专题十二　内能及其利用（课件）2025年安徽省中考物理一轮复习

第一部分　教材知识梳理 专题十二　内能及其利用 分子热运动 分子 原子 10-10 接触 对方 固体、液体和气体 无规则运动 越高 剧烈 引力和斥力 引力 斥力 引力 很大 有 有 有 无 无 无 × × √ 内能 动能 分子势能 大 减少 大 内能 × × √ × 比热容 热量 质量 J/(kg·℃) 4.2×103 J/(kg·℃) 4.2×103 J Q＝cmΔt × √ × 热机 机械 汽缸 打开 关闭 向上 内能 机械能 热机效率及能量的转化和守恒 完全燃烧 J/kg 有用功 相互转化 转化 转移 扩散 不停地做无规则运动 分子做无规则运动的速度与温度有关 连接 分子之间存在引力 增加 做功 机械 内 热传递 压缩 做功 机械 内 小于 间隙 温度、热量、内能的比较 A B 热量、热机效率的综合计算 比较不同物质的吸热能力 相同 相同 不同 相同时间 不同 相同 温度升高的多少 升高多 升高少 长 强 自下而上 容器底或容器壁 B 质量相同，吸收相同的热量，温度变化小的物质吸热能力强 便于控制相同时间内，水和食用油吸收的热量 相同 小于 2.0×103 谢谢观看！ 1．物质的构成 (1)构成：常见的物质是由极其微小的粒子—______、______构成的。 (2)大小：人们通常以______m为单位来量度分子。 2．分子热运动 (1)扩散现象 ①定义：不同的物质在互相______时彼此进入______的现象。 ②发生范围：可以在_________________间进行。 (2)热运动 ①定义：一切物质的分子都在不停地做______________。 ②影响因素：温度。温度______，分子热运动越剧烈。如中午荷叶的香味变浓，是因为中午温度升高，分子的热运动更______。 3．分子间的作用力 (1)分子间存在相互作用的______________。如水珠总是呈圆形，是因为分子之间有______。 (2)变化特点 ①当分子间距离很小时，作用力表现为______； ②当分子间距离稍大时，作用力表现为______。 (3)固体、液体、气体的特性 物质形态 固态 液态 气态 图形 分子间 作用力 ______ 较大 很小 宏观特性 _____体积 _____形状 _____体积 _____形状 _____体积 _____形状 4.分子动理论的初步知识 (1)常见的物质是由大量的分子、原子构成的。 (2)一切物体的分子都在不停地做无规则运动。 ①扩散现象：不同的物体在相互接触时，彼此进入对方的现象。 ②扩散现象表明：物体的分子在不停地做无规则的运动。 ③分子的热运动：大量分子的无规则运动。 ④温度越高，分子的热运动越剧烈。 (3)分子间存在相互作用的引力和斥力。 ①组成物质的大量分子靠它们之间的引力和斥力相互联系、相互制约，构成一个统一体——物体。 ②分子间的引力和斥力是同时存在的，斥力使分子彼此分离，使分子间有间隙；而引力使分子凝聚，使分子在某些区域内维持平衡状态。 ③分子间的引力和斥力不一定相等，就出现了只表现为引力或斥力的现象。 ④分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，其中斥力比引力变化得快。 (1)构成物质的分子可以用肉眼看见(　 　) (2)扫地时尘土飞扬说明分子在不停地运动(　 　) (3)温度越高，分子的热运动越剧烈(　 　) 1．内能 (1)定义：构成物体的所有分子，其热运动的______与________的总和。 (2)单位：J。 (3)主要影响因素 ①温度：同一物体，温度越高，内能越_____；温度降低时，内能会______。 ②质量：在温度相同、物态相同的情况下，质量大的物体内能_____。 (4)特点：一切物体任何时候都有______。 2．物体内能的改变 改变内能的方式 做功 热传递 实质 内能与其他形式的能之间的转化 内能从高温物体转移到低温物体 规律 外界对物体做功，内能会增加；物体对外界做功，内能会减少 物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少 内能改 变多少的量度 用做功的多少来量度：外界对物体或物体对外界做了多少功，物体的内能就增加或减少多少 用热量来量度：物体吸收或放出多少热量，物体的内能就增加或减少多少 联系 做功和热传递在改变物体的内能上是等效的 (1)－20 ℃的物体没有内能(　 　) (2)物体内能增加，一定吸收了热量(　 　) (3)做功和热传递都可以改变物体的内能(　 　) (4)内能总是从内能大的物体传向内能小的物体(　 　) 1．