内容正文:
内能与内能的利用
一、2022版课标要求
1.知道物质是由分子、原子构成的。
2.通过观察和实验,初步了解分子动理论的基本观点,并能用它解释热现象。
3.了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系,知道改变内能的两种方式;了解热量的概念。
4.通过实验,了解比热容的概念,尝试用比热容的知识解释简单的自然现象,并能进行简单计算。
5.认识燃料的热值。
6.了解汽油机工作的基本原理,了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
7.通过实例了解能量及其存在的不同形式,能简单描述各种各样的能量与我们生活的关系。
8.结合实例进一步认识做功与能量转化或转移的关系。
9.知道能量转化及守恒定律,有用能量转化与守恒的观点分析简单物理现象的意识。
10.在能量的转化和转移过程中认识效率,在生产生活中有提高效率的意识。
二、学生需掌握的知识
1.物质的构成
常见的物质是由___________构成的,分子直径很小,通常以___________作单位,我们可以用___________来观察分子、原子。
2.分子热运动
扩散现象
定义:不同物质在互相接触时___________的现象。
特点:扩散现象的快慢与___________有关,温度越___________,扩散越___________。
发生范围:___________。
举例:花香四溢、墙角放煤日久墙变黑、酒香不怕巷子深等。
表明:分子间存在___________。
分子热运动
定义:一切物质的分子都在不停地__________。
特点:分子热运动的剧烈程度与________有关,温度越________,分子热运动越______。
3.分子间作用力
分子间存在着__________和___________。引力表现如紧压在一起的铅柱没有被重物拉开;斥力表现为固体和液体很难被压缩。
4.内能
定义:___________,叫做物体的内能。
单位:___________,简称___________,符号是___________。
特点:一切物体,不论温度高低,都___________内能。
影响因素:
温度:同一物体,在相同状态下,温度升高时,内能_________;温度降低时,内能________
质量:在物体的温度、状态相同时,物体的质量越___________,内能越___________。
状态:物体的内能与物体的___________也有
5.热量
定义:在热传递过程中,传递能量的___________)叫做热量。
单位:___________,简称___________,符号是___________。
与内能的关系:物体吸收热量,内能_________;放出热量,内能__________。
6.改变物体内能的方式
热传递
实质:能量的_________。
条件:存在___________。
规律:高温物体______,内能_______,温度______;低温物体_____,内能_____,温度______。
做功
实质:能量的___________。
生活举例:钻木取火、摩擦生热、搓手取暖等。
说明:一般而言,外界对物体做功,物体的内能_______;物体对外做功,物体的内能_______。
联系:热传递和做功在改变物体的内能上是_________的。
7.比热容
定义:一定质量的某种物质,在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的___________与它的___________之比,叫做这种物质的比热容。
单位:焦每千克摄氏度,符号是___________。
物理意义:例如水的比热容为___________,其物理意义为___________________________。
理解:
比热容是物质的一种特性,它不随物质质量的改变而改变,也不随物质吸收(或放出)热量的多少而变化。
比热容只与物质的___________和___________有关。对于同一种物质,状态不同,比热容一般不同,如水和冰的比热容不同。
8.热量的计算
公式:Q=cmΔt,Q表示热量,单位为J;m表示质量,单位为kg;c表示比热容,单位为J/(kg·℃);Δt表示温度变化量,单位为℃。
吸热时,Q吸=___________;放热时,Q放=___________。
9.热机
定义:利用___________做功的机械叫做热机。
工作原理:化学能(通过燃料燃烧转化为___________,再通过做功转化为___________)。
10.汽油机的四个冲程及其特点
汽油机的一个工作循环包括4个冲程,对外做功1次,活塞往返运动2次,曲轴和飞轮转动2周。
吸气冲程:进气门___________,排气门___________,活塞向___________运动。
压缩冲程:进气门、排气门都___________,活塞向___________运动,压缩汽油和空气的混合物,此冲程中__________转化为___________。
做功冲程:进气门、排气门都___________,活塞在高温高压的气体作用下向___________运动,此冲程中___________转化为___________,点火方式为点燃式___________。
排气冲程:进气门___________,排气门___________,活塞向___________运动。
11.燃料的热值
定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。
单位:(J/kg或J/m³,对于气体燃料常用J/m³)。
理解:热值是燃料的一种属性,与燃料的体积、质量和是否充分燃烧等无关,只与燃料的___________有关。
12.燃料燃烧放出热量的计算公式
当燃料为固体或液体时:Q=___________(Q表示热量,单位为J;m表示质量,单位为kg;q表示热值,单位为J/kg)。
当燃料为气体时:Q=___________(Q表示热量,单位为J;q表示热值,单位为J/m³;V表示体积,单位为m³)。
13.热机的效率
定义:热机工作时,用来做___________的那部分能量与燃料___________的能量之比,用η表示。
