第二章 改变世界的热机 导学案-2025-2026学年教科版物理九年级上学期

2025-2026学年 第2章 改变世界的热机 导学案 答案 1.物质是由大量的分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动。 2.由于分子运动，不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散。不仅气体，固体和液体中也会发生扩散现象。扩散现象说明分子都在永不停息地做无规则运动。 3.分子间存在相互作用的引力和斥力。 4.物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和，叫做物体的内能。 5.同一物体，温度越高，物体内分子运动越剧烈，分子动能越大，内能也会越大。 6.改变内能的方式有两种：做功和热传递。 7.在热传递的过程中，转移内能的多少叫做热量。 8.把燃料完全燃烧放出的热量 Q 与燃料质量 m 的比，叫做这种燃料的热值，其符号是 q，计算公式是q=Q/m，单位是 J/kg。 9.物体吸收热量的多少，不仅与其质量及温度的变化有关，还与物质的种类有关。 10.物理学中常用比热容来描述不同物质的吸热能力。 11.比热容的符号是 c，单位是 J/(kg・℃)。比热容是物质的一种特性，大小与物质的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热剂，是因为水的比热容大。物体吸热或放热的计算公式：Q=cm∆t。 12.热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。温度越高，扩散越快，分子无规则运动越剧烈。 13.通过燃料燃烧获取内能并转化成机械能的装置叫做热机。 14.热机的共同特点：燃料燃烧时释放出热量，这些能量传给工作物质，工作物质获得这些能量后，把一部分内能转化为机械能，同时内能减少，温度降低。 15.活塞在往复运动中从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程。多数内燃机是通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 16.在内燃机中，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程。 17.四冲程汽油机一个循环经历这四个冲程，活塞往复运动 2 次，曲轴转动 2 周，只有做功冲程推动活塞做功，把内能转化成机械能，其他三个冲程靠飞轮转动的惯性来完成。 18.热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。公式：η=W/Q×100%。 19.提高热机效率的途径：（1）使燃料充分燃烧；（2）尽量减小各种热量损失；（3）机件间保持良好的润滑、减小摩擦。 20.相关计算： 【例1】某品牌太阳能热水器的容积为 150L，其装满水后在太阳的照射下水温从 20℃升高到 50℃，不计热量的散失。 （1）求热水器中的水吸收的热量； 解：150L = 150×10⁻³m³； m = ρV = 1×10³kg/m³×150×10⁻³m³ = 150kg； Δt = t - t₀ = 50℃ - 20℃ = 30℃； Q 吸 = cmΔt = 4.2×10³J/(kg・℃)×150kg×30℃ =1.89×107J。 （2）要完全燃烧多少体积的煤气（热值为4×107J/m3）可以产生相同的热量？ 【例2】飞机发动机相关计算：飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，高空中某飞机获得1.6×105N的水平推力，以 600km/h 的速度沿水平方向匀速航行 1h，需要完全燃烧热值为4×107J/kg的航空煤油 4000kg。求 1h 内： （1）飞机的航程； 解：s=vt=600km/h×1h=600km （2）发动机所做的功； 解：W = Fs = 1.6×10⁵N×6×10⁵m =9.6×1010J。 （3）航空煤油完全燃烧放出的热量； 解：Q = mq = 4000kg×4×10⁷J/kg = 1.6×1011J。 （4）发动机的热机效率。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年 第2章 改变世界的热机 导学案 填空 1.物质是由大量的分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动。 2.由于分子运动，不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散。不仅气体，固体和液体中也会发生扩散现象。扩散现象说明______________________。 3.分子间存在相互作用的引力和斥力。 4.物体内所有分子的动能和分子间相互作用的势能的总和，叫做物体的内能。 5.同一物体，温度越高，物体内分子运动越剧烈，分子动能越大，_____________。 6.改变内能的方式有两种：____________________。 7.在热传递的过程中，转移内能的多少叫做热量。 8.把燃料完全燃烧放出的热量 Q 与燃料质量 m 的比，叫做这种燃料的热值，其符号是 q，计算公式是 q = Q/m，单位是______________________。 9.物体吸收热量的多少，不仅与其质量及温度的变化有关，还与_____________有关。 10.物理学中常用比热容来描述不同物质的吸热能力。 11.比热容的符号是 c，单位是__________________。比热容是物质的一种特性，大小与物质的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。水的比热容为 4.2×10³J/(kg・℃)，常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热剂，是因为______________________。物体吸热或放热的计算公式：Q = cm∆t。 12.热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。温度越高，扩散越快，______________________。 13.通过燃料燃烧获取内能并转化成机械能的装置叫做热机。 14.热机的共同特点：燃料燃烧时释放出热量，这些能量传给工作物质，工作物质获得这些能量后，把一部分内能转化为机械能，______________________。 15.活塞在往复运动中从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程。多数内燃机是通过______________________四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 16.在内燃机中，压缩冲程将机械能转化为内能，______________________是内燃机中唯一对外做功的冲程。 17.四冲程汽油机一个循环经历这四个冲程，活塞往复运动 2 次，曲轴转动 2 周，只有做功冲程推动活塞做功，把内能转化成机械能，______________________。 18.热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。公式：η = W/Q×100% 。 19.提高热机效率的途径： （1）______________________； （2）尽量减小各种热量损失； （3）机件间保持良好的润滑、减小摩擦。 20.相关计算： 【例 1】某品牌太阳能热水器的容积为 150L，其装满水后在太阳的照射下水温从 20℃升高到 50℃，不计热量的散失。 （1）求热水器中的水吸收的热量； （2）要完全燃烧多少体积的煤气（热值为 4×10⁷J/m³）可以产生相同的热量？ 【例 2】飞机发动机相关计算：飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力，高空中某飞机获得 1.6×10⁵N 的水平推力，以 600km/h 的速度沿水平方向匀速航行 1h，需要完全燃烧热值为 4×10⁷J/kg 的航空煤油 4000kg。求 1h 内： （1）飞机的航程； （2）发动机所做的功； （3）航空煤油完全燃烧放出的热量； （4）发动机的热机效率。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $