内容正文:
第十三、十四章「
内能内能的利用
知识体系构建
整合章节要点,搭建框架
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
热传递
方向(能量的转移)
改变物
定义
的温度乘积之比
高温处→低温处
体内能
单位焦每千克摄氏度[J/(kg·℃)]
外界对物体做功,
的方式
比热容
内能增大
做功
热量计算公式Q=cm△t
物体对外界做功,
(能量的转化)
水的比热容的应用
内能减少
内能
物质由分子(原子)构成;分子热运动
(分子运动越剧烈,温度越高):分子间
与温度
分子动理论引力和斥力同时存在
温度降低,内能减少
的关系
物体内部所有分子热运动的动能和分子势
温度升高,内能增加
概念
能的总和
能量守恒定律
定义热机是利用内能做功的机械
利用气缸内燃烧的汽油
某种燃料完全燃烧放出
定义
内能的
产生高温高压的燃气来
的能量与其质量的比值
燃料
原理
利用
推动活塞做功
单位
的热值
汽油机
焦每千克,符号为J/kg
吸气
热机的
热机
压缩,做功排气
冲程
冲
冲程
冲程
Q数=qm或Qa=gV
热量的计算
效率
(V为气体的体积)
利用气缸内燃烧的柴油
柴油机原理
产生高温高压的燃气来
用来做有用功的那部
推动活塞做功
分能量与燃料完全燃
定义
能量
燃料的化学能→气体的内能→
烧放出的能量的比值
热机
转化
机械能
的效率
W有
=
9a×100%
公式
P9高频考点突破
聚焦高频考点,各个击破
考点一分子动理论
网应练习
[解读]属于近年来中考的热,点,通常以选择题和填空
1.[2025湖南]如图所示的实验中,浓氨
题的形式考查,以自然现象或教材实验为背景命题,涉
水和无色酚酞溶液没有直接接触,但观察
到纸花变红,这一现象表明
()
及分子空间尺度、分子热运动和分子间的作用力。
滴有无色
典例1[2025重庆期末]“凉面”是部分地区夏天的
酚酞溶液
的白色纸花
特色美食,下列说法正确的是
(
浓氨水
A.我们可以直接看到面粉分子附在面条表面上
玻璃板
B.面条之间有缝隙,说明分子间存在着空隙
A.分子间存在引力
物理(人教版)九年级全一册
C.油辣子能附着在凉面上,说明分子间存在引力
B.分子间存在斥力
D.面条掰断后不能连接上,说明分子间存在斥力
C.分子可以用肉眼观察
解析:分子非常小,人眼无法直接看到分子,所看到
D.分子在不停地做无规则运动
的是附在面条上的面粉颗粒,故A错误。面条之间
的缝隙,属于物体之间的空隙,而不能作为分子间有
空隙的证据,故B错误。油辣子能附着在凉面上,这
是分子间存在引力的缘故,故C正确。面条掰断后,
断裂处分子间距离变得很大,这时分子之间几乎没
有作用力,故D错误。
答案:C
小结
分子很小,它的直径的数量级约为10°m,分子的体
积也非常小,用肉眼看不到分子,同理分子间的间隙人眼
同样不能发现。分子间存在相互作用的引力和斥力,两个
力只有分子靠得很近时才能体现出来。
考点二物体内能的改变
对应练习
[解读]近年来在中考中出现的概率很高,通常以选
2.[2025潍坊](多选题)如图所示,玻璃
择题和填空题的形式考查,以自然现象、生产实例或
瓶内装有少量的水,用塞子塞紧,并用气
教材实验为背景命题,判断物体内能的改变方法,分
筒向瓶内打气。当打气到一定程度时,塞
子会从瓶口跳起,同时瓶内出现大量的
析内能和机械能的转化方向,有时还会将其与物态
“白气”;这时再迅速将塞子塞上,并快速
变化等知识相关联。
向瓶内再次打气,看到“白气”很快消失。
典例2古人锻造铁器要经过加热、锻打和淬火(将
下列分析中,正确的是
热的铁器放入水中为之降温)三个过程,关于改变铁
器内能的方式,下列说法中正确的是
A.加热和锻打属于热传递,淬火属于做功
B.加热属于热传递,锻打和淬火属于做功
C.加热和淬火属于热传递,锻打属于做功
A.塞子从瓶口跳起前,瓶内气体的内能
D.加热和淬火属于做功,锻打属于热传递
减小
解析:
B.塞子从瓶口跳起过程中,瓶内气体对
外做功
用铁锤锻打铁器
机械能转化为内能
做功
改变铁
C.
