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【复习课】13-14章内能和内能的利用

发布时间:2014-01-02 15:45:03  

内能和内能的利用

复习课

主题 分子动理论和扩散现象

知识点 内能的概念;温度和内能的关系 能量守恒定律 四冲程内燃机的构造、工作原理和热机的效率

要求

认识

热和能 做功和热传递可以改变物体的内能,并能用此解释有关现象 利用 Q=cmΔt 进行简单计算 燃料燃烧放出的热量跟哪些因素有关,会计算燃料放出的热量 用比热容解释简单的自然现象 不同物质的吸热能力 探究 理解

无规则运动
动 势 增加 增加 转移 增加 其他能
一定质量的某种物质,在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容,简称比热。符号:c

减少 减少

单位质量 J/(kg· ℃)

1℃

4.2×103 J/(kg· ℃) 1 kg J/kg

cm(t0-t)

cm(t-t0)
内 机械

机械





机械

一、分子热运动

1.分子动理论的三个基本观点
分子 (1)物质是由_____组成的; 无规则 (2)一切物质的分子都在不停地做_________运动; 相互作用的引力和斥力 (3)分子之间存在着________________________. 2.扩散现象 彼此进入 (1)定义:不同的物质在相互接触时_________对方的现象. 无规则运动 间隙 (2)说明:分子不停地做__________;分子间存在______. 温度 (3)影响因素:____,温度越高,扩散现象越明显.

分子运动无法直接用肉眼观察,肉眼能直接看见的运动都

不是分子运动,如扫地时的灰尘.
3.分子热运动:分子的无规则运动.温度越高热运动越剧

烈.
二、内能

所有分子 动能 势能 1.定义:物体__________做热运动的_____和分子间______
的总和.

质量 温度 状态 2.影响因素:________、________、________. (1)物体在任何情况下都具有内能,且任何温度下物体的内 能都不为零. (2)同一物体在同种状态下,温度越高,内能越大;不同物 体,温度高的内能不一定大. (3)一个物体在任何情况下都有内能,但不一定具有机械 能.

3.改变物体内能的两种方法:热传递和做功.

(1)热传递:温度不同的物体相互接触,低温物体温度升高、
高温物体温度降低的过程. 温度差 条件:物体之间存在_______________. 温度相同 最终结果:两者的__________________. 高温 低温 实质:内能从_____物体转移到_____物体. (2)热量:在热传递过程中,传递内能的多少.高温物体

放出热量 增大 吸收热量 减小 ____________,内能_____;低温物体_________,内能______.
物体吸收热量,温度是否一定升高?
思考

物体放出热量,温度是否一定降低?

(3)做功

对物体做功 增加 增加内能:外界___________,物体的内能_______.
物体对外做功 减小 减小内能:______________,物体的内能_____. 机械能和内能之

间相互转化 实质:_________________________.

①做功和热传递都能改变物体的内能,是等效的.

②热量是一个过程量,不能说一个物体“有多少”或“含
有多少”热量,应说“吸收”或“放出”热量.

三、比热容 1.探究:比较不同物质的吸热能力 (1)比较物体吸热能力的两种方法 大 质量相同的两种物质,吸收相同的热量,温度变化____的,

差 吸热能力_____;质量相同的两种物质,升高相同的温度,吸收
多 强 热量_____的,吸热能力_____. (2)实验器材:温度计、秒表等. (3)结论:不同的物质,在质量相同的条件下,温度升高相 同,所吸收的热量是不同的.

2.比热容 c:表示物质吸热能力的强弱

(1)定义:
一定质量的某种物质,在温度升高(或降低)时吸收 (或放出)的热量与它的质量和升高的温度乘积之比, 叫做这种物质的比热容,简称比热。符号:c J/(kg· ℃) (2)单位:____________.

c水=4.2×103 J/(kg· ℃) (3)水的比热容:_____________________.
意义:1 kg 的水温度升高 1 ℃所吸收的热量是 4.2×103 J.

