内容正文:
第5讲 内能 内能的利用
教材考点梳理
1.分子动理论
一切物质都由_______和_______组成;分子和原子在永不停息地做_________运动;分子间存在相互作用的_______和_______.
分子热运动
分子间的引力和斥力是同时存在的.
警示
分子
原子
无规则
引力
斥力
2.扩散现象
(1)扩散现象在一切_____体、_____体和_____体中都能发生.
(2)扩散现象表明:一切物质的分子都在不停地做_________运动,分子间存在_______.
3.分子热运动
一切物质的分子都在不停地做_________运动,且_______越高,分子运动越剧烈.
固
液
气
无规则
空隙
无规则
温度
1.内能
物体内所有分子_______和_____________的总和,叫作物体的内能.内能与物体的_______和_______有关.
内能
一切物体都有内能.
提示
动能
分子间势能
温度
质量
2.改变内能的方式
改变内能的方式有_______和_________.它们在改变物体的内能上是等效的.
(1)热传递:指内能从_______物体传到_________物体或从同一物体的_______部分传到_______部分的过程.
(2)热量:热传递过程中,传递_______的多少.
做功
热传递
一个
另一个
高温
低温
内能
热量是过程量,不能说物体“含有”热量.
警示
3.温度、内能、热量的关系
物体温度升高,内能_______;物体温度降低,内能_______.物体吸收热量,内能_______,温度可能_______,也可能_______;物体放出热量,内能_______,温度可能_______,也可能_______.
增加
减小
增加
升高
不变
减小
降低
不变
1.物理意义
比热容是表示物质_______能力的物理量.比热容大,表示物质_____________.
2.单位
比热容的单位:______________.
比热容
吸热
吸热能力强
J/(kg·℃)
3.水的比热容
水的比热容为_______________________,其物理意义是:________ ___________________________________.
4.2×103 J/(kg·℃)
比热容是物质的固有属性,每种物质都有它的比热容.比热容与物质的多少无关;同种物质的比热容可能不同,如水和冰.
警示
1 kg水温度升高1 ℃,吸收4.2×103 J的热量
4.比热容的计算
物质在温度变化时吸收或放出的热量的计算公式:__________.
Q=cmΔt
1.汽油机与柴油机的四个冲程
热机
冲程 汽油机 柴油机
吸气
冲程 进气门打开,排气门关闭,活塞下行
吸入汽油和空气的混合物 只吸入空气
压缩冲程 进气门和排气门都关闭,活塞上行.将______能转化为____能
做功冲程 进气门和排气门都关闭,活塞下行.将____能转化为______能,对外提供动力
点火方式 火花塞点火 喷油嘴喷出的柴油遇到被压缩的高温高压气体而燃烧
排气冲程 进气门关闭,排气门打开,活塞上行,排出废气
机械
内
内
机械
2.热机的效率
(1)热值:把____kg某种燃料_______燃烧放出的热量,叫作这种燃料的热值.
(2)燃料燃烧放热公式有________和________.
(3)热机的效率:用来做_______功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比叫作热机的效率.
(4)计算热机效率的公式:_________.
1
完全
Q=qm
Q=qV
有用
η=
1.能量的转化
在一定条件下,各种形式的能量可以相互转化,如:摩擦生热是把机械能转化为内能;水轮发电机把机械能转化为电能.
能量的转化与守恒
2.能量守恒定律的内容
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_______.
人们曾设想制造一种不需要动力就可以不断对外做功的机器,叫永动机.永动机是不可能造出来的,因为它违背了能量守恒定律.
警示
产生
消失
转化
转移
不变
科学实验探究
比较不同物质的吸热情况
实验
装置
实验
器材 水、煤油、两个相同的烧杯、两个相同的酒精灯、铁架台、陶土网、温度计、玻璃棒、秒表、天平
实验方法 ___________和转换法
控制变量
实验
步骤 【方案一】
(1)用天平称出质量_______的水和煤油,它们的_______相同.
(2)用相同的酒精灯同时开始加热.
(3)加热相同的时间后,分别记录温度计的示数.
(4)重复步骤(3),多记录几组数据.
(5)实验结束后,整理好器材.
【方案二】
(1)用天平称出质量_______的水和煤油,它们的_______相同.
相同
初温
相同
初温
实验
步骤 (2)用相同的酒精灯同时开始加热.
(3)观察温度计的示数,待温度升高5 ℃时,分别记录加热的时间.
(4)待温度升高10 ℃时,分别记录加热的时间,以此类推,多记录几组数据.
(5)实验结束后,整理好器材
实验注意事项 (1)自下而上组装器材.
(2)烧杯要放在陶土网上,都用酒精灯火焰的外焰加热.
(3)温度计的玻璃泡要_______在液体中,且不能接触烧杯壁和烧杯底.
(4)加热时用玻璃棒搅拌,使液体___________
浸没
均匀受热
实验
结论 方案一:不同物质,在_______相等时,吸收_______的热量,升高的_______不同.
