内容正文:
内 能 内 能 的 利 用
1 内 能
章 末 总 结
热传递
运动中能量损失
A
1. (多选)用相同的加热装置分别对固态物质
a、b、c加热,它们的温度随加热时间变化的关 系如图所示。不计热量损失,以下分析正确 的 是 ( )
A.t₁~t₂ 时间内,a、c吸收热量相同
B.t₂~t₃ 时间内,a 的内能不变
C.b 的比热容可能大于c 的比热容
D. 若 a、b是同种物质,则b 的质量小于a 的 质 量
同加 同时
C=
m未知
升同温 b时长 吸热多 Q=cm△t
大于
AC
2. [2023陕西中考]在标准大气压下,使用煤气 灶将2 kg 的水从20℃加热到100℃,水吸收 的热量是 J,若不计热量损失,此过 程需要完全燃烧 kg的煤气,这是通 过 的方式增加了水的内能。未使用 完的煤气的热值 ( 选 填 “ 变 大 ” “变小”或“不变”)。[水的比热容c水=4 . 2× 10³J/(kg · ℃), 煤 气 的 热 值 q煤气=4 . 2× 10'J/kg]
6.72×105
0.016
热传递
不变
3. [2024黑龙江大庆模拟]如图所示 是某单缸四冲程汽油机的 冲程;若该汽油机每秒钟对外 做功25次,那么该汽油机飞轮的转速 为 r/min; 把质量为2 kg、温 度 为25℃的水刚好加热到75℃,水吸收的热量 为 J, 若这些热量由效率为20 %的火炉 燃烧焦炭来提供,则需要燃烧 kg 的 焦 炭。[不计热量损失,假设焦炭完全燃烧,q焦炭= 3.0×10'J/kg,c 水=4.2×10³J/(kg·℃)]
压缩
3000
4.2×105
0.07
4. [2024福建宁德期末]使用固体酒精炉加热 食物比液体酒精炉更安全。如图所示,已知 这款固体酒精炉的热效率是35%,固体酒精 的热值为2.0×10J/kg,水的比热容是4 . 2× 10³J/(kg · ℃)。 在一个标准大气压下,锅 中装有1 kg温度为26℃的水,炉内放入 0.05 kg固体酒精,固体酒精完全燃烧后,求:
(1)固体酒精放出的热量;
(2)锅中水吸收的热量;
(3)锅中水的最高温度。
思维导图
内能
内能的利用
热量
内能
能量的转化和守恒
热机
热值
比热容
理解
热量的计算
定义
转化和利用
定义
热机的效率
能量的转化
能量守恒定律
特点
水的比热容
分子间的作用力
改变内能的两种方式
内能
物质的构成
扩散现象表明
内能的影响因素
四冲程汽油机
定义
单位
特点
热量计算
核心考点梳理
一、热量:在热传递过程中,传递的热的多少叫作热量.
人教表述变化
二、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 和 乘积之比,用符号c表示,单位是J/(kg·℃).
2. 特点:比热容是反映物质自身性质的物理量,表示物质吸(放)热能力的
强弱,只与物质的种类和状态有关.
质量
升高的温度
3. 理解
(1)a.质量相同的不同物质,当吸收或放出相同热量时,比热容 的
物质温度变化量较小;
(2)b.质量相同的不同物质,当温度变化量相同时,比热容 的物质
吸收或放出热量多.
大
大
RJ九年级P3图13.1-2
用电加热器加热水
RJ九年级P3图13.1-3
用电加热器加热食用油
4. 水的比热容
(1)c水=4.2×103 J/(kg·℃)
(2)物理意义:1 kg的水温度升高1 ℃所吸收的热量为4.2×103 J.
(3)水的比热容较大的应用:调节气温(人工湖)、傍晚往秧田灌水保温等.
5. 热量的计算
(1)Q=
(2)吸热公式:Q吸=cm(t末-t初)
(3)放热公式:Q放=cm(t初-t末)(若不考虑热量损失,则Q吸=Q放)
6. 比热容大的物体吸热能力强,比热容大的物体温度“难升难降”.
cmΔt
易错警示
注:升高到t ℃是指末温为t ℃,升高了t ℃是指温度的变化量Δt=t ℃.
三、内能
1. 物质的构成
(1)常见的物质是由大量的分子、原子构成的.