①同一种物质在不同状态下的比热容一般不同,如:水和

冰的比热容是不同的.
②水的比热容较大,应用:用水作为冷却剂或散热剂;调 节气候. 3.热量的计算

cmΔt (1)公式:Q=_______.
吸热公式:Q 吸=cm(t-t0);

放热公式:Q 放=cm(t0-t).
说明:c为物质的_______,m为物体的_____,t0为物体的 比热容 质量 温度变化量 初温 末温 ______,t 为物体的_______,Δt为物体的____________.

质量 温度变化量 (2)物体吸收(放出)热量的多少跟物体的_____、__________ 物质的比热容 和________________有关,跟物体的温度高低无关.

①要能区分“升高”、“升高到”和“降低”、“降低到”
的不同.
②热平衡方程:物体放出的热量等于吸收的热量,即:Q 吸=

Q 放.

四、热机:把内能转化为机械能的机器 1.内燃机

(1)原理:燃料在汽缸内燃烧,产生高温高压的燃气,把
化学能 内能 内能 ______转化为_____;然后燃气推动活塞做功,把______转化 机械能 为________. 吸气 压缩 (2)四冲程内燃机的工作过程:______冲程、______冲程、 排气 做功 ______冲程、______冲程. (3)能量转化:压缩冲程中机械能转化为内能;做功冲程中

内能转化为机械能.

①每个工作循环包括四个冲程,活塞往复运动两次,曲轴 转动两周,对外做功一次. ②一个工作循环中,只有做功冲程是燃气对外做功,其他 惯性 三个辅助冲程依靠飞轮的______完成.

2.热机的效率 (1)定义:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出

的热量之比.

W有 ×100%. (2)公式:η= Q总
(3)提高热机效率的途径:

保持良好的润滑,减小摩擦;尽 可能使燃料充分燃烧;对废气带走的能量再利用.

3.燃料的热值
J/kg 焦每千克 (2)单位:________,读作:__________.

(1)定义:1 kg 的某种燃料完全燃烧放出的热量,用 q 表示.

Q=qm (3)燃料完全燃烧放出热量的计算:__________.

①热值是表示燃料的燃烧放热本领,只有燃料才有热值; 比热容是表示物体温度变化时吸热或放热的本领,任何物体都

有比热容.
②气体燃料的热值单位一般用:J/m3, 读作:焦每立方米, 计算公式为:Q=qV.

五、能量的转化和守恒 1.能的转化:各种形式的能量在一定条件下都可以相互 转化 _______. 消失 2.能量守恒定律:能量既不会凭空_________,也不会凭 产生 转化 空_______,它只会从一种形式______为其他形式,或者从一个 转移 物体______到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的 保持不变 总量_________.

考点1

分子热运动

【例1】(2011年雅安)下列能说明分子做无规则运动的是 ( ) A.汽车开过,路边“尘土飞扬” B.天降瑞雪,“纷纷扬扬” C.大院中,“墙内花开,墙外香” D.操场上,“人声鼎沸”

思维点拨:分子的无规则运动是不能用肉眼直接观察的, 因此看得见的都不是分子的无规则运动. 我的答案:C

[教师参考· 备选题](2011 年内江)关于热现象,以下说法中

正确的是 ( C )
A.物体的机械能和物体的内能是同种形式的能,都与物 体的机械运动和分子热运动以及分子间的相互作用情况有关 B.铁丝很难被拉断,说明分子之间只存在引力 C.分子之间存在着相互作用的引力和斥力

D.扩散现象只能说明分子是运动的,不能说明分子之间
存在空隙

考点2 内能 【例2】(2010年广东)改变内能有不同的方式,图5-1 甲 是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花, 当迅速压下活塞时,可看见筒内棉花燃烧起来.这是通过 ________方式使玻璃筒内的空气______增加,温度升高,达 到棉花的燃点,使棉花燃烧.图乙是通过________方式把试 管里的水加热至沸腾.

