第十二章 内能与热机【考点串讲】-2024-2025学年九年级物理上学期期末考点大串讲（沪粤版）

第十二章 内能与热机 九八年级物理上学期·期末复习大串讲 知识串讲 方法模型归纳 巩固提升 沪粤版 知识串讲 01 一、内能 1.分子动能和分子势能 (1)分子动能：分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度越高，分子运动得越快，它们的动能越大。 （2）由于分子之间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。分子间距发生变化时，物体的体积也会变，所以分子势能与物体的体积有关。 2.内能 （1）内能：物体内部所有分子的分子动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。 （2）内能的单位：焦耳，简称焦，符号J。 知识串讲 01 一、内能 物体内能改变的宏观表现 （1）温度变化：物体温度升高，内能增大；温度降低，内能减小； （2）物态变化：例如，晶体熔化时内能增加，晶体凝固时内能减小。 内能与机械能的区别与联系 内能 机械能 区别 定义 构成物体的所有分子的分子动能和分子势能的总和 物体所具有的动能和势能的总和 影响因素 物体的温度、质量、状态、体积、物质的种类 物体的质量、速度、高度和弹性形变的程度 研究对象 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体 存在条件 永远存在 物体运动时，被举高时，发生弹性形变时 联系 物体无论是否具有机械能，一定具有内能；物体的内能和机械能之间可以互相转化 知识串讲 01 二、物体内能的改变 热传递和做功改变物体内能的区别与联系 区别 联系 实质 方式 举例 热传递 能量的转移 高温物体放热，低温物体吸热 生活中烧、烤、烙、炒，生产中的淬火等 做功和热传递都可以改变物体的内能，且效果相同。某物体的内能发生改变，可能是通过热传递改变的，也可能是通过做功改变的，或者两者都有。若不知道具体过程，则无法确定内能的改变方式 做功 其他形式能与内能之间的相互转化 压缩体积、摩擦生热、锻打物体、弯折物体等 打气筒打气、钻木取火、来回多次弯折铁丝等 体积膨胀等 装开水的暖水瓶内的气体将瓶塞冲开灯 知识串讲 01 二、物体内能的改变 温度、热量、内能三者之间的区别于联系 温度 热量 内能 区别 概念 宏观上，表示物体的冷热程度；微观上，反映物体中分子热运动的剧烈程度 在热传递过程中传递能量的多少 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和 表述 用“降低”、“升高”，“降低到”、“升高到”表述 用“放出”或“吸收”表述 用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”的那个表述 单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J） 联系 （1）温度反映了内能的大小，热量反映了内能变化了多少；（2）物吸收热量，内能会增加，温度不一定升高，如晶体熔化；物放出热量，内能会减少，但物体温度不一定降低，如晶体凝固 归纳总结 一个一定 物体温度升高或降低时，其内能一定增加或减少 四个不一定 （1）一个物体的内能增加或降低时，其温度不一定升高或降低，如晶体熔化或凝固过程；（2）一个物体的内能增加或降低时，不一定是吸收或放出了热量，也可能是外界对物体做功或物体对外界做功；（3）一个物体吸收或放出热量时，内能增加或减少，其温度不一定升高或降低，如晶体熔化或凝固过程；（4）一个物体温度升高或降低时，不一定是吸收或放出了热量，也可能是因为做功，如摩擦生热或物体对外界做功 知识串讲 01 三、比较不同物质的吸热能力 1．探究不同物质吸热能力 【实验目的】探究不同物体的吸热能力。 【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套，火柴、秒表、水和另一种液体（如煤油）。 2．考查内容 考查方向 解答思路 两套装置相同目的 在相同时间内，液体吸收热量相同 控制两种装置相同的量 保证实验结论可靠性，酒精灯火焰大小、液体质量和初温 实验方法 控制变量法 两种液体吸收热量能力是通过什么反映的 温度升高值 实验中不停搅拌液体的目的 液体上下温度均匀 如果要使水和煤油的最后温度相同如何操作 给水继续加热 温升相同那种液体吸收热量多 水 哪种液体的吸热能力强 水 表示不同物质吸热能力的物理量 比热容 吸收热量计算 利用比热容公式进行计算 安装顺序 自下而上 知识串讲 01 四、比热容 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比叫做这种物质的比热容，用符号c表示。 2.定义式： 3.单位：焦耳每千克摄氏度，符号是：J/（kg·℃），比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位。 