瓶内出现的“白气”是水蒸气
用火对铁器加热
铁器从火中吸收热量
器内能
D.再次打气时“白气”消失,发生的物态
热传递
变化是汽化
将铁器淬火
铁器向水释放热量
答案:C
第十三、十四章内能内能的利用
小结
判断改变物体内能的方式
方式
判断方法
做功
热传递
抓“实质”
能量的转化
能量的转移
“压缩”
“取暖”
抓“关键词”
“摩擦”
“加热”
“锻打”
“遇冷”
考点三温度、热量和内能的辨识
网应练习
[解读]通常通过选择题进行考查,主要围绕着热
3.关于温度、热量、内能的关系,下列说
法中正确的是
()
量、热传递和内能的概念,内能与温度的关系,内能
A.物体的温度升高,内能一定增加
改变的路径等内容进行辨识。因这些概念的内涵十
B.物体的温度升高,一定是从外界吸收
分丰富,某个方面认识的微小偏差都会导致辨识的
了热量
失败,即这类题属于易错题。
C.对物体做功,其内能一定增加,温度不
典例3[2025大兴安岭]关于温度、热量和内能,下
一定升高
列说法中正确的是
D.冰熔化时吸收热量,内能增加,分子的
A.温度为0℃以下的物体不具有内能
运动越来越剧烈
B.温度高的物体,含有的热量一定多
C.物体的内能增加,可能是吸收了热
D.温度总是从高温物体传向低温物体
解析:一切物体在任何温度下都有内能,故A错误;
归纳总结
热量是热传递过程中传递热(内能)的多少,不能说
内能和温度是物体本身就具有的,热
含有或具有,故B错误;物体的内能增加,可能是吸
量伴随着热传递而存在;内能和温度都是
收了热,也可能外界对其做功,故C正确;热传递过
状态量,热量则是过程量,物体吸收热量,
内能增加,温度可能不变;物体温度升高,
程中,吸热的物体温度升高,放热的物体温度降低,
内能一定增加,可能没有吸收热量。内
即传递的是热量(内能),不是温度,故D错误。
能、温度和热量既有密切联系,又有本质
答案:C
区别。
小结
一般情况下,物体吸热时,温度升高,内能增加,增加
的内能等于吸收的热量;同理物体放热时,减少的内能等
于放出的热量。特殊情况下,物质吸热或放热过程中,虽
然温度保持不变,但是内能会随着吸热而增加、放热而减
少。例如晶体吸热熔化过程中,温度不变,内能增加。
3
物理(人教版)九年级全一册
考点四物质的比热容和热量的计算
网应练习
[解读]物质的比热容和基于比热容的计算,属于中
4.[2025淮北期中]在一个标准大气压
考必考内容之一,考查方法十分灵活,可以基于自然
下,将质量为3kg的金属块加热到490℃
后,立即投入质量为1.5kg、温度为10℃
现象考查比热容的应用,也可以结合图表考查比热
的冷水中,若金属块放出的热量全部被水
容的概念,还可以整合热值等知识设计综合计算。
吸收,最终水的温度升高到70℃。已知
典例4[2025成都]小雨探究液体的凝固特点:先在
c水=4.2X103J/(kg·℃),求:
两个相同容器中分别装入初温为20℃、质量为100g
(1)金属块的比热容。
的水和某液体M,再各放入一个温度传感器,然后
(2)这些热水继续吸收2.205×105J的
使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相
热量后,水的末温。
等,用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的
归纳总结
图像,如图所示。已知c水=4.2×103J/(kg·℃),
①系统与外界无热量交换:
条件
实验在标准大气压下进行,下列说法中正确的是