图5-1

思维点拨:压下活塞时,活塞对空气做功,机械能转化为 内能,使空气的内能增加;给试管加热是火焰的内能转移到水 中,使水内能增加. 我的答案:做功 内能 热传递

[教师参考· 备选题](2011 年大连)下列现象中,通过热传递 改变物体内能的是( A )

A.用炉灶烧水,水温升高
B.两手相互摩擦,手发热 C.用锯锯木头,锯条发热 D.气体膨胀,气体温度降低

考点3

比热容 我的答案:C

【例3】小明根据下表提供的几种物质的比热容得出以下
四个结论,其中正确的是( ) 几种物质的比热容 J/(kg·

℃) 水 4.2×103 煤油 2.1×103 铜 0.39×103 砂石 0.92×103 酒精 2.4×103 冰 2.1×103 水银 0.14×103 铝 0.88×103 A.液体的比热容一定比固体的大 B.同一物质发生物态变化后,比热容不变

C.汽车发动机用水来冷却是因为水的比热容较大
D.质量相等的铝块和铜块,升高相同的温度,铜块吸收 的热量多

[教师参考· 备选题]夏季的海边,昼夜温差小,气候宜人, 这是由于水的比热容大.下列现象不能反映水的这一特性的是 ( B) A.汽车发动机的冷却循环系统常用水做工作物质 B.炎热的夏天经常在教室的地面上洒水 C.北方冬天暖气供热设备用水做工作物质 D.北方春天的晚上,农民往稻田里灌水以防止秧苗冻坏

考点4

热量的计算

【例4】(2010年肇庆)太阳能是一种清洁能源.某太阳能

热水器每天能使 500 kg 的水温度升高 30 ℃,那么这些水吸收
的热量为____________________J,这些热量相当于完全燃烧 _________m3 的天然气放出的热量.[ 天然气的热值取 7×107 J/m3,水的比热容 c=4.2×103 J/(kg· ℃)] 思维点拨:利用Q 吸=cmΔt计算出热水器中的水吸收的热 量,再根据Q放=Q吸=qV 的变形公式求出天然气的体积. 我的答案:6.3×107 0.9

(2010年扬州)已知水的比热容为 4.2×103J/(kg· ℃),则 1 kg 的水温度升高 50 ℃吸收__________J的热量.生活中我们经常看 2.1×105 比热容 到司机往汽车发动机的水箱里灌水,这是因为水的_______大, 热量 所以在相同条件下水能带走较多的_____,冷却效果好.

考点5

热机

【例5】(2011年枣庄)下列流程图是用来说明单缸四冲程汽

油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况的.下列关于
图 5-2 中①②③④的补充正确的是(

)

图5-2

A.①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ③做功冲程 ③做功冲程 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能 ②内能转化为机械能 ②机械能转化为内能 ④机械能转化为内能 ④内能转化为机械能 ④内能转化为机械能 B.①压缩冲程 C.①压缩冲程

D.①做功冲程 ②机械能转化为内能 思维点拨:吸气冲程之后是压缩冲程,机械能转化为内能; 压缩冲程之后是做功冲程,内能转化为机械能.

我的答案:C

[教师参考· 备选题](2011年内江)如图 B11所示,是四冲程

甲 乙 汽油机工作的部分冲程示意图,其中____图是做功冲程,___
图是依靠飞轮的惯性来完成的冲程.

图B11

考点6

能量的转化和守恒

【例6】(2011年福州)福州江滨大道缤纷园入口处,安装了 两盏“风光互补”景观节能灯,如图 5-3 所示,它“头顶”小 风扇,“肩扛”太阳能电池板.关于节能灯的设计解释合理的 是(

)

图5-3

A.太阳能电池板是将太阳能转化为

电能

B.小风扇是用来给太阳能电池板散热的
C.小风扇是风力发电机,将电能转化为机械能 D.蓄电池在夜晚放电时,将电能转化为化学能 思维点拨:小风扇是风力发电机,将机械能转化为电能; 蓄电池在夜晚放电时,将化学能转化为电能.