比热容 (1)定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的______与它的______和升高的温度乘积之比。 (2)单位：___________。 (3)计算公式：_______。 (4)水的比热容 ①数值：c水＝_________________。 ②意义：1 kg水温度升高(或降低)1 ℃吸收(或放出)的热量是___________。 ③应用：“暖气”取暖用水作介质，机器中的冷却水循环系统等。 c＝ 2．对物质比热容的理解及应用 理解：(1)比热容是物质的一种属性。同种物质在同种状态下，比热容不随其形状、质量、温度高低、放置地点的改变而改变。 (2)同一物质的比热容随状态的改变而改变。例如，水的比热容是4.2× 103 J/(kg·℃)，变为固态的冰后的比热容是2.1×103 J/(kg·℃)。 (3)不同物质的比热容一般不同。 应用：(1)在吸收或放出相同热量时，比热容较小的物质，温度易发生明显变化，比热容较大的物质，温度不易发生明显变化。利用这个规律可以解释沿海与内陆温度变化情况。 (2)比热容表示物质的吸、放热本领。比热容大的物质，吸、放热本领大，常被用作取暖、制冷的循环物质。例如，用水作发动机的冷却剂。 3．热量的计算公式：__________。 (1)比热容与物体的质量有关，质量越大，比热容越大(　 　) (2)30 ℃的水与10 ℃的水比热容一样大(　 　) (3)水和煤油吸收相同的热量，煤油的温度一定升高得多(　 　) 1．能量转化：内能转化为______能。 2．内燃机 (1)定义：燃料直接在发动机______内燃烧产生动力的热机。 (2)工作特点 冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 进气门 ______ 关闭 关闭 关闭 排气门 关闭 ______ 关闭 打开 冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 活塞运动方向 向下 向上 向下 ______ 能的转化 无 机械能转化成______ 内能转化成_______ 无 1．燃料的热值 (1)意义：表示燃料燃烧时放热本领的物理量。 (2)概念：某种燃料________时放出的热量与其质量之比。 (3)单位：________。 2．热机的效率：用来做_______的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。 热量、效率的综合计算 1．能量转移型 分清吸热物体和放热物体，找到对应的初温和末温，用较高的温度减去较低的温度，算出变化的温度值，并选择吸热或放热的公式计算。 2．能量转化型 (1)化学能转化为内能：不考虑能量损失，有Q放＝Q吸，Q放＝mq，Q吸＝cmΔt，即mq＝cmΔt；如果考虑能量损失，则有η＝。＝ (2)太阳能、电能转化为内能：若不考虑能量损失，物质增加的内能等于吸收的太阳能或消耗的电能，即Q吸＝W太阳、Q吸＝W电；若考虑能量损失，有Q吸＝ηW太阳、Q吸＝ηW电。 (3)机械能转化为内能：若不考虑能量损失，有Q吸＝W机械；若考虑能量损失，则有Q吸＝ηW机械。 3．能量转化的普遍性：在一定条件下，各种形式的能是可以________的。 4．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，能量的总量保持不变。 教材图片 知识点解读 沪科八全P221图11—16 1.如图，把蓝墨水滴入一杯冷水里，不搅动，经过一段时间后，水全变蓝了，这是______现象，它说明一切物体的分子都在_________________________。如果蓝墨水滴入一杯热水中，水很快就变蓝了，这又说明了______________________________________。 北师大九全P10图10－16 2.