公式:η=W有用/Q放=W有用/(qm)(固体、液体燃料);η=W有用/Q放=W有用/(qV)(气体燃料)。
14.提高热机效率的途径___________、__________、___________。
15.能量的转化和守恒
能量的转化:在一定条件下,各种形式的能量是可以相互___________的,它只会从一种形式___________为其他形式,或者从一个物体(转移)到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量___________。
能量守恒定律:能量既不会___________,也不会___________。
能量的转化和转移具有一定的___________。
说明:不需要动力就可以源源不断对外做功的机器就是永动机,永动机是不可能制成的。
三、重难点命题点判断题
1.扩散现象只能在气体中发生。()
2.温度升高,物体的内能一定增加,所以物体内能增加时温度一定升高。()
3.比热容大的物质吸收热量一定多。()
4.热值大的燃料燃烧时放出的热量一定多。()
5.热机的效率可以达到100%。()
6.物体对外做功,其内能一定减少。()
7.只要对物体做功,物体的内能就一定增加。()
8.热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体,与物体的内能多少无关。()
9.水的比热容比冰大,所以0℃的水比0℃的冰内能大。()
10.一个物体的温度降低,它的热量一定减少。()
四、针对命题点和考点的出题
1.下列关于分子和原子的说法,正确的是()
A.原子是不可再分的最小粒子 B.分子是不可再分的最小粒子
C.原子是由原子核和核外电子构成 D.分子是由原子核和核外电子构成
2.《庄子天下》中曾有下列论述:“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,其意是指物质是无限可分的。常见的物质是由______构成的,窗台上细小的灰尘,空气中极小的水珠______选填“是”或“不是”分子。
3.下列说法正确的是()
A.铁块很难被压缩,说明分子间只存在斥力
B.燃料完全燃烧时放出的热量越多,其热值越大
C.汽油机的做功冲程主要是将内能转化为机械能
D.物体吸收热量,温度一定升高
4.小明把一只钢勺放入装有热水的碗里,过了一会儿钢勺变烫,此现象说明热量可以从______物体传递给______物体,钢勺的内能______选填“增加”或“减少”,这种改变物体内能的方式叫作______。
5.火锅是中国独创的美食,历史悠久。据考证,解放后出土的东汉文物“镬斗”,即为火锅。三国时期或魏文帝时,已有用铜所制的火锅出现,当将煮熟的肉放入口中时,我们会感觉到烫舌头,此时舌头的内能______选填“增大”、“减小”或“不变”,这是通过______的方式来改变舌头的内能。
6.年月日,我国神舟十六号载人飞船返回舱,安全降落在东风着陆场预定区域返回舱穿越大气层时温度升高,这是通过__________选填“热传递”或“做功”的方式将机械能转化为__________能,因为液态氢的__________大可以作为火箭发动机的燃料。
7.在如图所示的实例中,通过热传递改变物体内能的是()
A.迅速下压活塞,管内气体的温度升高
B.酒精灯加热试管中的水,水的温度升高
C.用橡皮条摩擦铜管,铜管的温度升高
D.用手反复弯折铁丝,铁丝的弯折处温度升高
8.“芒种”过后,陕西关中等地区夏收进程已过半。如图,是烈日下联合收割机收麦的场景。下列说法不正确的是()
A.夏收时节气温越高,空气中的分子热运动越剧烈
B.阳光炙烤下的金色麦穗温度升高,其所含的热量变多
C.利用水冷系统给发动机降温,是因为水的比热容较大
D.阳光曝晒下的驾驶室温度升高,是通过热传递的方式增加了其内能
9.下列有关热现象的说法中,正确的是()
A.物体的温度升高,内能一定增加
B.物体吸收了热量,内能一定增加
C.温度高的物体比温度低的物体含有的热量多
D.热传递中温度总是从热的物体传到冷的物体
10.下列说法中正确的是()
A.物体的温度越高,它具有的热量就越多
B.物体的机械能增加时,其内能也变大
C.物体吸收了热量,它的内能增加,温度必定会升高
D.物体温度升高,不一定吸收了热量
11.冬天,人们常用热水袋取暖。水能长时间供暖,主要原因是水的()
A.密度大 B.密度小 C.比热容大 D.比热容小
12.小天阅读了下表,并经过分析得出了如下一些结论,其中正确的是()
常温常压下几种物质的比热容
水
煤油
干泥土
铅
冰
水银
铜
砂石
A.同种物质在不同物态下,其比热容可能不同
B.质量为的水,温度为时,具有的热量为
C.质量相等的水和干泥土,吸收相同热量,水温升高较多
D.由于水的比热容较大,通常沿海地区昼夜温差比内陆地区要小一些
13.在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的甲、乙两种不同液体,用两个完全相同的电加热器对其加热,每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度,并画出了温度随时间变化的图像如图所示,由图像可知()
A.甲液体比热容小
B.甲、乙的比热容之比为:
C.内乙液体吸收的热量多
D.升高相同的温度时,甲液体吸收的热量少
14.冬天人们常用如图所示的暖手宝取暖,该暖手宝在加热过程中将电能转化为__________能;为了使其能够放出更多的热量,内部的液体应具备的特点是比热容__________选填“较大”或“较小”;暖手时感觉格外温暖,是因为手__________选填“吸收”或“放出”了热量。
15.下列现象中,没有利用“水的比热容较大”这个特点的是()
A.夏天在地面上洒水,人感到凉快
B.用热水袋捂手,可以保暖较长时间
C.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
D.汽车发动机用水作冷却剂
16.为研究物质的吸热性能,小川同学分别对质量都为,对初温都为的水和煤油加热,结果水温升高到,则:不考虑热量损失,已知,,煤油的沸点为
水吸收的热量是多少?