我的答案:A

[教师参考· 备选题](2011年扬州)下列有关能量转化的说法

错误的是( C )
A.核电站发电——核能转化为电能 B.电饭锅烧饭——电能转化为内能 C.热机工作——机械能转化为内能 D.太阳能电池——太阳能转化为电能

中考
1.(2011 年肇庆)下列说法,正确的是( C ) A.汽车开过乡间公路,路面扬起灰尘,这些灰尘是由分 子运动引起的 B.分别滴在热水和冷水中的墨水,它们的扩散速度相同

C.10 mL 酒精和 10 mL 水混合后的总体积小于 20 mL,这
是由于分子间有空隙

D.水、水蒸气、冰三种物态分子间的距离都是相同的

2.(2011年湛江)关于温度、热量、内能,以下说法正确的
是( B ) A.0 ℃的冰没有内能

B.水沸腾时继续吸热,温度保持不变
C.物体的温度越低,所含的热量越多

D.物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能
就一定不变

解析:热量是过程量不是状态量,不能说物体所含热量的
多少.

3.(2011 年广州)把干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面, 记下测力计的读数(如图 5-4 所示).让玻璃板的下表面接触水

面,然后稍稍用力向上拉,发现弹簧测力计读数变大,其原因 是玻璃板与水的接触面之间存在( B )

图5-4 A.摩擦力 B.分子引力 C.分子斥力 D.大气压力

4.(2010 年广州)如图 5-5 所示实验,试管口木塞冲出过

程( D )

图5-5 A.试管口出现的白雾是水蒸气 B.试管口出现白雾说明水蒸气内能增加 C.能量转化情况与内燃机压缩冲程相同 D.水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少

5.(2011年湛江)城市中到处可见的违章“小广告”,严重
影响着城市市容市貌,被称为“城市牛皮癣”,已成为城市管 理中的一大“顽症”.在创建“宜居港城”活动中,小敏和同 学们一起到街头巷尾用砂纸清除那些违章“小广告”;砂纸表 增大 面很粗糙,是为了______(填“增大”或“减小”)摩擦力,过 内 了一会儿,小敏感觉砂纸发热,是因为机械能转化为______能,

做功 这是通过______方式改变的.

3.甲、乙两种物质的质量之比为 3∶1,吸收相同热量之后,升高的温度之比是 2∶3, 则这两种物质的比热容之比为 1∶2.

6.甲、乙两物体质量相等,当甲物体温度升高 10℃,乙物体温度升高20℃时,甲物体吸收的 热量是乙物体吸收热量的2倍,则甲的比热是乙 的比热的( ) Q c= m A 1/

2倍 B.4倍 t C.1倍 D.1/4

甲乙 两个相同的容器分别装了质 量相同的两种液体,用同一 热源分别加热,液体温度与 热时间关系如图所示.根 据图线可知( ) A A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B.如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同 C.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多

? 26.太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,下 表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息 求(1)水在10h内吸收的热量; (2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧 多少m3的天然气;(天然气的热值为8.4×107J/m3,天 然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收) (3)该太阳能热水器的能量转化效率.
水的比热 容/J (kg?℃)1

太阳照射 时间/h

装水量/Kg

吸热板面 积/m2

水升高的 温度/℃

太阳辐射 功率/J? (m2?h)-1

10

100

2.5

50

4.2×10 1.68×1 3 06

关于温度、内能、热量三者之间的关系,下 列说法正确的是( D) A.温度高的物体,内能一定大 B.物体温度升高,一定吸收了热量 C.物体吸收了热量,温度一定升高 D.物体温度升高,内能一定增加


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