4.物理意义：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意义是：1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。 5.一些常见物质的比热容 知识串讲 01 五、热量 （1）物质吸热时热量的简单计算：Q吸=cm△t=cm(t-t0)； （2）物质放热时热量的计算：Q放=cm△t= cm(t0-t)。 （3）其中：Q吸—吸收的热量，单位：焦（J），Q放—放出的热量。 c—比热容，单位：焦每千克摄氏度（J/(kg·℃)） m—质量，单位：千克（kg） △t—变化的温度（升高或降低的温度），单位：摄氏度（℃）；t0—初始温度、t—末温。 知识串讲 01 六、热机 1.实验探究—热机工作原理 酒精燃烧释放出热量（化学能转化为内能），通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸气。水蒸气越来越多，对橡皮塞的压力越来越大，最后将橡皮塞冲出，这时水蒸气对橡皮塞做功。同时，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，在试管口可以观察到“白雾”。 如图所示，在试管中装一些水，用橡皮塞塞住试管口，固定在铁架台上，用酒精灯给试管加热，水沸腾后，水蒸气会把橡皮塞冲出去，试管口观察到大量“白雾”出现。 结论：该实验装置就是一个简单的热机。其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部分内能通过热传递方式传递给工作物质—水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。 知识串讲 01 七、汽油机 1.工作原理：利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 2.构造 （1）主要结构：如图所示，汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。 （2）冲程：活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 知识串讲 01 七、汽油机 3.工作过程 （1）汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。通过四个冲程的不断循环来连续工作。 1.吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物 2.压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高 3.进气门关闭、排气门关闭。化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能 4.进气门关闭、排气门打开。靠惯性运动，排出废气 知识串讲 01 八、燃料的热值 1.燃料 （1）燃料的种类：燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类，最常见的是按其物理状态分类。 （2）燃料燃烧时能量转化：燃料在燃烧时将化学能转化为内能。 知识串讲 01 八、燃料的热值 2.燃料的热值：燃料种类很多，由于其燃烧成分不同，相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量不同，在物理学上用“热值”来表示燃料燃烧的放热本领。 （1）热值：某种燃料完全燃烧放出的热量，与其质量的比值叫这种燃料的热值；用“q”表示。 （2）热值单位：J/kg。 （3）热值的物理意义：一、1kg某种燃料完全燃烧放出的热量就等于该燃料的热值；二、热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。 （4）燃料燃烧放出的热量：热量：Q放＝qm；（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg） 知识串讲 01 九、热机效率 1.燃料的有效利用：用煤气灶、锅炉、煤炉等烧水时，燃料不能完全燃烧利用，具体原因是多样的。例如，燃料不能完全燃烧而损失了一部分能量，装水的容器吸收了一部分能量、灶体本身也会吸收一部分能量，高温的烟气带走了一部分能量，还有一部分能量直接散失掉了，水吸收的热量只占燃料燃烧放出热量的一部分，只有水吸收的热量才是有效利用的部分。如图所示： 知识串讲 01 九、热机效率 2.锅炉的效率 （1）锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。锅炉包括锅和炉两部分，锅是指盛水的容器，炉是燃料燃烧的装置。 （2）提高锅炉燃料利用率的途径：一、让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等；二、减少热量损失，如加大有效受热面积等。 3.内燃机中热量燃烧的能量流向图 知识串讲 01 九、热机效率 4.热机效率 （1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。 （2）计算公式： 对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成： （3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。 （4）常见热机效率：蒸汽机6%-15%，汽油机20%-30%，柴油机30%-45%。 特别提醒：热机效率总小于1的原因 因为热机中用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的总能量的一部分，由于各种能量的损失和燃烧条件的限制，这部分能量一定小于完全燃烧放出总能量，所以有用功的能量与燃烧放出的总能量的比值必然小于1，即热机的效率一定小于1。 方法模型归纳 02 一、内能的概念与内能大小的比较 【例1】（2023·宜宾）关于内能及其利用，下列说法正确的是（　　）。 A. 一切物体都具有内能； B. 足球运动越慢，它的内能越小； C. 冬天搓手取暖，是通过做功的方式改变内能； D. 热机的功率大，效率就一定高 内能为分子动能和分子势能之和，所以一切物体都具有内能 足球运动快慢，是机械能的大小变化，与内能大小无关 冬天搓手取暖，将机械能转化为内能，所以是通过做功的方式改变内能 热机的功率大，则做功快，与效率的高低无关 【变式1-1】（2023·郴州）下列关于物体的温度和内能说法正确的是（　　）。 A. 温度越高的物体，内能越大； B. 摩擦生热是通过做功的方式改变物体的内能； C. 物体运动的速度越快，内能越大； D. ﹣20℃的冰块没有内能 AC 物体内能的大小与物体的质量、温度、种类等都有关系，温度高的物体，其内能不一定大 B 摩擦生热是通过做功的方式使物体内能发生改变的 内能与物体运动的速度无关 一切物体都具有内能 【变式1-2】四只相同规格的烧杯中装有水，水量及其温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小，下列说法中正确的是（　）。 A．烧杯a中的水的内能大于烧杯b中水的内能； B．烧杯c中的水的内能大于烧杯d中水的内能； C．烧杯a中的水的内能大于烧杯c中水的内能； D．烧杯d中的水的内能大于烧杯b中水的内能 a与b质量相同，b的温度高于a的温度，所以烧杯（a）中的水的内能小于烧杯（b）中水的内能 c与d质量相同，d的温度高于c的温度，所以烧杯（c）中的水的内能小于烧杯（d）中水的内能 a与c温度相同，c的质量大于a的质量，烧杯（a）中的水的内能小于烧杯（c）中水的内能 d与b温度相同，d的质量大于b的质量，所以烧杯（d）中的水的内能大于烧杯（b）中水的内能 D 方法模型归纳 02 二、改变物体内能的方式 【例2】（2023·连云港）下列事例中，用热传递的方式来改变物体内能的是（ ）。 A. 古人钻木取火 B. 冬天双手摩擦取暖 C. 一杯热水慢慢变凉 D. 人从滑梯滑下臀部发热 【变式2-1】（2023·包头）如图，用酒精灯加热试管中的水，水加热后产生大量水蒸气将塞子顶出，同时管口出现“白雾”。下列说法正确的是（　　）。 A. 水受热是通过做功方式改变内能 B. 塞子被顶出，内能转化为机械能 C. “白雾”是水汽化形成的 D. 酒精消耗过程中热值变小 【变式2-2】（2023·天津）热爱劳动的津津学做天津特色菜“贴饽饽熬鱼”。烹饪时主要是通过 的方式来增大食材的内能（选填“做功”或“热传递”）；锅内冒出的大量“白气”是水蒸气______形成的小水滴（填物态变化名称）。 热传递改变物体内能，其主要特点是相互接触、两物体有温度差，热量从高温物体传递到低温物体。由此可见，符合条件的是：一杯热水慢慢变凉 C 水是通过吸收试管的热量，使内能增大，是通过热传递方式改变内能 塞子被顶出，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能 “白雾”是水蒸汽液化形成的水珠 热值使燃料的一种特性，酒精消耗过程中热值不变 B 烹饪时锅下有燃料燃烧释放热量，锅中食物吸收热量，主要是通过热传递的方式来增大食材的内能 锅内冒出的大量“白气”是水蒸气变成的小水滴，是液化现象 热传递 液化 方法模型归纳 02 三、温度、内能与热量辨析 【例3】关于温度、热量、内能的关系，下列说法正确的是（ ）。 A．冰熔化时吸收热量，内能增加，分子的运动越来越剧烈 B．物体的温度升高，一定是从外界吸收了热量； C．对物体做功，它的内能一定增加，温度不一定升高 D．物体的温度升高，内能一定增加 【变式3-1】关于温度、热量和内能，下列说法正确是（　　）。 A. 0℃的冰块内能为0 B. 温度高的物体含有的热量多 C. 汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加 D. 