第5讲--内能-内能的利用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2020,河南,物 理,第,5,讲,内能 内能的利用,重难点突破,实验突破,-,科学探究素养提升,栏目导航,知识精讲,考点清单,图说物理,内能,比热容,热量的计算,热机,能量的转,化和守恒,内能,分子热运动,利用比热容计算,利用热值计算热量,定义,物质的构成,分子热运动,影响因素,分子间的相互作用力,改变内能的方式,热传递,做功,热量,定义,物理意义,水比热容大的应用,扩散现象,影响因素,能量守恒定律,能量的转化和转移具有一定方向性,定义,四冲程汽油机,热机的效率,燃料的热值,定义、单位,特点,一、分子热运动,1.,物质的构成,：常见的物质是由极其微小的,_,、,_,构成的,.,2.,分子热运动,(1),扩散现象,定义：不同的物质在互相接触时,_,_,_,的现象,.,影响因素：,扩散现象的剧烈程度与,_,有关,_,越高,扩散现象越,_,.,举例：“酒香不怕巷子深”、“花香四溢”、“墙角放煤,日久变黑”等,.,分子,原子,彼此进入对方,温度,温度,明显,知识精讲,考点清单,返回思维导图,扩散现象表明，一切物质的分子都在,_,_,_,，,分子间存在间隙,.,固体、液体、气体间的间隙依次,_,(,选填“变大”或“变小”,).,(2),分子热运动：分子运动的剧烈程度与,_,有关,.,温度越,_,分子热运动越剧烈,.,3.,分子间作用力,(1),分子之间存在,_,.,如被紧压在一起的铅柱很难被分开,.,(2),分子之间还存在,_,.,如固体和液体很难被压缩,.,不停地做无规则运动,变大,温度,高,引力,斥力,返回思维导图,二、内能,1.,内能,(1),定义：构成物体的,_,分子,其热运动的,_,与分子势能的总和,.,单位是焦耳,(J).,(2),影响因素：同一个物体,在相同物态下,温度升高时,内能,_,；温度降低时,内能,_,；内能还与物体的质量、种类、结构、状态有关,.,2.,热量,：在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量,.,单位是焦耳,(J).,3.,热量与内能的关系：,物体吸收热量时内能,_,放出热量时内能,_,.,所有,动能,增大,减小,增大,减小,返回思维导图,方式,实质,发生条件,说明,联系,实例,热,传,递,能量的,_,存在温度差,通过“高温低温”判断是热传递改变物体的内能,做功和热传递在改变物体的内能上是,_,的,下列实例中通过热传递方式改变物体内能的有，,_,通过做功方式改变物体内能的有,_,.,a.用热水袋取暖；b.钻木取火；c.搓手取暖；d.晒太阳；e.用活塞压缩气体；f.用热水壶将水烧开；g.弯折铁丝，弯折处发热；h.烤火御寒,做,功,能量的,_,外界对物 体做功或物体对外做功,通过关键字词“搓手”、“压缩”、“摩擦”、“锻打”、“拧弯”等判断,转移,4.,改变物体内能的方式,等效,转化,adfh,bceg,返回思维导图,三、比热容,1.,定义：,一定,_,的某种物质,在温度升高时所吸收的热量与它的质量和升高的温度,_,之比,用符号,c,表示,.,2.,物理意义：,表示物质吸热或放热能力强弱的物理量，比热容越大，其吸热或放热能力越强,.,3.,单位及符号：,单位是,_,_,_,符号是,_,.,4.,理解,(1),比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量、体积、温度等无关,.,质量,乘积,焦每千克摄氏度,J/(kg),返回思维导图,(2),质量相同的不同物质，当吸收或放出相同热量时，比热容,_,的物质温度变化较小,.,(3),质量相同的不同物质，当温度的变化量相同时，比热容,_,的物质吸收或放出的热量多,.,5.,水的比热容较大的应用：调节气温,(,人工湖,),、取暖,(,水作传热介质,),、作冷却剂等,.,四、燃料的热值,1,.,定义：,某种燃料,_,放出的热量与其质量之比，叫做热值，用符号