是电热器，则Q放为电流做功放出的热量（Q放＝W＝UIt）。 （3）热机效率： 考点·梳理知识点 能量的转化和守恒 一、能量的转化 在一定的条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。例如：摩擦生热，机械能转化为 能；水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为 能。 二、能量守恒定律 能量既不会凭空 ，也不会凭空 ，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 。 永动机：不需要动力就能源源不断地对外做功的机器叫做永动机，大量研究表明，永动机是不可能制造出来的。 内 电 消灭 产生 转化 转移 保持不变 考法·聚焦重难点 改变内能的方式（重点） 样题1 （★）如图所示，在配有活塞的厚玻璃筒底部放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能是通过 方式改变的；筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧，棉花的内能是通过 方式改变的。 1.把图钉帽在课桌上来回摩擦几下后，图钉帽热得烫手，这是用 的方法改变了物体的内能；把瓶装水放在冰箱里，一会儿变凉了，这是用 的方法改变了物体的内能。 做功 做功 热传递 热传递 考法·聚焦重难点 2.一个热气腾腾的“油焖大虾”放入口中，舌尖上除了感觉到美味外，舌尖的温度也升高了，舌尖的内能增大，这是通过 改变了舌尖的内能。当打开易拉罐拉环时，会听到“嘭”的一声，这一过程是 能转化为 能。 内能、热量、温度的理解（难点） 样题2 下列关于热量、温度、内能说法正确的是( ) A.相同质量的干泥土和水，吸热相同，干泥土上升的温度较高 B.高温物体具有的内能一定比低温物体具有内能多 C.物体吸收热量内能一定增加，物体的温度一定升高 D.物体的温度越高，含有的热量越多 热传递 内 机械 A 考法·聚焦重难点 3.下列关于温度、内能和热量的说法，正确的是( ) A.物体内能减少，一定对外做功 B.物体吸收热量，温度不一定升高 C.物体温度越高，所含热量越多 D.物体的机械能越多，其内能就越多 4.甲、乙两杯水温度各为40℃、80℃，下列说法正确的是( ) A.只有加热才能使水升温 B.甲杯中水的内能一定比乙杯中的小 C.乙杯中水的温度降低，水的内能一定减小 D.甲杯中的水分子运动一定比乙杯中的剧烈 B C 考法·聚焦重难点 比热容及其应用（重点） 样题3 用稳定的热源给一个物体均匀加热，得到它的熔化图像如图所示，那么该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比是( ) A.1∶2 B.1∶1 C.1∶4 D.2∶1 5.比热容是物质的一种属性，不只和物质的 有关，还和物质的 有关。 我们通常把烧红的铁丝放入水中冷却，这是利用了水的 较大的性质；水稻是喜温植物，春季育秧时，农民通常在傍晚向秧田灌水，早晨再将水放出，以防霜冻，这是因为水的 较大，当气温降低时，水能放出较多的热量。 C 种类 状态 比热容 比热容 考法·聚焦重难点 6.益阳市建有大量的绿地，绿地中的人工湖具有“吸热”功能，盛夏时节能大大减弱周围地区的“热岛效应”。若某一人工湖湖水的质量为1.0×107kg，水温升高2℃，则湖水吸收的热量为 J；若这些热量被同等质量的砂石吸收 则砂石升高的温度为 ℃。［c=4.2×103J/（kg·℃）］ 8.4×1010 4 考法·聚焦重难点 热值的理解及其计算（重点） 样题4 水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），则500g水温度升高20℃吸收的热量是 J；若这些热量由酒精完全燃烧获得，则至少要消耗 g酒精。（酒精的热值为3.0×107J/kg） 4.2×104 1.4 7.混合动力汽车的发动机要使用燃油，而且在起步、加速时，由于有电动马达的辅助，所以可以降低油耗，简单地说，就是与同样大小的汽车相比，燃油费用更低，如大众高尔夫每百公里消耗8度电和2.0kg的油耗，它行驶100km，消耗的汽油产生的热量是 J。（q汽油=4.6×107J/kg）。 9.2×107 能力·突破重点实验 实验 比较不同物质吸热的情况 1.实验测量工具：温度计、秒表、天平。 2.实验方法： （1）转换法的应用：通过加热时间反映物质吸收热量的多少；通过温度计示数的变化判断物质吸热能力的大小。 （2）控制变量法的应用：控制两种物质的质量、初温和加热时间相同。 3.实验操作要点及注意事项： （1）温度计的原理、使用及读数。 （2）实验器材的组装：在组装器材时，先确定石棉网的位置，再确定烧杯和温度计的位置。 （3）实验对象的选择：质量、初温相同的不同物质。 4.实验数据及实验分析： （1）图像、表格的数据的提取与分析。 能力·突破重点实验 （2）实验结论的总结。 （3）实验的评估与改进。 （4）水的比热容较大的应用：用水做冷却剂、暖气用水做介质。 （5）比热容的相关计算 样题 为比较两种液体的吸热能力，小军用图甲中两个相同的装置做实验，实验器材还有天平和钟表。收集的实验数据记录如下表。 （1）某时刻温度计的示数如图乙所示，此温度值是 ℃。 26 能力·突破重点实验 （2）实验中，用 间接反映液体 吸收热量的多少。 （3）通过分析表中数据可知， （选填“液体1”或“液体2”）的吸热能力较强。物理上用 这个物理量来描述物质的吸热能力 加热时间 液体1 比热容 补充（1）安装实验器材时，应按照 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行。 自下而上 能力·突破重点实验 补充（2）测量出体积相同的液体1和液体2，然后安装仪器，并记下它们的初始温度。请你找出上述叙述中的错误并改正 。 体积相同的液体1和液体2应改为质量相同的液体1和液体2 补充（3）实验中是通过比较 来判断液体1和液体2的吸热能力大小的。 补充（4）在对实验进行反思时，小军认为原方案有需要两次加热的特点，因此改进方案并设计了如图丙所示的装置，与原方案相比，该方案除了克服上述缺点外，还具有的优点是： 加热相同时间温度的变化 能使液体1和液体2在相同时间内吸收的热量相等 $$