方案二:不同物质,在_______相等、升高的_______相同时,吸收的_______不同
质量
相同
温度
质量
温度
热量
(2023·随州改编)达瓦实验小组用规格完全相同的实验器材,对初温相同的100 g水、200 g水、100 g煤油进行加热,如图所示.
(1)若要探究不同物质的吸热差异,则应选择_________两图进行对比实验.
(2)水沸腾时,小组成员观察到烧杯内出现的气泡是图丁的____(选填“A”“B”或“C”).
甲、丙
B
(3)在处理实验数据时,小组成员绘制了从开始加热到沸腾前液体的温度随时间变化的图像,如图戊,分析可知100 g煤油对应的图像是____(选填“b”或“c”).(已知水的比热容大于煤油的比热容)
c
核心考点突破
1
(2024·宜宾)下列描述中,属于扩散现象的是( )
A.桂花花香四溢 B.雪花漫天飘舞
C.灰尘空中飞扬 D.江面雾气弥漫
分子热运动
桂花花香四溢是因为花香分子在不停地做无规则运动.雪花漫天飘舞、灰尘空中飞扬和江面雾气弥漫都属于机械运动.
A
1.(2024·成都)成都别称芙蓉城、蓉城,这座以花为名的城市自古与花结缘.大诗人陆游魂萦梦牵的诗中美景:“二十里中香不断,青羊宫到浣花溪”,依旧是成都一道靓丽的风景线.诗人闻到花香属于_______现象;诗句“花气袭人知骤暖”所蕴藏的物理知识:分子做无规则运动的剧烈程度与_______有关.
扩散
温度
2
(2023·营口)关于温度、内能、热量,下列说法正确的是
( )
A.温度高的物体含有的热量多
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.气体膨胀对外做功,自身内能会减少
D.热传递过程中,温度从高温物体传递给低温物体
内能
热量是一个过程量,不能说含有,故A错误.物体吸收了热量,温度可能不变,比如晶体熔化时,不断吸收热量,但温度不变,故B错误.气体膨胀对外做功后,自身的内能减少,温度降低,故C正确.热传递过程中,热量从温度高的物体传递到温度低的物体,传递的不是温度,故D错误.
C
2.(2024·福建)“煮”的篆体写法如图所示,表示用火烧煮食物.下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A.热水暖手
B.钻木取火
C.搓手取暖
D.擦燃火柴
3.(2024·眉山)端午节期间,小龙在家里学习时,闻到粽子的香味,这是_____现象.煮粽子时,是通过_______的方式改变它的内能的.
A
扩散
热传递
3
(2024·安徽)一个保温杯中装有质量为200 g、温度为25 ℃的水.将一个质量为100 g、温度为100 ℃的金属块放入杯中,一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30 ℃.假设金属块放出的热量全部被水吸收,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则该金属块的比热容为________J/(kg·℃).
比热容
根据题意,水吸收的热量等于金属块放出的热量,根据热量公式,列出方程可求解金属块的比热容.
0.6×103
(2023·广安改编)卓玛一家到某基地露营时,用火炉将质量为2 kg、初温为20 ℃的水加热到60 ℃,燃烧了100 g木炭.已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),木炭的热值q=3.36×107 J/kg.求:
(1)水吸收的热量;
解:水吸收的热量:Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(60 ℃-20 ℃)=3.36×105 J.
(2)该火炉烧水的热效率.
解:木炭完全燃烧放出的热量:Q放=m木炭q=100×10-3 kg×3.36×107 J/kg=3.36×106 J,
该火炉烧水的效率:η=×100%=×100%=10%.
4.(2023·苏州)在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”.当出现如图所示的风向时,通常( )
A.发生在白天,且陆地温度较高
B.发生在白天,且海水温度较高
C.发生在夜晚,且陆地温度较高
D.发生在夜晚,且海水温度较高
D
5.(2024·广元)随着科技发展,人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用.已知氢燃料的热值为1.4×108 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃).如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30 kg,这些氢燃料完全燃烧释放的热量为___________J.若这些热量完全被水吸收,可使____________kg水的温度从20 ℃升高到100 ℃.
4.2×109
1.25×104
4
(2023·绥化)如图是四冲程汽油机的工作示意图.从能量转化的角度看,机械能转化为内能的冲程是( )
热机
在内燃机的四个冲程中,压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能,因此需要判断选项中哪个是压缩冲程.压缩冲程中进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,因此A是压缩冲程.
A
6.(2023·随州)汽车是现代生活中最常见的一种交通工具,如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图.下列有关说法正确的是
( )
A.甲图是压缩冲程,活塞对气缸内的气体做功,气体的温度升高
B.由图乙可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓,燃料燃烧得越不充分,这会降低燃料的热值
D.为了节能,冬天汽车都会利
用尾气中的余热给车内供暖,该
举措大大提高了燃料的热值
答案 A
★加强练习,提高成绩,请完成“素养过关特训5”(P158)★
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