②一个物体吸热,一个物体放热
高温物体放出的热量Q=cm,(G,t)
吸热
2017/G
放热
低温物体吸收的热量Qcm2(t)
(t是末温,t1、t2是初温)
热平衡
当两个物体温度相同时,
方程
t2
定有Q数=Q限
t/min
(典例4图)
A.液体M的比热容为2.8×103J/(kg·℃)
B.液体M放热能力比水放热能力强
C.在t2~t4时间段两种物质都是固液共存状态
D.从20℃刚好降到0℃时,水放出的热量小于M
放出的热量
解析:标准大气压下,水的凝固点为0℃,可以判定
图中上方的图线为水的温度随时间变化图像。0一
t2时间段内,水放出的热量Q水=c水m水△t=4.2×
103J/(kg·℃)×0.1kg×(20℃-4℃)=6720J;
这段时间内液体M放出的热量也是6720J,则液体
M的比热容ew一a.keX0-(-0C
QM
6720J
2.8×103J/(kg·℃),故A正确;由cM<c水可知液
体M放热能力比水放热能力弱,故B错误;由图像
可知,在t2~t4时间段,物质M处于疑固过程中,是
固液共存状态;在t2~t3时间段的水为液态,在t3~
4时间段的水处于凝固过程中,是固液共存状态,故
第十三、十四章内能内能的利用
C错误;降低相同的温度,比热容大的物质放出的热
量多,即水放出的热量大于液体M放出的热量,故
D错误。
答案:A
小结
典例中通过作垂直于时间轴的直线,呈现两种物质放
出相同热量时温度变化的情况,据此比较两种物质的比热
容大小,物质M的温度变化比水大,则其比热容比水小。
如果在图中作垂直于温度轴的直线,呈现的就是两种物质
降低相同温度时放热多少的情况,放出热量多的物质比热
容大。
考点五热机冲程的识别及能量转化
可应练习
[解读]中考基础题主要涉及压缩和做功两个冲程
5.[2025兰州]课外活动中,小亮将刚喝
的辨识,以及能量转化情况。近年很多地区将其与
完水的空矿泉水瓶的瓶盖拧上但不拧紧,
生产、生活甚至科技前沿相融合,设计为中考的压
用手握住瓶子的上下两部分,用力迅速拧
成图示状态时,瓶盖被弹出并伴有爆响
轴题。
声,同时瓶口内出现白雾。关于上述过
典例5[2025镇江]下列汽油机的工作冲程中,压缩
程,下列说法中错误的是
()
冲程是
奢奢奢商
拧前
拧后
B
A.矿泉水瓶被用力拧成图示形状,说明
力可以使物体发生形变
解析:判断汽油机的四个冲程,先看进气门和排气门
B.瓶盖弹出前,拧瓶子的过程与汽油机
的关闭情况,进气门打开的是吸气冲程,排气门打开
的做功冲程类似
的是排气冲程,进气门和排气门都关闭的是压缩冲
C.瓶盖被弹出时,瓶内压缩气体的内能
程或者做功冲程;活塞上行为压缩冲程和排气冲程;
转化为瓶盖的机械能
活塞下行为吸气冲程和做功冲程。
D.瓶口内出现的白雾,是水蒸气温度降
答案:B
低后液化形成的小水滴
小结
压缩冲程和做功冲程的比较
冲
程
进气门
排气门
活
塞
能量转化
压缩
关
关
向上
机械能→内能
做功
关
关
向下
内能→机械能
5
物理(人教版)九年级全一册
考点六基于热机效率的计算
网应练习
[解读]运用热机效率将机械功和热值综合,出现于
6.[2025兰州]某燃气热水器
中考压轴题的概率很高,热机效率转换成燃烧效率、
的技术参数如表所示,“额定耗
尖微
气量”的含义是热水器正常工
热电转换效率等压轴题同样备受关注。效率相关的
作1h消耗的燃气体积。
计算必须重视。
适用燃气
天然气
典例6[2025广安]小莉一家自驾出游,汽车通过一
热值