两个发生热传递的物体之间一定存在温度差 【变式3-2】（2023·郴州）下列关于物体的温度和内能说法正确的是（　　）。 A. 温度越高的物体，内能越大 B. 摩擦生热是通过做功的方式改变物体的内能； C. 物体运动的速度越快，内能越大 D. ﹣20℃的冰块没有内能 冰熔化时吸收热量，内能增加，温度不变，分子的运动与温度有关，所以分子运动剧烈程度不变 物体的温度升高，可是是外界对物体做了功，或者是从外界吸收了热量 对物体做功，如果同时向外传递热量，它的内能可能不变 物体的温度升高，内能一定增加 一切的物体都有内能，0℃的冰块内能不为0 热量是一个过程量，不能说含有热量 汽油机做功冲程气缸内燃气的内能转化为机械能，内能减少 热量从高温物体传给低温物体，两个发生热传递的物体之间一定存在温度差 D D 物体内能的大小与物体的质量、温度、种类等都有关系，温度高的物体，其内能不一定大 摩擦生热是通过做功的方式使物体内能发生改变的 内能物体的所有分子动能和分子势能总和，与物体运动的速度无关 一切物体都具有内能 B 方法模型归纳 02 四、比热容概念及应用 提升·必考题型归纳 【例4】（2023·广州）以下过程不发生物态变化，初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低，那么初温相同的甲、乙放出相同热量（　　）。 A. 甲的末温比乙的低，但无法判断甲、乙比热容哪一个大； B. 甲的末温比乙的高，但无法判断甲、乙比热容哪一个大； C. 甲的末温比乙的高，且可以判断甲、乙比热容哪一个大； D. 无法判断甲、乙的末温哪一个高，且无法判断甲、乙比热容哪一个大 【变式4-1】（2023·宜昌）在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，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，由图像可知（　　）。 A. a液体比热容小； B. b液体是水； C. 0~3min内a液体吸收的热量少； D. 升高相同的温度时，b液体吸收的热量少 【变式4-2】（2023·常德）下表是一些物质的比热容[单位J/(kg·℃)]，根据表中数据和生活现象，下列判断中正确的是（　　）。 A. 不同种类的物质，比热容一定不同； B. 比热容与物质物质的状态无关； C. 质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块的末温更低； D. 沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容较大 水 4.2×103 铝 0.88×103 煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103 砂石 约0.92×103 铜 0.39×103 初温相同的甲、乙放出相同热量，甲乙温度都降低，由于甲温度变化比乙温度变化慢，所以甲的末温比乙的末温高，但由于不知道甲乙两块金属的质量关系，所以无法判断甲、乙比热容哪一个大 B 质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，相同时间内吸收的热量相同，温度升高较慢的比热容较大，而水的比热容最大，因此a液体比热容大是水 b液体的比热容较小，根据Q=cmΔt可知，升高相同的温度时，b液体吸收的热量少 D 煤油和冰是不同的物质，但它们的比热容是相同的 物质的比热容与物质的状态有关 质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铜的比热容小，铜块的末温更高 相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少 D 方法模型归纳 02 五、探究不同物质吸热能力 【例5】（2023·益阳）某小组同学为了比较水和沙石的比热容大小，在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和沙石，用相同的酒精灯加热。 （1）小组的实验装置如图所示，其中有一处明显的错误，错误之处是_________； （2）更正错误后，加热相同的时间，沙石升高的温度比水多，说明沙石的比热容比水______（选填“大”或“小”）； （3）比较全班不同小组的实验数据，发现各小组之间的实验数据有较大的不同，可能原因是________（请写出一条）。 【变式5-1】（2023·兰州）为了比较A、B两种液体的吸热能力，小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100g和400g的A、B两液体进行加热，根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息，下列说法中正确的是（　　）。 