如图所示，把两根铅柱的端面削平，将削平的端面相对，用力压紧。这时你会看到两根铅柱______在一起了，而且在铅柱下面悬吊一定的重物，它们也不会分开。由此说明了____________________。 (a) 沪粤九上P24图12－4(a) 3.在图甲中，把刀放在磨刀石上打磨时，刀和刀石的温度升高，内能______。由此说明了通过______的方式改变物体的内能，是将______能转化为_____能的过程，冬天人们在火炉边取暖，这是通过_______方式改变内能的。 人教版九全P19图14.1－4乙 4.如图所示是内燃机的______冲程，此时进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是通过______方式改变内能的，是将______能转化为_____能。 　　 (a)　　　　　　(b) 沪科八全P219图11－14 5.如图所示，有等体积的酒精和水，将酒精倒入水中，混合均匀后，测量可得总体积______(选填“大于”“小于”或“等于”)水和酒精的体积之和，由此可得出结论：分子间有______。 1．区别 (1)温度表示物体的冷热程度，是一个状态量，其单位是摄氏度(℃)。温度不能传递或转移，它是分子热运动激烈程度的标志。温度只能说“是多少”或“达到多少”，不能说“有”或“没有”。 (2)内能是能量的一种形式，也是一个状态量，可以转化和转移，其单位是焦耳(J)。只有当物体的内能改变，并与做功或热传递相联系时，才有数量上的意义。 内能只能说“有”，不能说“无”，因为一切物体都具有内能。 (3)热量是热传递过程中内能改变多少的量度，单位是焦耳(J)。热量是一个过程量，离开了热传递过程就无热量可言。热量用“吸收”或“放出”来表述，不能用“具有”或“含有”来表述。 2．联系 (1)同一个物体的温度升高时，其内能会增加。 (2)物体吸收或放出多少热量，其内能就增加或减少多少，温度可能会升高(或降低)，也可能不变。 1. (2024·安徽合肥二模)关于温度、热量和内能，下列说法正确的是(　 　) A．温度高的物体，分子无规则运动更剧烈 B．温度越高的物体具有的内能越多 C．做功改变物体内能的过程就是内能的转移过程 D．热量总是从内能多的物体向内能少的物体传递 2. (2024·安徽模拟)关于温度、热量和内能，下列说法正确的是(　 　) A．温度越高的物体含有的热量越多 B．热量总是从高温物体传递给低温物体 C．“摩擦生热”中的“热”指的是“热量” D．物体内能增加，温度一定升高 解析：A.热量是过程量，不能说物体含有热量，故A错误；B.热量总是从高温物体传递给低温物体或者从物体的高温部分传到低温部分，故B正确；C.“摩擦生热”可以使物体的内能增大，温度升高，因此，这里的“热”指的是内能，故C错误；D.晶体熔化时，吸收热量，内能增加，温度不变，故D错误。故选B。 (1)热量的计算公式Q＝cmΔt，式中Δt 表示温度的变化量，如果物体吸热，Δt就等于末温度减初温度，表示升高的温度；如果物体放热，Δt就等于初温度减末温度，表示降低的温度。 (2)计算公式只适用于无状态变化时升温(或降温)过程中吸收(或放出)的热量。在解题时，要注意习题文字中的温度“升高”“升高到”“升高了”“降低”“降低到”“降低了”等不同的说法，要正确辨别。 (3)热机效率η＝三个物理量其中任意两个，同样也可以计算出第三个物理量。，Q放是指机器所消耗燃料完全燃烧时放出的热量，W有是指完全燃烧放出的热量用来做有用功的能量，因此需要计算这两个物理量即可。若已知η＝ 3．(2024·安徽黄山一模)某同学家使用燃气热水器，平均每天需将100 kg的水从18 ℃加热到58 ℃，需要燃烧0.6 m3的天然气，若天然气的热值q＝4× 107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)。求： (1)水吸收的热量Q吸； (2)天然气放出的热量Q放； (3)燃气热水器的效率η。 解：(1)水吸收的热量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(58 ℃－18 ℃)＝1.68×107J； (2)天然气放出的热量Q放＝Vq＝0.6 m3×4×107 J/m3＝2.4×107 J； (3)燃气热水器的效率η＝×100%＝70%。