3×107J/m
条长2400m的隧道,用时120s,消耗0.1kg的汽
额定耗气量
1.8m3/h
油,汽车通过隧道牵引力做的有用功为1.38×106J。
求:(汽油的热值g=4.6×10J/kg》
燃气热水器的热效率通常指热水器有效
利用热量的效率,能效等级是根据热效率
(1)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量。
来划分的,其中三级能效的热效率不得低
(2)汽车通过隧道发动机的效率?。
于84%,二级能效的热效率不得低于
解析:已知燃料的质量,燃料完全燃烧放出的热量根
88%,而一级能效的热效率则不得低
据Q放=mg进行计算。知道汽车牵引力做的有用
于96%。
功和消耗的燃料完全燃烧释放的热量,根据?=
(1)某次洗浴,热交换器在10min内将质
W用×100%计算发动机的效率。
量为100kg的水的温度升高20℃,则该
过程中水吸收的热量为
J。[水
答案:(1)完全燃烧0.1kg汽油放出的热量Q放=
的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)]
mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×105J。
(2)此次洗浴,燃气热水器以额定耗气量
(2)汽车通过隧道发动机的效率”=
W有用X
正常工作l0min。若该过程燃气完全燃
Q放
烧,则放出的热量为
100%=
1.38×106J
(3)请根据计算判断该燃气热水器的能
×100%=30%。
4.6×105J
效等级属于
级。
小结
物体吸收热量的公式是Q吸=c(t一to);燃料完全
燃烧放出的热量的公式是Q微=mg或者Q:=Vg;机械功
的公式是W=Fs或者W=P;燃料燃烧的效率用到的公
式是?
Q题×100%:热机的效率公式是7=
W有用X
Q放
Q放
100%。
]综合素养提升
强化综合运用,融会贯通
1.下列有关分子动理论的说法,正确的是
A.“破镜难重圆”是因为分子间只存在着斥力
B.扫地时尘土飞扬,说明分子在做无规则运动
C.手捏海绵,海绵的体积变小,说明分子间有间隙
D.“花气袭人知骤暖”是因为温度越高,扩散越快
6附:答案与解析
第十三、十四章内能内能的利用
[高频考点突破
①D浓氨水具有挥发性,氨分子会不断运动,从浓氨水
中挥发出来,运动到纸花上,与纸花上的无色酚酞溶液接
触。氨分子溶于水形成氨水,氨水显碱性,使无色酚酞溶
液变红。这一现象表明分子在不停地做无规则运动,而与
分子间的引力和斥力无关,分子是肉眼看不见的微观粒
子。D正确。
2BD塞于从瓶口跳起前,用气简向瓶内打气,外界对瓶
内气体做功,瓶内气体内能增大,气压增大,故A错误。塞
子从瓶口跳起过程中,瓶内气体对塞子做功,即瓶内气体
对外做功,气体的内能转化为塞子的机械能,故B正确。
瓶内出现的“白气”是瓶内水蒸气遇冷液化形成的小水滴,
不是水蒸气,水蒸气是无色透明的气体,肉眼看不见,故C
错误。再次打气时,外界对瓶内气体做功,气体内能增大,
温度升高,使小水滴汽化为水蒸气,所以“白气”消失,发生
的物态变化是汽化,故D正确。
③A物体的温度升高,分子运动得越剧烈,分子动能增
加,内能一定增加,故A正确:物体的温度升高,可能是吸
收了热量,也可能是外界对物体做了功,故B错误;对物体
做功,它的内能不一定增加,温度也不一定升高,例如把物
体举高而做功时,内能、温度都不变,故C错误:分子热运