,_,表示,.,2.,单位,：焦每千克，符号是,_,；焦每立方米，符号是,J/m,3,.,大,大,完全燃烧,q,J/kg,返回思维导图,3.,特点,：,热值是燃料的一种属性，与其形状、体积、质量、是否充分燃烧无关，只与燃料的,_,有关,.,五、热量的计算,1.,利用比热容公式,Q,_,进行计算,.,注：确定,t,时，若题干中是升高到,(,降低到,),t,，则,t,为末温；若题干中是升高了,(,降低了,),t,，则,t,为温度变化量,.,2.,利用热值计算热量,(1),当,q,的单位为,J/kg,时，,Q,_,.,(2),当,q,的单位为,J/m,3,时，,Q,_,.,种类,cm,t,mq,qV,返回思维导图,点击至重难点突破,六、热机,1.,定义：,利用燃料燃烧释放出的能量做功的机械，叫做热机,.,2.,四冲程汽油机的工作过程及特点,冲程示意图,进气门,打开,_,_,关闭,排气门,关闭,_,_,打开,关闭,关闭,关闭,关闭,返回思维导图,火花塞,未点火,_,_,未点火,活塞运动方向,向下,_,_,向上,工作冲程,吸气冲程,_,_,排气冲程,能量的转化,_,能,_,能,_,能,_,能,工作循环,一个工作循环，活塞往复运动,_,次，曲轴转动,_,圈，对外做功,_,次,;,使汽车获得动力的是,_,冲程,.,未点火,点火,向上,向下,压缩冲程,做功冲程,机械,内,内,机械,两,两,一,做功,返回思维导图,3.,热机的效率,定义：热机工作时,用来做有用功的那部分能量与,_,_,放出的热量之比.,公式：=100,100.,提高效率的途径：,(1)使燃料充分燃烧；,(2)减少热量损失；,(3)机械间保持良好润滑，减小摩擦.,燃料完全燃烧,返回思维导图,七、能量的转化和守恒,1.,能量的转化：,在一定条件下,各种形式的能量是可以相互,_,的,.,2.,能量守恒定律,：,能量既不会,_,_,_,也不会,_,_,_,它只会从一种形式,_,为其他形式,或者从一个物体,_,到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量,_,.,3.,能量的转化和转移具有一定的,_,.,转化,凭空消失,凭空产生,转化,转移,保持不变,方向性,返回思维导图,图说物理,命题点：分子热运动,1.,如图所示，在一个装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体的瓶子上面倒扣一个空瓶子，抽掉玻璃板，在常温下经过一段时间后，可看到上下两个瓶子内气体的颜色变均匀该实验现象说明,_,_,若将两个瓶子的位置对调，,_(,选填,“,能,”,或,“,不能,”),得到相同的结论,(RJ,九年级,P3,图,13,.,1,2),分子在不停地做无,规则运动,不能,命题点：热学综合,2.,如图所示的实验装置是通过,_,的方式将试管内的水进行加热的水沸腾后，当塞子从试管口喷出时，水蒸气的内能转化成塞子的,_,能，此过程的能量转化与四冲程汽油机,_,冲程的能量转化情况相同，汽油机工作过程中需要用水来冷却发动机以确保其正常工作，这是利用了水的,_,的特点,(2019,攀枝花,16,题改编,),(RJ,九年级,P17,图,14.1,1),热传递,机械,做功,比热容较大,重难点突破,一、温度、内能、热量之间的关系,(2013.9C),易 错 点 拨,(1),温度是分子热运动剧烈程度的标志，是状态量，只能说“温度是,xx”,、,“,温度升高,”,或,“,温度降低,”,；,(2),内能的大小表示物体具有能量的多少，是状态量，只能说,“,具有内能,”“,内能增加,”,或,“,内能减小,”,；,(3),热量是指在热传递过程中转移能量的多少，是过程量，只能说,“,吸收热量,”,或,“,放出热量,”,1.,下列关于温度、内能的说法，正确的是,(,),A.0,的冰没有内能,B.,冬天搓手取暖是利用热传递来改变内能,C.,同一物体的温度越高，内能越大,D.,物体的机械能越多，其内能就越多,2.,关于温度、内能和热量，下列说法正确的是,(,),A.,温度相同的物体内能一定相等,B.,同一物体内能越大温度不一定越高,C.,物体的温度越高，所含的热量越多,D.,发生热传递时能量从内能大的物体向内能小的物体转移,C,B,二、热量相关计算,(,每年必考，多结合电热类家用电器考查,),3.,某家用燃气热水器，在一个标准大气压下将,20 kg,的水从,10,加热到,60,，消耗了,0.21 m,3,的燃气,已知水的比热容为,4.210,3,J/(kg),，燃气的热值为,410,7,J/m,3,求：,(1),水吸收的热量是多少？