2025年贵州省中考物理一轮复习课件：第六讲内能及其利用

第六讲　内能及其利用 必备知识·夯根基 一、内能 1.定义:构成物体的所有分子,其热运动的__________与______________的总和。  2.影响因素 (1)温度:同一物体,温度升高,内能越________;温度降低时,内能会__________。  (2)质量:在温度、物质种类、物态相同时,物体的质量越大,内能越________。  3.普遍性:一切物体,在任何情况下都具有内能。 　动能　 　分子势能　 　大　 　减小　 　大　 4.内能的改变方式 方式 热传递 做功 实质 能量的__________  能量的__________  条件 存在____________  物体对外做功或外界对物体做功 规律 物体吸收热量,内能______ 物体放出热量,内能______ 物体对外做功,物体内能______ 外界对物体做功,物体内能______ 举 例 归类 ____________ ____________ 实例 a.搓手取暖;b.烧水水变热;c.晒太阳;d.用活塞压缩气体; e.烤火驱寒;f.弯折铁丝,弯折处发热 联系 做功和热传递在改变内能上是__________的  　转移　 　转化　 　温度差　 增大 减小 减小 增大 　b、c、e　  　a、d、f　  　等效　 5.热量:在热传递的过程中,传递__________的多少;单位是_______。  二、比热容、热值和热机的效率 1.比热容和热值的比较 物理量 比热容(c) 热值(q) 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______之比 某种燃料__________燃烧放出的热量 与其__________之比  　内能　 　J　 乘积 　完全　 　质量　 物理量 比热容(c) 热值(q) 单位 _____________  _________或J/m3  性质 物质的一种特性,与物质的种 类和状态有关,与质量、体积、 温度等无关 燃料的一种特性,只与燃料的种类有 关,与燃料的质量、体积、是否完全 燃烧无关 应用 水的比热容________,用于水暖 供热、作冷却剂等  氢的热值________,作为火箭燃料  热量计算 Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t)或Q= __________ 固、液体:Q放=________  气体:Q放=________ 　J/(kg·℃)　 　J/kg　 　大　 　大　 　cmΔt　  　qm　 　qV　  2.热机效率 (1)定义:热机用来做____________的那部分能量与燃料______________放出的能 量之比。  (2)计算公式:___________,变形公式:W有=ηQ放、Q放=。  (3)提高热机效率的途径:①使燃料充分燃烧; ②尽量减小各种热量损失;③机件间保持良好的润滑、减小摩擦;④设法利用 废气中的能量。 　有用功　 　完全燃烧　 　η=　 三、内燃机的工作过程 工作冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 示意图 进气门 __________  __________  __________  __________  排气门 __________ __________ __________ __________ 活塞运动方向 __________ __________ __________ __________ 　打开　 　关闭　 　关闭　 　关闭　 　关闭　  　关闭　  　关闭　  　打开　  　向下　  　向上　  　向下　  　向上　  工作冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 能量转化 — __________  能转化为 ________能  ________能  转化为 __________能  — 联系 (1)每个工作循环飞轮转_______圈,完成_______个做功冲程;  (2)在一个工作循环中,只有__________冲程燃气对外做功,其他 三个辅助冲程依靠______________完成  　机械　 　内　 　内　 　机械　 　2　 　1　 　做功　 　飞轮惯性　 四、能量的转化和守恒 1.能量的转化:在一定条件下,各种形式的能是可以相互__________的。  2.