若水吸收的热量全部被煤油吸收,煤油的温度能升高多少?
17.小亮用电热水壶将质量为、初温为的水加热到,在只有电热水壶工作的情况下,他观察到家中标有“”的电能表的指示灯在内闪烁了次,已知水的比热容为。求:
水吸收的热量;
电热水壶的实际功率;
电热水壶的工作效率。
18.如图所示,用酒精灯对试管加热,等水沸腾后,可以看到蒸汽把软木塞顶跑。下列说法正确的是()
A.用酒精灯加热试管,水内能的增加是通过做功的方式实现的
B.蒸气把软木塞顶跑的过程,实现了内能向机械能的转化
C.蒸气把软木塞顶跑的过程,相当于汽油机的排气冲程
D.试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气
19.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 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,对外做功次 D.汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
20.下列关于汽油机和柴油机的主要区别,错误的是()
A.柴油机的汽缸顶部是火花塞,汽油机的汽缸顶部是喷油嘴
B.柴油机的点火方式为压燃式,汽油机的点火方式为点燃式
C.一般情况下,柴油机比汽油机效率高
D.柴油机与汽油机的工作过程基本相同
21.如图所示,单缸四冲程汽油机在该冲程中的能量转化情况为______;该汽油机每秒钟完成次做功,则其转速是______,该汽油机燃烧______汽油可以放出的热量。
22.汽油机工作时,在______冲程获得动力。中秋节能能随爸爸妈妈自驾回老家看望爷爷奶奶,他发现汽车在高速公路上行驶时,仪表盘的转速稳定在,则此时内汽油机对外做功______次。
23.下列说法正确的是()
A.铁块很难被压缩,说明分子间只存在斥力
B.燃料完全燃烧时放出的热量越多,其热值越大
C.汽油机的做功冲程主要是将内能转化为机械能
D.物体吸收热量,温度一定升高
24.田螺鸭脚煲是广西的特色菜肴,它的制作主要步骤是熬美味的田螺汤:若煮一锅田螺鸭脚煲需加水、田螺、骨头、鸭脚等材料共,锅中所有材料的初始温度都为,它们的平均比热容为,用掉的煤气将汤烧开汤的沸点为,煤气的热值约为。求:
田螺汤吸收的热量;
煤气完全燃烧放出的热量;
用煤气煮田螺鸭脚煲的效率。
25.下列有关热机效率、功率以及燃料热值的说法中,正确的是()
A.热机所用燃料的热值越大,效率越高
B.热机所用燃料的化学能转化成的内能越多,效率越高
C.做功越快的热机,效率一定越高
D.热值是燃料的一种性质,热值大小与燃料放热多少、是否完全燃烧均无关
答案
基础知识
1.分子;10-10米;显微镜
2.彼此进入对方;温度;高;快;整个物体;间隙;做无规则运动;温度;高;剧烈
3.引力;斥力
4.物体内部所有分子做无规则运动所具有的分子动能和分子势能的总和;焦耳;焦;J;具有;增加;减少;大;大;状态
5.多少;焦耳;焦;J;增加;减少
6.转移;温度差;放热;减少;降低;吸热;增加;升高;转化;增加;减少;等效
7.热量;质量;温度变化量;J/(kg·℃);4.2×103J/(kg·℃);1kg水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为4.2×103J;种类;状态
8.cmΔt;cmΔt
9.内能;内能;机械能
10.打开;关闭;下;关闭;上;内能;机械能;关闭;下;内能;机械能;汽油机
11.种类
12.mq;qV
13.有用功;完全燃烧释放;η
14.减少热量损失;提高燃料利用率;减少机械摩擦
15.转化;转化;保持不变;凭空产生;凭空消失;方向性
判断题:
1.×
2.×
3.×
4.×
5.×
6.√
7.×
8.√
9.×
10.×
典型例题
1.C
2.分子、原子;不是。
3.C
4.高温;低温;增加;热传递。
5.增大;热传递。
6.做功内热值
7.B
8.B
9.A
10.D
11.C
12.AD
13.B
14.内能较大吸收
15.A
16.1.05X105J,100℃,
17.解:水吸收的热量为
给水加热过程中,电热水壶消耗的电能是
电热水壶的实际功率
电热水壶的工作效率
答:水吸收的热量为;
电热水壶的实际功率为;
电热水壶的工作效率为。
18.B
19.B
20.A
21.内能转化为机械能;;。
22.做功;
23.C
24.2.7x106J,4X106J67.5%
25.D
学科网(北京)股份有限公司
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