(2)分子:人们通常以10-10 m为单位来量度分子.
2. 扩散现象表明:一切物质的分子都在不停地做无
规则的运动.这种无规则的运动叫作分子的热运动.
分子运动越剧烈,物体的温度越高.
如:花香四溢、酒香不怕巷子深.
RJ九年级P8图13.2-1 绽放的梅花
RJ九年级P8图13.2-2 电子显微镜下的金原子
3. 分子间的作用力
(1)分子之间存在 .如被紧压在一起的铅柱下面可以吊重物.
(2)分子之间还存在 .如固体和液体很难被压缩.
4. 内能:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子
势能的总和,叫作物体的内能.
引力
斥力
RJ九年级P10图13.2-5
铅柱吊起重物
甲 运动的足球具有动能
乙 运动的分子具有动能
甲 弹簧形变时具有势能
乙 互相排斥和吸引的分子具有势能
RJ九年级P13图13.3-1 动能
RJ九年级P14图13.3-2 势能
5. 内能的影响因素:内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作
用情况有关,所以内能的大小跟分子的个数、温度、物态都有关系.
易错警示
a. 物体的温度升高,内能一定增加.
b. 物体的温度不变,内能可能增大(晶体熔化、水沸腾)、可能减小(晶体
凝固)、可能不变.
c. 物体内能增大,可能吸热,也可能是外界对物体做功了.
d. 热量不能说含有热量,温度不能说传递温度.
6. 改变内能的两种方式
方式 实质 条件 方向 说明
热传递 能量的
存在温度差(吸
热或放热) 由高温物体转移到 温
物体或从物体的 温部
分转移到 温部分 做功和
热传递
对改变
物体的
内能是
等效的
做功 能量的
物体对外做功
或外界对物体
做功(摩擦、压
缩等) 在绝热的条件下,外界对物
体做功,物体的内能 ;
物体对外做功,物体的内能
(均选填“增加”或“减少”)
转移
低
高
低
转化
增加
减少
甲 空气被压缩时内能增加
乙 空气推动瓶塞时内能减少
RJ九年级P16图13.3-5 做功改变内能
RJ九年级P15图13.3-4 摩擦可以产生热
甲 为什么冬天人们经常搓手?
乙 下滑时有什么感觉?
判断正误,正确的打“√”,错误的打“✕”,并尝试口头改正错误或举例反驳.
易错点辨析
(2)加热条件相同时,质量相等、初温相同的水和牛奶,牛奶比水先沸
腾,说明牛奶的比热容大 ( ✕ )
(3)一杯豆浆喝去一半,它的比热容将减小为原来的一半 ( ✕ )
✕
✕
✕
(4)水和酒精混合后体积变小,说明分子间有间隙 ( √ )
(5)打扫地面时,在阳光下看到有灰尘在空中飞舞,这是扩散现象
( ✕ )
(6)秋天植物叶子上的两滴露珠靠近后能合成一滴,说明分子间有引力
( √ )
√
✕
√
(7)刚煮熟的粽子很烫,说明它的温度高,含有的热量多,内能大( ✕ )
(8)火箭向上发射的过程中,火箭外壳和大气摩擦后温度越来越高,火箭
外壳内能增大 ( √ )
✕
√
比热容的理解及计算
考点
1
例 1 (人教素材改编)依据表格中的数据,下列说法正确的是( D )
物质 比热容c/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103
煤油 2.1×103
砂石 约0.92×103
D
教材素材练考点
A. 一桶煤油用掉一半,剩余煤油的比热容变小
B. 水和砂石吸收相同热量,水温度升高得较多
C. 水的比热容表示水的温度降低1 ℃放出的热量
是4.2×103 J
D. 质量相等的水和煤油,升高相同温度,煤油吸
收热量少
例 2 卡车在行驶时,发动机温度会升高.为确保安全,可用循环水进行
冷却,用水来冷却是因为水的 大;如果散热器中装有10 kg的
水,在温度升高50 ℃的过程中,水吸收的热量是 J. [水的比
热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
比热容
2.1×106
分子动理论
考点
2
例3 (人教、教科素材改编)二氧化氮的密度比空气大.在装着红棕色二氧
化氮气体的瓶子上面,倒扣一个空瓶子,使两个瓶口相对,之间用一块
玻璃板隔开,如图甲所示.