能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,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______________。  3.永动机:违反__________________,根本不可能制造出来。  　转化　 　转化　 　转移　 　保持不变　 　能量守恒定律　 【判正误】 (1)发生热传递时,热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体。( ) (2)在热传递中,高温物体放出热量,内能减少;低温物体吸收热量,内能增加。( ) (3)物体吸热温度不一定升高,物体放热温度不一定降低。( ) (4)燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多。( ) × √ √ × 【对点小练】 1.铁块和铝块互相接触后没有发生热传递,这是因为它们有相同的( ) A.热量 B.温度 C.内能 D.比热容 2.下列增大铁丝内能的四个做法中,与另外三个方法不同的是( ) A.摩擦铁丝 B.把铁丝放在火上烤 C.反复敲打铁丝 D.反复弯折铁丝 B B 3.冬天到了,很多同学利用热水袋来取暖,一方面热水容易获得,成本低;另一方面 水的____________较大,相同情况下降温较________(选填“快”或“慢”),便于长时 间取暖。  4.某种巧克力的营养成分表上标有“每100 g能量2 361 kJ”,该标识的含义与下列 物理量含义类似的是( ) A.热量 B.内能 C.热值 D.比热容 　比热容　 　慢　 C 5.如图所示是某单缸四冲程汽油机的__________冲程,此过程中燃料混合物的内能 __________(选填“增加”“不变”或“减少”),这主要是通过__________(选填“做功”或 “热传递”)方式实现的。  　压缩　 　增加　 　做功　 6.一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速是2 400 r/min,该汽油机每秒钟做功________次, 在做功冲程将________能转化为__________能。  7.冬天人们喜欢捧着一杯热水取暖,这个过程是能量的__________(选填“转化”或 “转移”);在整个过程中能量的总量__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。  8.为了减少对大气的污染,可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤,完全燃烧20 kg秸 秆煤可放出____________J热量;若这些热量完全被水吸收,可使__________kg的水 由20 ℃升高到40 ℃。[q秸=2.1×107 J/kg,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]  　20　 　内　 　机械　 　转移　 　不变　 　4.2×108　 　5 000　 教材图片解读 1.(沪科九全P35图13-3原创)如图所示,物理课上,周老师在一个配有活塞的厚 壁玻璃筒中放一小团硝化棉,迅速向下推压活塞,观察到硝化棉被点燃,说明 __________可以改变物体的内能,此过程中玻璃筒内空气温度升高,内能 __________(选填“增加”“减少”或“不变”)  　做功　 　增加　 2.(人教九全P9图13.2-5乙原创)如图所示,烧瓶内盛少量水,给瓶内打气,当瓶塞跳起 时,可以看到瓶口出现白雾,白雾是水蒸气__________形成的。在这个过程中,气体 膨胀对外做功,温度降低,内能__________,这是通过__________的方式改变物体内 能的。  　液化　 　减少　 　做功　 3.(沪科九全P43图13-12原创)我国北方楼房中的“暖气”以水作为介质,这是利用了 水的____________大这一优点。若质量为100 kg、初温是95℃的热水经过散热器后 水的温度降到了25℃,在这个过程中水放出的热量_____________ J。  　比热容　 　2.94×107　 4.(沪科九全P47图13-17原创)如图所示,这是一个____________(选填“柴油机”或 “汽油机”)模型。家用汽车一般选用____________(选 填“柴油机”或“汽油机”)做为 发动机。 　柴油机　 　汽油机　 5.