A. A、B两液体在0~8min内吸收的热量之比为2:1； B. A、B两液体的比热容之比为1:2； C. B液体的吸热能力比A液体的强； D. A液体比B液体更适合作发动机的冷却液 温度计的玻璃泡接触了杯底 温度计玻璃泡碰到烧杯底部 加热相同的时间，则水和沙石吸收的热量相同，沙石升高的温度比水多，说明沙石的吸热能力弱 小 各小组所用水质量不一样；初温不一样；酒精灯不完全相同；记录温度变化的时间间隔不一样 相同的加热装置，相同时间，吸收热量相同，则A、B吸收的热量之比为1:1 B的比热容小于A的比热容 A比热容较大，A液体比B液体更适合作发动机的冷却液 D 方法模型归纳 02 六、比热容相关计算 【例6】（2023·泰安）质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容c水=4.2×103J/kg℃，c水>c液。下列说法中（　　）。 ①甲物质是水； ②0~12min乙温度降低了20℃； ③0~12min甲放出了的热量8.4×104J； ④乙物质的比热容为2.1×103J/kg℃。 A. 只有①②正确 B. 只有②④正确 C. 只有①③正确 D. 只有①④正确 甲液体比热容大，若A、B两种液体中，一种物质是水，则一定是甲物质 由图可知乙的温度从60℃降低至20℃，乙的温度降低40℃ Q水放=c水m水Δt甲=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(60℃-40℃)=4.2×104J 乙物质的比热容： D 【变式6-1】（2023·哈尔滨）北方的暖气大多用水作为散热剂，是因为水的比热容较______。有质量为50kg的水流过暖气，温度下降2℃，放出的热量是 J。[c水=4.2×103J/（kg℃）] 北方的暖气大多用水作为散热剂，是利用水的比热容大的特点 大 4.2×105J 【变式6-2】小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在16min内吸收的热量为 J，另一种液体的比热容为______ J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] Q水吸=c水m水(t水-t0水)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(40℃-10℃)=2.52×104J 2.52×105J 1.4×103J 方法模型归纳 02 七、热机及其工作原理 【例7】（2023·广东）如图为四冲程汽油机工作过程中的某冲程示意图，该冲程为（　　）。 A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 由图可知，进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸，是吸气冲程 A 【变式7-1】（2023·牡丹江）以下机械属于内燃机的是（　）。 A. 火箭喷气发动机 B. 汽油机 C. 滑轮组 D. 洗衣机 内燃机是热机，汽油机和柴油机都是内燃机，火箭喷气发动机是一种热机但不是内燃机。故汽油机是内燃机 B 【变式7-2】（2023·无锡）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧，下压过程中活塞对筒内空气______，空气的______能增大，该能量转化过程与汽油机的______冲程相同。 将活塞迅速下压，活塞对压缩引火仪内的空气做功，活塞的机械能转化为空气的内能，空气内能增大，温度升高，达到棉花的着火点而燃烧 该过程的能量转化与汽油机的压缩冲程相同 做功 内 压缩 方法模型归纳 02 八、汽油机、柴油机及相关计算 【例8】（2023·潜江、天门、仙桃）一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，如图所示为它工作循环中的一个冲程。下列说法正确的是（ ）。 A. 汽油是化石能源； B. 该冲程为做功冲程； C. 该汽油机每秒对外做功20次； D. 热机的功率越大，效率就越高 漫长的地质年代形成的 进气门、排气门关闭，火花塞点火 飞轮每秒钟转20r，转两圈做一次功，该汽油机每秒对外做功10次 效率与功率是两个不同的物理量 【变式8-1】（2023·南充）某单缸四冲程汽油机，飞轮每分钟转3000转，则每秒对外做功_______次，每次对外做功115J，该汽油机的效率为25%，连续工作1小时需消耗汽油________kg（q汽油=4.6×107J/kg）。 飞轮每秒的转速 飞轮对外做功 消耗汽油放出的热量 消耗汽油的质量 AB 10 0.9 方法模型归纳 02 九、热值及其相关计算 【例9】关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（ ）。 A. 没有燃烧的燃料，热值等于零； B. 燃料完全燃烧时，它的热值最大； C. 