＝ 4．(2024·安徽合肥庐阳区模拟)有一款无人驾驶汽车，自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通状况。这款车以72 km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8 km，消耗汽油1.5 L。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%，已知汽油的密度为0.8×103 kg/m3，汽油的热值为4.5×107 J/kg。在这段运动过程中，求： (1)1.5 L汽油完全燃烧放出的热量； (2)这款无人驾驶汽车发动机做功的功率； (3)汽车发动机的牵引力。 解：(1)已知消耗汽油的体积V＝1.5 L＝1.5×10-3m3，则汽油的质量m＝ρV＝0.8×103kg/m3×1.5×10-3m3＝1.2 kg，所以汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq＝1.2 kg×4.5×107J/kg＝5.4×107 J； (2)已知汽油机的效率η＝30%，根据公式η＝＝400 s， ＝＝可得，汽车行驶的时间t＝，可得W＝ηQ放＝30%×5.4×107J＝1.62×107J，已知汽车速度v＝72 km/h，行驶的路程s＝8 km，根据速度公式v＝ 所以汽车发动机的功率P＝＝4.05×103 W；＝ (3)已知汽车通过的路程s＝8 km＝8 000 m， 根据公式W＝Fs，可得F＝＝2 025 N。＝ 【考查角度】 　 1．控制变量：(1)选取初温和质量______的不同物质；(2)用______的热源进行加热。 2．使用相同热源加热的目的：让______物质在加热________内吸收热量相同。 3．在实验中，比较比热容大小的方法有两种 (1)质量相同的______物质，在吸收______的热量时可以通过比较_______________________来比较不同物质的吸热能力，温度_______说明吸热能力弱；温度_______，说明吸热能力强。 (2)质量相同的不同物质，升高相同的温度时可以比较它们被加热的时间来比较不同物质的吸热能力，加热时间_____，说明吸热能力_____。 【对点训练】 小明为了比较“水和食用油的吸热能力”，选择了以下器材：温度计、酒精灯、烧杯、带铁圈的铁架台和石棉网各两套，初温相同的水和食用油。他设计了如图甲、乙所示的实验装置，并在两个烧杯内分别加入质量相等的水和食用油。 　　 请你回答下列问题： (1)组装实验器材时各物品要按照________(选填“由上至下”或“由下至上”)的顺序依次安装，并且需注意温度计的玻璃泡不能触碰到________________。 (2)点燃酒精灯后，小明发现其中一盏酒精灯火焰的高度太低，熄灭该酒精灯后，为了使两盏酒精灯的火焰高度相同，他应该_____。 A．向酒精灯内添加酒精 B．将灯芯拔出一部分 (3)调整好酒精灯，加热相同时间后，小明发现烧杯中水的温度比食用油的温度低，于是得到了“水比食用油的吸热能力强”的初步结论，他能作出这样判断的依据是___________________________________________________________。 (4)小丽在比较“水和食用油的吸热能力”时设计了如图丙所示的装置，她在两试管内分别加入等质量的水和食用油，并多次实验。请从实验装置或设计方案的角度对小丽的实验进行评估：__________________________________________ __________。(写出一条即可) 【拓展提升】 (5)小华对实验进行了修改，再次进行实验(如图1所示)，用加热器给初温均为20 ℃的甲、乙液体加热(m甲＞m乙)，两种液体每秒吸收的热量相同。这两种液体的温度—加热时间的图线如图2所示。 　　 图1 图2 ①甲液体第30 s的内能______(选填“大于”“等于”或“小于”)第35 s的内能； ②若m甲＝300 g，60 s内甲吸收了3.6×104 J的热量，则甲的比热容c甲＝_________ J/(kg·℃)； ③请根据图2中0至30 s图线及题目所给信息，写出判断甲、乙两液体的比热容大小关系的分析过程。 $$