例3题图
(1)抽掉玻璃板后,保持两瓶口紧贴,静置较长时间后,两瓶中气体的颜
色变得相同,这是由于分子在 ,这属于
现象.若环境温度分别为0 ℃、4 ℃、20 ℃,则在 温度下该实验
现象发生得最快.
不停地做无规则运动
扩散
20 ℃
(2)若将装有空气和二氧化氮的瓶子位置互换,如图乙所示,抽掉玻璃板
后,也出现了同样的现象, (选填“能”或“不能”)从该实验也
得出(1)中的结论,理由是
.
不能
密度大的二氧化氮气体在上方,抽去玻璃板
后,由于重力的作用,二氧化氮气体也会向下运动,所以不能完全说明
分子在不停地做无规则运动
例4 (人教习题、教科素材改编)如图,用手指将注射器的小孔堵住,封
闭一部分空气.用力向左推动活塞到一定程度后,难以再推动,这个实验
现象说明分子之间存在 .若将空气排出,用针筒抽入部分水,用
手指将小孔堵住,用力压活塞,发现很难压缩水的体积,这说明
.
例4题图
斥力
水分
子间也存在斥力
改变内能的两种方式
考点
3
例5 (人教素材改编)古时候人们常用钻木取火,下列情境中改变内能的
方式与其相同的是( B )
B
例6 (人教新增习题改编)如图所示,是我国古代发明的取火器模型图,
把推杆迅速推入牛角套筒时,套筒内空气被压缩,推杆前端的艾绒立刻
燃烧起来,这是通过 的方式,使筒内空气内能 ,温度
升高,达到艾绒的着火点.
例6题图
做功
增大
温度、内能、热量的关系
考点
4
例7 (教科新增习题改编)如图是古代省油灯的示意图.它下层盛水,能减
慢上层油的消耗.点灯后,水在升温的过程中( A )
例7题图
A
A. 吸热,内能增加
B. 吸热,内能减少
C. 放热,内能增加
D. 放热,内能减少
1. (2025衡阳模拟)海陆风是由海陆昼夜温度差异引起的热力环流,是炎炎
夏日沿海地区的一种普遍自然现象.当出现如图所示风向时,通常( A )
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
第1题图
A
跨学科实践
跨学科实践
风(教科九上P17~19)
纵向实验分层练
一题多设问(依据2022课标科学探究的四要素设问)
例 汽车使用冷却液给发动机降温,水也
具有吸热降温的作用.实验小组提出:为什么汽车使用冷却液降温而不直
接使用水?于是提出猜想:冷却液的比热容比水的比
热容大.为了验证猜想,他们选择规格相同的可显示
温度的电加热杯(图甲)、水和某品牌冷
却液进行实验.
实验
比较不同物质吸热的情况
新考法
教材实验拓展
例题图
证据
(1)实验思路:研究对象为相同质量的水和冷却液,由于吸热能力不易直
接测量,可以采用“ ”的思想,用相同的电加热器加热,测
量水和冷却液在 的情况下,加热时间的长短.
(2)实验还需要的测量工具是秒表和 .
转换法
升高相同温度
电子秤(或天平)
(3)选用相同规格的电加热器进行加热的目的是保证相同时间内水和冷却
液 .
(4)实验中可以通过比较 来判断两种液体吸收热量的多少.当
水和冷却液吸收相同的热量时,也可以通过比较 来判断
两者的吸热能力的强弱.
吸收的热量相等
加热时间
温度变化量
解释
(5)[数据分析]小组同学每隔1 min测量一次水和冷却液的温度并根据实验
数据做出的温度随时间变化的图像如图乙所示.分析图像可知:当水和冷
却液升高相同温度时, 吸收的热量多,说明 的吸热能力
强,则实验小组的猜想是 (选填“正确”或“错误”)的.
水
水
错误
交流
(6)[开放性设问]同学们想进一步探究“汽车使用冷却液而不选用水”的原
因,经过调查统计,得知几种常见冷却液的熔点在-60 ℃~-20 ℃之
间,沸点在108 ℃~220 ℃之间.由此可知,其原因是
(写出一点即可).
冷却液的沸点高
于水,所以不易沸腾(或冷却液的凝固点比水的凝固点低,所以不易结冰)
$