第十二章　内能与热机　章末复习 - 2025-2026学年物理沪粤版九年级上册

第十二章　内能与热机 第十二章　内能与热机　章末复习 【重点知识提炼】 一、内能 1. 物体内部所有分子热运动的 能和分子 能的总和，叫 做物体的 ⁠。 2. 一切物体都有内能。内能的单位是 。物体温度降低时内 能 ，温度升高时内能 。物体的内能与 、 ⁠ 、 和 有关。 3. 改变内能的方法有 和 ，它们在改变物体内能上 是 ⁠。 分子动　 势　 内能　 焦耳(J)　 减少　 增加　 温度　 体 积　 质量　 状态　 热传递　 做功　 等效的　 4. 如图甲所示，对物体做功，物体的内能会 ；如图乙所示，物 体对外做功，物体的内能会 。做功的实质是机械能和内能的相 互 ⁠。 增加　 减少　 转化　 5. 在热传递过程中， 温物体放热，内能 ； ⁠温物体 吸热，内能 。 相同时，热传递停止。热传递的实质是 内能的 ⁠。 高　 减少　 低　 增加　 温度　 转移　 二、热量、热值 1. 热量：把物体在热传递过程中内能改变的多少叫做 ，符 号： ，单位： ⁠。 2. 燃料的热值 (1)我们把某种燃料 燃烧放出的热量与其质量 ，叫做这 种燃料的热值。热值的单位是 ，气体燃料热值的单位 是 。热值表示燃料在完全燃烧时把化学能转化为内 能的本领大小。 (2)燃料完全燃烧放出热量的计算公式： ⁠。 热量　 Q　 焦耳(J)　 完全　 之比　 焦每千克(J/kg)　 焦每立方米(J/m3)　 Q＝mq(Q＝Vq)　 三、比热容 1. 比热容是用来表示不同物质的吸热能力强弱的物理量。 如右图所示，质量相等的不同物质，在吸收相同的热量时，升高的温 度 (选填“相同”或“不同”)。 不同　 2. 一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的 ⁠和升 高的 乘积之比，叫做这种物质的比热容，符号是 ，单位 是 。比热容是物质的一种 ⁠。 3. 水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，其物理意义是 ⁠ 。水的比热容大，可以做 冷却剂，原因是跟其他物质对比，吸收或放出同样多的热量时，水的比 热容较大，温度变化较 ⁠。 4. 吸收(或放出)热量的计算公式： ⁠。 质量　 温度　 c　 焦每千克摄氏度[J/(kg·℃)]　 属性　 1 kg的水温度升高 (降低)1 ℃所吸收(放出)的热量为4.2×103 J　 小　 Q＝cmΔt　 四、热机 1. 热机 (1)热机是利用 做功的机械，工作时将 能转化为 ⁠ 能。 (2)燃料直接在发动机的气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机，内燃 机分为 和 两大类。 内能　 内　 机 械　 汽油机　 柴油机　 2. 汽油机和柴油机 (1)如图所示，汽油机的构造有进气门、排气门、 、活塞、气 缸、连杆和曲轴。多数汽油机是由吸气、 、 、排气四 个冲程的不断循环来保证连续工作的。 火花塞　 压缩　 做功　 (2)汽油机的四冲程中，只有 冲程是燃气对 活塞做功，其他三个冲程要靠 来完成。 (3)汽油机的压缩冲程将 能转化为 能， 做功冲程将 ⁠能转化为 能。 (4)汽油机的一个工作循环中，曲轴旋转 圈， 做功1次。 做功　 惯性　 机械　 内　 内　 机械　 2　 (5)将下表中汽油机和柴油机的不同点填写完整。 项目 汽油机 柴油机 顶部构造 ① ⁠ 喷油嘴 吸入物质 汽油和空气的混合物 ② ⁠ 点火方式 ③ ⁠ 压燃式 火花塞　 空气　 点燃式　 五、热机的效率 1. 热机工作时，用来做 的那部分能量，与燃料 ⁠ 放出的能量之比，叫做热机的效率。热机效率的计算公式：η ＝ ⁠。 2. 如图所示，在设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少各种能 量 。在热机的能量损失中， 带走的能量最多。 有用功　 完全燃烧　 ×100％　 损失　 废气　 【典例解题提升】 1. 如图所示，用注射器对密闭容器内的空气做功(筒内气体均未有液化现 象)的示意图，注射器初始状态如图甲所示。实验中缓慢下压活塞，注射 器末状态如图乙所示；若注射器对空气做功10 J，由甲、乙两图可判断 注射器内空气与外界环境 (选填“发生”或“不发生”)热传递， 空气放出 (选填“大于10 J”“10 J”或“小于10 J”)的热量，空 气的内能 (选填“增加”“不变”或“减少”)。 发生　 10 J　 不变　 2. 如图甲所示是四冲程气油机剖面图，已知汽油热值为 4.6×107 J/kg。 (1)在 冲程中，活塞对气缸内汽油和空气的混合物做功，使其内 能增加；在 冲程中，气缸内气体对活塞做功，汽油机对外输出 机械能。 (2)2 kg 的汽油完全燃烧，能放出 J的热量。 压缩　 做功　 9.2×107　 (3)如图乙所示为某汽油机工作时的能量流向图，该汽油机的效率 是 (用图乙中字母表示)。 (4)行驶中的汽车急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 ⁠的方式增 加刹车片的内能。 　 做功　 2. 如图甲所示是四冲程气油机剖面图，已知汽油热值为 4.6×107 J/kg。 3. 甲、乙液体分别置于两个不同的恒温封闭环境中，质量保持不变。测 得甲、乙液体的温度随时间变化的图像如图所示。 (1) (选填“甲”或“乙”)液体的分子运动随时间变化越来越剧烈。 甲　 (2)甲液体所在环境的温度 . (选填“小于 1.7 ℃”“等于 20 ℃”或“大于 35 ℃”)。 大于35 ℃　 (3)乙液体在“1～2 min”段和“8～9 min”段放出的热量分别为Q1、 Q2，则Q1 (选填“＞”“＝”或“＜”)Q2，依据是 ⁠ ⁠ ⁠。 ＞　 由Q放＝cmΔt 可得，在c和m相同时，“1～2 min”段乙液体的温度变化量Δt较大，放 出的热量较多　 4. 某款新型汽车，其专用1.5 L发动机的热效率高达43 ％，此车每100 km消耗汽油4.4 L(质量为3 kg)，汽油热值q＝4.6×107 J/kg，求： (1)4.4 L汽油完全燃烧，可释放的热量； 解：(1) 4.4 L汽油质量为3 kg，汽油完全燃烧放出的热量 Q放＝mq＝3 kg×4.6×107 J/kg＝1.38×108 J (2)专用1.5 L发动机消耗4.4 L汽油对外做的功； 解：(2)专用1.5 L发动机消耗4.4 L汽油对外做的功：W＝ηQ放＝43％ ×1.38×108 J＝5.934×107 J 解：(1) 4.4 L汽油质量为3 kg，汽油完全燃烧放出的热量 Q放＝mq＝3 kg×4.6×107 J/kg＝1.38×108 J 解：(2)专用1.5 L发动机消耗4.4 L汽油对外做的功：W＝ηQ放＝43％ ×1.38×108 J＝5.934×107 J (3)此车匀速行驶100 km所受的平均阻力f。 解：(3)由W＝Fs可知，汽车发动机的牵引力：F＝＝＝ 593.4 N 由于汽车匀速行驶，根据二力平衡条件可知，汽车所受的阻力f＝F＝ 593.4 N。 答：(略) 解：(3)由W＝Fs可知，汽车发动机的牵引力：F＝＝＝ 593.4 N 由于汽车匀速行驶，根据二力平衡条件可知，汽车所受的阻力f＝F＝ 593.4 N。 答：(略) 4. 某款新型汽车，其专用1.5 L发动机的热效率高达43 ％，此车每100 km消耗汽油4.4 L(质量为3 kg)，汽油热值q＝4.6×107 J/kg，求： 【科技与物理】 5. 阅读短文，完成下列问题。 牛顿冷却定律 当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现，在温度差不太大的情况下(小于15 ℃)，这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示，则牛顿冷却定律可以表示为q＝k(t物－t环)，其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同。 由于不同物质的比热容不同，即使散热快慢相同，它们降低相同温度需要的时间也不同，根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系，从而可以进行比热容的测量。 (1)物体向周围散热，内能 (选填“变大”“变小”或“不 变”)，这种改变内能的方式叫做 ⁠。 (2)把一杯沸水放在房间里，温度自然降低的规律是 (填字母)。 A. 先快后慢 B. 先慢后快 C. 均匀降低 (3)要喝一杯奶咖啡，可以有以下两种方式，你认为方式 (填序号) 的冷却效果较好。 变小　 热传递　 A　 ①　 ①先将烧开的热咖啡倒入杯中，冷却5 min，然后加一匙冷牛奶 ②先将烧开的热咖啡倒入杯中， 立即将一匙冷牛奶加进杯中， 然后冷却5 min (4)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是 (填字母)。 A. 路程 B. 密度 C. 功率 D. 热效率 (5)一个物体温度为30 ℃，周围环境温度保持20 ℃不变，此时物体的放 热快慢为q，当物体温度降低到29 ℃时，散热快慢为 ⁠。 C　 0.9q　 $