燃料的热值与质量和燃烧状态无关； D. 燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多 【变式9-1】（2023·常德）汽油是 _________能源（选填“可再生”或“不可再生”）；2kg汽油完全燃烧，释放出 ____________J的热量（q汽油=4.6×107J/kg）。 【变式9-2】某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系，他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见表）。 （1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定______的位置，再调整固定______的位置。（填“A”或“B”） （2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套 装置中相同的量有加热时间和水的______。 （3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油 两种燃料中，热值较大的是______。 （4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并利用记录的数据、公式Q吸＝cm（t－t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？______，为什么？______。 加热的时间/min 0 1 2 3 4 5 6 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31 热值是燃料自身的一种属性，大小与燃料的质量、温度、燃烧情况无关；燃料燃烧放出的热量与燃烧时的温度无关 C 煤、石油、天然气、核能属于不可再生能源 汽油完全燃烧释放出的能量Q放=mq汽油=2kg×4.6×107J/kg=9.2×107J 不可再生 9.2×107 器材安装自下而上，温度计得玻璃泡不能碰到烧杯壁和烧杯底 B A 需要控制水的质量相同 质量 由表格数据可知，甲杯水温升高的较快，即煤油燃烧产生的热量多，煤油的热值大 煤油 燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、有热损失，直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠 不可靠 燃烧过程中有热量损失 方法模型归纳 02 十、热机效率及其计算 【例10】（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. 由乙图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 【变式10-1】（2023·荆州）某燃气热水器将20L的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.21m3的煤气，水吸收的热量是 J，该燃气热水器烧水的效率是______。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg℃)，水的密度为1.0×103kg/m3，煤气的热值为4×107J/m3] 进气孔和排气孔都关闭，活塞向上运动，压缩气体，压缩冲程 汽油机的效率为η=100%-6%-30%-36%=28% 热值只与燃料的种类和状态有关，与燃料是否完全燃烧无关，为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利用率，不能提高燃料的热值 A 水的质量为 水吸收的热量是 煤气完全燃烧放出的热量为 该燃气热水器烧水的效率是 4.2×106 50% 巩固提升 03 1．（23-24九年级上·上海嘉定·期末）关于物体的内能，下列说法中正确的是（　　）A．物体运动的越快，其内能越大 B．0℃的冰块没有内能C．物体的内能增加，一定是吸收了热量 D．一切物体都具有内能 【答案】D 巩固提升 03 2．（23-24九年级上·广东清远·期末）如图所示，把刀放在磨刀石上打磨时发热，这是通过 方式改变物体的内能；当用力磨刀时比较费劲，原因是增大 ，摩擦力也增大。经过打磨的刀使用起来非常锋利，这是因为压力相同的情况下，减小 ，增大压强。 【答案】做功 压力 受力面积 巩固提升 03 3．（2024·四川达州·中考真题）如图所示是小明同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图像，第6min时的内能 （选填“大于”“等于”或“小于”）第8min时的内能；该物质在CD段的比热容是AB段比热容的 倍。（被加热质的质量和吸、放热功率不变）。 【答案】 小于 2 巩固提升 03 4．（23-24九年级上·江苏盐城·期末）为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失。