(人教九全P19图14.1-4原创)甲图是汽油机的__________冲程;乙图是汽油机的 __________冲程,该冲程中气体推动活塞向下运动,缸内气体的体积增大,温度 __________,内能__________;丙图是汽油机的__________冲程,该冲程中活塞向 上运动,缸内气体的体积减小,温度__________,内能__________。  　吸气　 　做功　 　降低　 　减小　 　压缩　 　升高　 　增大　 6.(人教九全P29图14.3-3原创)如图所示为一种人们设想中的永动机,它通过高处的 水流冲击叶片,叶片的转动又带动抽水机从低处将水抽到高处,从而循环工作,这种 永动机____________(选填“能够”或“不能够”)永远工作下去。  　不能够　 实验　比较不同物质吸热的情况 实验探究·提素养 图示 过程 (1)天平:测量被加热物质的质量,保证质量相同 (2)选用两个相同规格的电加热器:使水和食用油在相等时间内吸收的热量相等 实验 方法 转 换 法 (1)升高相同的温度时,通过比较加热时间长短来判断物质的吸热能力。 (加热时间长的物质吸收热量多,吸热能力强) (2)加热时间相同时,通过比较温度升高的多少来判断物质的吸热能力。 (温度升高少的物质吸热能力强) 实验 方法 控 制 变 量 法 思路一:控制物质的质量和升高的 温度相同,选取两种不同物质,比 较加热时间的长短 结论:相同质量的不同物质, 升高相同的温度,加热时间长 的物质吸热能力强 思路二:控制物质的质量和吸收的 热量相同,选取两种不同物质,比 较温度升高的多少 结论:相同质量的不同物质, 吸收相同的热量,温度升高少 的物质吸热能力强 评估 (1)误差分析:测量值和真实值有差异(原因是存在热量损失) (2)开始加热时被加热物质的温度不是均匀升高的原因:烧杯刚开始吸 收热量 改进方法:先将烧杯进行预热 (3)用规格相同的电加热器对不同物质进行加热的好处: ①与酒精灯相比,更容易控制相同时间内提供的热量相同 ②内部加热,热量损失少 【典题】为了比较水和食用油的吸热能力,某小组用两个相同的装置做了如图甲所示的实验,实验数据记录如表。 物质 质量/g 初始温 度/℃ 加热时 间/min 最后温 度/℃ 水 100 20 6 45 食用油 100 20 6 68 基础探究 (1)实验时,使用相同的电加热器加热的目的是______________________________ ______________。  (2)从表中数据可知,水和食用油的质量__________(选填“相同”或“不相同”),加热 结束时,食用油的温度比水温度________(选填“高”或“低”)。  (3)在此实验中,如果水和食用油吸收相同热量时,通过比较__________________(选 填“加热时间”或“温度的变化量”)可以判断它们吸热能力的强弱,这种方法叫 ____________。  　控制相同时间内,不同物质吸收 的热量相同　 　相同　 　高　 　温度的变化量　 　转换法　 (4)在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给________加热更长的时 间,此时,水吸收的热量__________(选填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。  (5)实验表明,________(选填“水”或“食用油”)吸热的能力更强。物质的这种特性用 ____________这个物理量来表示。  (6)冬天,小敏同学想自制一个暖手袋,若只能从水或食用油中选一种液体装入暖手 袋中作为供热物质,则应选择________。  　水　 　大于　 　水　 　比热容　 　水　 创新拓展 (7)(装置改进)另一小组的同学对装置进行了改进,如图乙所示,将分别装有水和食 用油的试管放在同一个烧杯中用水加热,来探究它们的吸热能力,而不是用两个电 加热器分别加热,这样做的好处是______________________________。  　更易控制相同时间吸热相同　 (8)(思维拓展)小敏同学通过所测量的实验数据,绘制了如图丙所示图像。由图 像可知c水∶c油=__________。  　4∶3　 考点一　改变内能的方式 【典题1】下列事例中,通过做功改变物体内能的是________________,通过热传递 改变物体内能的是________________。(均填序号)  ①盛夏时,吃雪糕解暑; ②搓手时,手感到热; ③天冷时,用热水袋取暖; ④用锯条锯木头,锯条温度升高; ⑤发烧时,用湿毛巾给头部降温; ⑥把冰冷的手放到嘴边哈气,手会变暖; ⑦用手反复弯折铁丝,铁丝弯折处会发热; ⑧给自行车打气,打气筒壁会发热。 ⑨炎热的夏天,柏油路面温度升高 ⑩神舟十二号返回舱穿越大气层时温度升高 重点难点·释疑难 　②④⑦⑧⑩　 　①③⑤⑥⑨　 【技法点拨】分析能量转变、抓关键词 途径 做功 热传递 能量 转变 有内能之外的其他形式的能出现 出现的能量形式均为内能 关键 词 摩擦、搓手、弯折、压缩或膨胀等 烧水、热水袋、晒太阳、冰箱等 【中考挑战】(2024·宁夏中考)下列实例中属于做功改变物体内能的是( ) A.图甲中,炉火烧水 B.图乙中,搓手取暖 C.图丙中,用暖手宝暖手 D.图丁中,热鸡蛋放在冷水中冷却 B 考点二　热量的计算 【典题2】(2023·益阳中考)如图所示为某种固体酒精炉,固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全,为了测定该固体酒精炉的热效率,在炉中放入40 g的固体酒精,当固体酒精燃烧完后,锅中1 kg的水温度从20 ℃升高到了70 ℃。已知固体酒精的热值为1.5×107 J/kg,水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)。 (1)若固体酒精完全燃烧,则放出的热量是多少? (2)水吸收的热量是多少? (3)测得固体酒精炉的热效率是多大? (4)请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。 解:(1)固体酒精完全燃烧放出的热量:Q放=m酒精q酒精=40×10-3 kg×1.5×107 J/kg =6×105 J; (2)水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(70 ℃-20 ℃)=2.1×105 J; (3)固体酒精炉的热效率: η===35%; (4)固体酒精不能完全燃烧,而且加热过程中有热量的损失,使得固体酒精炉热效率不高。 【易错警示】(1)分析温度的文字表述:“升高了”“降低了”表示温度的变化量Δt,“升高到”“降低到”表示物体的末温t2。 (2)已知水的体积计算质量的依据是m=ρV,切忌将L和kg混淆。 (3)1个标准大气压下,水的沸点为100 ℃,当继续加热时,水能继续吸热,但温度保持在100 ℃不变。 【中考挑战】(2024·聊城中考)随着新能源政策的引导及风力发电、并网等技术的发展,我国风力发电开发走在了世界前列,装机容量居全球第一。某地有一风力发电站,其中一台风力发电机1 s内提供的电能约为1.8×104 J,1年内提供的电能约为4.8×1011 J。求: (1)若该风力发电机1s内提供的电能全部转化为内能,并有70%被水吸收,可以使 100 g常温下的水升高多少摄氏度;[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] (2)若该风力发电机1年内提供的电能改由火力发电机来提供,且火力发电机工作时煤炭燃烧产生的热量约40%转化为电能,则需要完全燃烧多少千克煤炭。(煤炭的热值q约为3.0×107 J/kg) 解:(1)水在1 s内吸收的热量:Q吸=70%W电=70%×1.8×104 J=1.26×104 J; 由Q吸=cmΔt可得,水升高的温度: Δt===30 ℃。 (2)1年内火力发电机工作时,煤炭燃烧产生的热量:Q火===1.2×1012 J; 煤炭质量:m===4×104 kg。 考点三　温度、内能和热量的综合辨析 【典题3】关于温度、内能和热量,下列说法正确的有______________。(填序号)  ①物体的温度升高了,其内能一定增加; ②-10 ℃的冰块没有内能; ③物体吸收热量,温度可能保持不变; ④物体内能减少时,温度一定降低; ⑤热传递过程中,内能总是从高温物体转移到低温物体; ⑥物体内能增加,它可能吸收了热量; ⑦温度低的物体含有的热量少; ⑧外界对物体做功,物体的内能一定增加。 　①③⑤⑥　 【技法点拨】辨析温度、内能、热量三者的关系 项目 温度 热量 内能 性质 状态量 过程量 状态量 表述 是多少、升高、升高到、降低、降低到 吸收、放出,不能说“含有” 具有、增加、减少、改变 联系 【易错警示】(1)不能认为物体吸热(或放热),其温度一定会升高(或降低)。 (2)物体内能增加,可能是发生了热传递,也可能是外界对物体做了功。 (3)不能认为物体的内能增加,其温度一定升高。 【中考挑战】(多项选择)(2024·龙东地区中考)关于温度、内能、热量、功的说 法正确的是( ) A.物体温度升高,一定吸收了热量 B.物体温度升高,内能一定增加 C.物体内能增加,一定是外界对它做了功 D.物体吸收热量,温度可能不变 B、D 题组一　内能 1.