,(2),燃气完全燃烧放出的热量是多少？,(3),该燃气热水器烧水的效率是多少？,(4),若换用额定功率为,1 000 W,的电热水器代替燃气热水器进行加热，已知电热水器的能量利用率为,80%,，则电热水器需要正常工作的时间至少是多少？,点击至考点清单,解：,(1),水吸收的热量,Q,吸,cm,t,4.2,10,3,J/,(kg,),20 kg,(60,10,),4.2,10,6,J,(2),燃气完全燃烧放出的热量,Q,放,q,燃气,V,4,10,7,J/m,3,0.21 m,3,8.4,10,6,J,(3),该燃气热水器烧水的效率,100%,100%,50%,(4),由,100%,知,，,电热水器消耗的电能,W,电,5.25,10,6,J,由,W,Pt,可知电热水器正常工作的最少时间,t,5 250 s,【拓展设问】,(5),某家庭利用太阳能热水器进行加热，用时,2 h,也将,20 kg,的水从,10,加热到,60.,已知太阳能热水器光照面积为,2 m,2,，其每平方米接收太阳能的功率为,1.210,3,W,，请计算太阳能热水器能量利用率是多少？,(,计算结果保留一位小数,),(6),若农家用锅灶将,20 kg,的水从,10,加热到,60,，锅灶的加热效率为,30%,，干木柴的热值为,1.2,10,7,J/kg,，需要完全燃烧多少干木柴？,(,计算结果保留两位小数,),(5),太阳能热水器接收的功率,P,1.2,10,3,W,2,2.4,10,3,W,太阳能热水器接收的太阳能,W,Pt,2.4,10,3,W,2,3 600 s,1.728,10,7,J,太阳能热水器能量利用率,100%,100%,24.3%,(6),木柴完全燃烧放出的热量,Q,放,1.4,10,7,J,需要完全燃烧的干木柴质量,m,1.17 kg,命 题 点,实验突破,-,科学探究素养提升,比不同物质的吸热情况,(2015.18),实 验,实验视频见超值配赠,【设计与进行实验】,实验,装置的安装：,自下而上,2.,实验主要仪器及选取目的：,(1),天平：称量加热物质的质量，以控制质量相同,；,(2),相同的酒精灯加热：保证相同加热时间内物质吸收的热量相同；,(3),搅拌器：使物质,受热均匀,；,(4),温度计,(,测量物质的温度,),使用和读数,2015.18(1),；,(5),停表：记录加热时间,3.,转换法的应用：加热时间相同时,(,吸收相同热量,),，被,加热物质的质量相同，通过,比较温度变化的多少判断吸热能力的强弱,2015.18(2),4,.,控制变量法的应用：控制加热装置和被加热物质的质量、初温相同，改变物质,种类,5.,根据表格数据绘制温度,时间曲线,6,.,根据数据或曲线总结实验结论,2015.18(3),第,1,空,【交流与反思】,7,.,实验现象分析,(1),开始加热时被加热物质的温度不是均匀升高的原因及改进方法,原因：烧杯,(,或其他容器,),刚开始吸收热量,改进：先将烧杯,(,或其他容器,),进行预热,(2),相同质量的相同物质升高相同温度，加热时间不同的原因：酒精灯火焰大小不同，供热不稳定,8,.,用相同规格的电加热器代替酒精灯的好处,(1),更精确地控制两种物质相同时间内吸收的热量相同；,(2),电加热器内部加热，散热较少,9,.,为了描述物质吸热本领的大小而引入的一个物理量：比热容,2015.18(3),第,2,空,10,.,比热容在生活中的应用：,冷却剂的选取；,暖手宝的应用；,调节气温；,内陆昼夜温差比沿海