(1)实验前调整铁夹A的位置，其目的是使 （石棉网/温度计）处于适当的高度；(2)实验中应控制燃料燃烧的 （时间/质量）相同，根据 比较燃料燃烧放出热量的多少；(3)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了图乙的图像，则可初步判断燃料 的热值大；(4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，比较燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示。燃料c在6min时水就沸腾了，造成水过早沸腾的原因可能是 。分析图像可知燃料c燃烧10min放出的热量 （大于/等于/小于）燃料d燃烧15min放出的热量；(5)你认为根据丙图像 （能/不能）比较 两种燃料热值的大小。 【答案】(1)石棉网 (2)质量 温度计上升的示数 (3)b (4)燃料c的燃烧过程比较快 大于 (5)能 巩固提升 03 5．（23-24九年级上·山西吕梁·期末）热效率水平是一个国家柴油机技术综合实力的核心标志，提升热效率是柴油机诞生以来全行业的共同追求。某集团于2022年正式发布全球首款热效率突破52.28%的商用柴油机。该商用柴油机的热效率远远高于目前市场现有主流产品平均46%的热效率。某型号安装此柴油机的载重汽车在某次测试中，在一段平直的公路上匀速行驶10km，牵引力恒为4.3×103N，该柴油机的实际热效率为50%。（柴油的热值为4.3×107J/kg）求此次测试过程中：（1）牵引力做的功；（2）消耗柴油的质量。 【答案】（1）4.3×107；（2）2kg 巩固提升 03 6．（23-24九年级上·河北石家庄·期末）如图甲所示是小明“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置。（1）加热过程中，用玻璃棒搅动的目的是 ；（2）实验中，除了图甲中所展示的实验器材外，还必须用到的测量工具有天平和 ；（3）关于该实验的变量控制，下列做法不正确的是 ；A．使用相同的酒精灯B．使用相同的烧杯C．使用相同的石棉网D．烧杯中分别装入相同体积的水和煤油（4）小明同学用正确的方法分别给质量和初 温都相同的水和煤油加热，记录加热时间和升 高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的 温度T随时间t变化的图像（如图乙所示）。根据图像可知，若使水和煤油升高相同的温度，应给 （选填“水”或“煤油”）加热更长的时间；水的比热容与煤油的比热容之比为 。 【答案】使水和煤油受热均匀 秒表 D 水 2:1 巩固提升 03 7．（23-24九年级上·湖北武汉·期末）2023年杭州第19届亚运会的主火炬塔首次采用了废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，不仅是全球首次将一种液体环保燃料应用在大型赛事中，还实现了碳的零排放。甲醇燃烧的过程是将化学能转化成 ，已知“绿色甲醇”的热值约为q＝2×107J/kg，当完全燃烧0.2kg的“绿色甲醇”时，释放的热量 为 J，若这些热量的80%被水吸收，可将 kg的水温度升高50℃。 【答案】 内能 4×106 15.2 巩固提升 03 8．（23-24九年级上·甘肃陇南·期末）图甲中气球在放气时，它喷嘴的温度和原来相比 （选填“变高”、“变低”或“不变”）了，此过程发生的能量转化与图乙中的内燃机在 （选填“A”或“B”）图所示过程的能量转化是一致的。 【答案】 变低 A 巩固提升 03 9．（23-24九年级上·湖南娄底·期末）比亚迪油电混合动力汽车是一种新型节能汽车，这种汽车在内燃机启动时，可以给车提供动力的同时，也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的蓄电池能够储存的最大电能是1.0×108J，若该车沿直线匀速行驶40km，此过程中汽车所受阻力大小为900N，蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%，内燃机共消耗燃油2.5kg。（燃油热值为4×107J/kg）求：(1)该汽车此次行驶中，若燃油完全燃烧可放出多少热量？(2)该汽车行驶中牵引力做了多少功？(3)该汽车内燃机的效率是多大？ 【答案】(1)1.15×108J (2)3.6×107J (3)40% 巩固提升 03 10．（23-24九年级上·天津津南·期末）若使用炉子加热水时，完全燃烧了0.6kg的焦炭，将30kg的水从20℃加热到70℃，已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，焦炭的热值是3×107J/kg，求：(1)0.6kg焦炭完全燃烧放出的热量；(2)水吸收的热量；(3)该炉子加热这些水的效率。 【答案】(1)1.8×107J (2)6.3×106J (3)35% 感谢观看 THANK YOU $$