(多项选择)(2024·贵州模拟)如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团 硝化棉,迅速压下活塞,观察到硝化棉燃烧起来。在下压活塞的过程中,下列说法 正确的是(　 ) A.气体的内能转化为活塞的机械能 B.筒内气体温度升高 C.筒内气体的内能不变 D.活塞对筒内气体做了功 贵州常考题型演练 B、D　 2.(2022· 遵义中考)今年端午节期间,某同学一家驾驶小汽车从遵义城区前往赤水 探亲,该小汽车的发动机是汽油机,汽油机工作时主要通过__________方式改变气缸 内气体的内能。  3.(2024·贵州模拟)热爱劳动的津津学做贵阳特色菜“贴饽饽柴火鸡”。烹饪时主要 通过____________(选填“做功”或“热传递”)的方式来增大食材的内能。  　做功　 　热传递　 题组二　比热容 4.(2024·福建中考)水约占人体体重的60%~70%,有助于调节体温,原因之一是水具有较大 的( ) A.热值　　B.密度　　C.温度　　D.比热容 5.(2024·铜仁模拟)吃完晚饭后,小明一家人去海边散步,小明发现在海边的风特别大,回家 查阅资料后小明发现了风大的原因,如图为示意图。那么海陆风形成的原因是:与海洋相 比,陆地( ) A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高 B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低 C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高 D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低 D A 题组三　热机 6.(2024·新疆中考)下列运载工具中,不需要利用热机的是( ) A.喷气式飞机 B.柴油拖拉机 C.纯电动汽车 D.长征系列火箭 7.(2024·牡丹江中考)关于热机,下列说法正确的是( ) A.蒸汽机不属于热机 B.柴油机的效率能达到100% C.汽油机会散发出汽油味属于扩散现象 D.内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能 C C 8.(2024·扬州中考)家用燃油汽车的发动机主要是汽油机,下列说法正确的是( ) A.汽油机的效率能达到100% B.汽油机燃烧汽油会造成环境污染 C.汽油机的一个工作循环中,对外做功4次 D.汽油机在吸气冲程中只吸入汽油 B 题组四　热量的相关计算 9.(2022·黔东南中考改编)2023年6月15日13时30分,伴随着一阵山呼海啸般的巨响, 长征二号丁遥八十八运载火箭搭载着41颗卫星,在我国太原卫星发射中心一飞冲 天,刷新了我国“一箭多星”即单次发射卫星数量最多的纪录,由此开启了我国新的 共享火箭“拼车”模式。火箭发动机做功把燃料燃烧的内能转化为__________能, 若该燃料的热值为1.4×108 J/kg,则完全燃烧500 g该燃料放出的热量是 ___________ J。  　机械　 　7×107　 10.(2024·黔东南质检)为了保证学生饮水卫生,学校决定为学生供应开水。工人 师傅用锅炉将300 kg、温度为20 ℃的水烧开(在标准大气压下),这些水要吸 收________________的热量。实际烧了10 kg的无烟煤,这些煤完全燃烧放出 ______________的热量。锅炉烧水的效率为___________(保留3位有效数字)。 [c水=4.2×103 J/(kg·℃),q煤=3.4×107 J/kg]  　1.008×108 J　 　3.4×108 J　 　29.6%　 11.(2024·黔东南模拟)某家庭用燃气热水器将质量为100 kg、温度为20 ℃的自来水加热到50 ℃,消耗的天然气体积为1 m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值为3.2×107 J/m3,求: (1)天然气完全燃烧放出的热量; (2)水吸收的热量; (3)该热水器工作时的效率。 解:(1)天然气完全燃烧放出的热量: Q放=Vq=1 m3×3.2×107 J/m3=3.2×107 J。 (2)水吸收的热量: Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)× 100 kg×(50 ℃-20 ℃)=1.26×107 J。 (3)该热水器的效率: η==≈39.4%。 $$