动的剧烈程度与其温度有关;冰熔化时吸收热量,内能增
加,但温度不变,所以分子运动的剧烈程度不变,故D
错误。
④解:(1)冷水吸收的热量Qs=c水m水△水=4.2×
103J/(kg·℃)×1.5kg×(70℃-10℃)=3.78×10J:
由题可知,金属块放出的热量等于水吸收的热量,即Q数=
Qs=3.78×10J,根据Q数=cm△可得,金属块的比热容
Q
3.78×10J
c鱼m生Y毫3kgX(490C-70C=0.3X10J/(e·℃)
(2)这些热水继续吸收2.205×105J的热量,升高的温度
4灰'=Q您
2.205×105J
cn水4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg
=35℃,理
论上水的末温t′=t+△t*'=70℃+35℃=105℃,因为
在一个标准大气压下水的沸点为100℃,则热水继续吸收
热量后实际末温为100℃
⑤B矿泉水瓶在力的作用下被拧成图示形状,瓶子的形
状发生了改变,说明力可以使物体发生形变,故A正确,不
符合题意。瓶盖弹出前,拧瓶子时,瓶子体积变小,压缩瓶
内气体,是对气体做功,瓶内气体内能增大,此过程与汽油
机的压缩冲程类似,都是将机械能转化为内能;而汽油机
的做功冲程是将内能转化为机械能,故B错误,符合题意。
瓶盖被弹出时,瓶内压缩气体对瓶盖做功,将自身的内能
转化为瓶盖的机械能,使瓶盖获得动能而飞出,故C正确,
不符合题意。瓶盖被弹出时,瓶内气体对外做功,内能减
小,温度降低,瓶口处的水蒸气遇冷液化形成小水滴,从而
出现白雾现象,故D正确,不符合题意。
6(1)8.4×10(2)9×10(3)二
〔解析)(1)该过程中水吸收的热量Q=cm△t=4.2×
103J/(kg·℃)×100kg×20℃=8.4×10J。(2)此次洗
浴,燃气热水器以额定耗气量正常工作10min消耗的天然
气V=1.8mh×石h=0.3m,则该过程燃气完全燃烧
放出的热量Q数=q天然V=3×10J/m3×0.3m3=9×10J。
(③)然气热水器的熟效率y一8×10%-8,×
100%≈93.3%,故该燃气热水器的能效等级属于二级。
[综合素养提升]
①D“破镜难重圆”是因为分子间距离太大,分于间的引
力无法发挥作用,故A错误;扫地时尘土飞扬,说明尘土的
位置发生了变化,做了机械运动,不能说明分子在做无规
则运动,故B错误;手捏海绵,海绵的体积变小,说明力可
以改变物体的形状,不能说明分子间有间隙,故C错误;
“花气袭人知骤暖”说明温度越高,分子无规则运动越剧烈,
扩散越快,故D正确。
②D在“油墩子”制作过程中,通过热传递改变内能。弯
折铁丝时,对铁丝做功,机械能转化为内能,通过做功的方
式改变内能。压缩空气时,对空气做功,机械能转化为内
能,通过做功的方式改变内能。钻木取火,通过做功的方式
改变内能。加热烧杯中的水时,火焰的热量传递给水,使水
的内能增加、温度升高,这部分是热传递
③C加热过程中,热量从发热包传递给食物,传递的不是
温度,故A错误;热量是一个过程量,热量不能用含有表
示,故B错误;食物吸收热量,内能的改变是通过热传递方
式实现的,故C正确;发热包的内能不一定比食物的内能
大,故D错误。
④D火箭发动机使用的燃料是热值大的燃料,而非比热
容大的燃料。因为同等条件下热值大的燃料在完全燃烧
时能够释放出更多的能量,从而为火箭提供更大的推力,
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