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03
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04
单元复习
第十二章 内能与热机
01.
目录
CONTENTS
1
知识要点
2
易错过关
3
重点实验
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知识要点
物理
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知识要点
易错过关
重点实验
一、内能
定义:物体的内能是指物体内部所有的 的总和 。
改变方法: 和 两种方式。
热传递:是指内能从 物体传到 物体或者从同一物体的 部分传到 部分的过程。
内能的利用:直接用来加热物体或者用来做功。
分子动能与分子势能
做功
热传递
高温
低温
高温
低温
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物理
二、比热容
定义: 的某种物质温度升高(或降低) ℃所吸收(或放出)的热量,叫做该种物质的比热容,用符号 表示。
单位:焦每千克摄氏度,符号是 。
水的比热容及应用:水的比热容为 , 它表示 ,
。
由比热容计算物体吸、放热的公式:Q吸= ;Q放= 。(t0 表示初温,t 表示末温)
单位质量
知识要点
c
J/(kg·℃)
4.2×10³J/(kg · ℃)
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知识要点
易错过关
重点实验
1千克水温度升高(或降低)1℃时
吸收(或放出)的热量是4.2×10³J
1
cm(t-t0)
cm(t0-t)
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物理
三、热量
定义:物体在热传递过程中 改变的多少叫热量,符号: ;单位是 。
发生的条件:存在温度差。
热量传递方向:热量从 物体传到 物体,直到温度相同。
实质:能的 ,即能的形式在转移前后没有发生改变。
规 律:低温物体吸收热量,内能 ,温度升高。
知识要点
Q
J
高温
低温
增加
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知识要点
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重点实验
内能
转移
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物理
四、热值
定义:把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与 的比叫做这种燃料的热值。
单位: 或 。
计算公式:固体和液体Q放= ;气体Q放= 。热值只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量和体积均无关。
知识要点
燃料质量
J/kg
J/m³
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知识要点
易错过关
重点实验
qm
qV
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物理
五、热机
定义:利用 做功的机器。常见的热机有:汽油机、柴油机、蒸汽机等。
内燃机工作原理:燃料在气缸内燃烧,产生高温高压的气体,把 转化为 ; 然后高温高压的气体推动活塞做功,把 转化为 。
内燃机的分类:汽油机、柴油机两大类。
知识要点
内能
化学能
内能
内能
机械能
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知识要点
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重点实验
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物理
知识要点
五、热机
热机工作特点:由 冲程、 冲程、 冲程、 冲程四个冲程组成。 在热机的一个工作循环中,机械能转化为内能的是 冲程,内能转化为机械能的是 冲程。在一个工作循环中,活塞来回往复 次,曲轴转动 周,燃气对外做功 次。
热机的效率:用来做有用功的能量与燃料 放出的能量之比。用公式表示 。
提高热机效率的途径:一是让燃料尽可能地 ;二是要减少热量的 ;三是设法利用 的能量。
压缩
做功
两
两
一
完全燃烧
充分燃烧
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重点实验
损失
废气
吸气
压缩
做功
做功
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物理
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易错点1 温度、热量和内能的区别与联系
1.下列关于温度、内能、热量和做功的说法中,正确的是( )
A. 物体温度降低,内能一定减少 B.物体吸收热量,温度一定升高
C. 温度高的物体把温度传给温度低的物体 D.一个物体温度升高, 一定是物体对外做了功
A
2. (2023 ·镇平县二模)如图所示,开封的民间艺人会制作一种“糖人”,先把糖加热 到流体状态,用它画成各种小动物图案,再慢慢晾干变硬。把糖加热,糖会 变成流体状态,这个过程需要 热量,糖的内能 。
熔化
吸收
增加
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重点实验
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物理
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易错点2 内能及改变方式
3. (2023 · 徐州一模)关于内能,下列说法中正确的是( )
A. 0℃ 的物体没有内能
B. 具有机械能的物体不一定具有内能
C. 物体内能的大小与温度无关
D. 物体具有内能也可以同时具有机械能
4. (2021 · 青岛)下列实例属于做功改变内能的是( )
A. 喝冷饮解暑 B. 用热水袋取暖
C. 烈日下的沙子烫脚 D. 汽车内燃机的压缩冲程
D
D
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物理
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易错点3 热值与比热容
5. (2023 · 射洪市校级模拟)对一铁块进行加热,使它的温度升高(铁块未熔化),下列关于它的内能、比热容、热量的说法中,正确的是 ( )
A. 内能增大,比热容不变
B. 内能增大,比热容增大
C. 内能增大,密度增加
D. 内能不变,热量增加
A
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物理
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易错点4 热值、比热容、热机效率的计算
6. (2022 · 荆州)为全面推进“乡村振兴”工程,加快农业农村绿色发展,荆州市大部分农村地区已经使 用上了煤气烧水煮饭,小王同学用他家的煤气将体积为2L、初温为20℃的水加热到100℃,水吸收 的热量是 J; 若此过程的热效率为40%,则消耗煤气 。 [水的密度为 1.0×10³kg/m³,水的比热容为4.2×10³J/(kg · ℃),煤气的热值为4.0×107J/m³]
6.72×10⁵
0.042m³
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重点实验
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物理
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7. (2023秋 · 南海区期中)无人驾驶汽车是一种智能汽车,主要依靠车内以计算机系统为主的智能驾 驶仪来实现无人驾驶。某无人驾驶汽车沿水平路面匀速直线行驶200s, 发动机做功为3.36×107J, 消耗柴油2.1kg 。求:
[c水=4.2×10³J/(kg·℃),q柴油=4×107J/kg]
(1)消耗的柴油完全燃烧释放的热量;
(2)该汽车发动机的效率;
(3)若2.1kg 柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收,可将多少千克水从20℃加热到70℃?
解:(1)消耗的柴油完全燃烧释放的热量Q放=m柴油q柴油=2.1kg×4×107J/kg=8.4×107J;
(2)汽车发动机的效率η=×100%=×100%=40%;
(3)因为2.1kg柴油完全燃烧释放的热量全部被水吸收, 所以水吸收的热量Q吸=Q放=8.4×107J,
由Q吸=cm(t-t0) 可知,水的质量m===400kg。
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重点实验
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物理
重点实验
8. (2023 · 凌海市三模)某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表所示:
加热时间
小组 液体 质量m/g 初温t₁/℃ 末温t₂/℃ 加热时间t/min
1 水 200 25 40 13.5
煤油 200 25 40 6.5
2 水 200 25 40 12
煤油 200 25 40 5.5
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重点实验
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物理
重点实验
通过分析实验数据,能够得出的结论是 。
. 。
(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图像,能正确描述该实验真实情况的 图像是 。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现; 第1小组的加热时间明显比第二组偏长,其原因可能是 。
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热, 如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是 。
质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或 质量相同
的水和煤油升高相同温度,水吸收的热量多)
C
酒精灯的火焰大小不同
在相同时间内,水和煤油吸收的热量相同
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