浙江省中考科学一轮复习 第15讲 内能、核能及能量的转化与守恒课件

第第15讲讲 内能、核能及能量的转化与守恒内能、核能及能量的转化与守恒考纲要求考纲要求网络构建网络构建1.知道改变内能的知道改变内能的 两种方式，知道在两种方式，知道在 热传导过程中用热热传导过程中用热 量表示内能的变化量表示内能的变化2.举例说明能的转举例说明能的转 化化3.知道裂变和聚知道裂变和聚 变，知道放射性及变，知道放射性及 其应用，知道核电其应用，知道核电 站的工作原理站的工作原理4.举例说明能量的举例说明能量的 转化和守恒定律，转化和守恒定律， 领悟科学思想和科领悟科学思想和科 学精神过程学精神过程内能内能1定义：物体内部定义：物体内部_的的总和，叫物体的内能总和，叫物体的内能2单位：焦耳，简称焦，符号单位：焦耳，简称焦，符号J.3影响因素：物体的内能与影响因素：物体的内能与_有关同一物体，温有关同一物体，温度越高内能度越高内能_所有分子热运动的动能与分子势能所有分子热运动的动能与分子势能温度温度越大越大4改变内能的两种方式改变内能的两种方式(1)做功：做功： 外界对物体做功，物体的内能外界对物体做功，物体的内能_；物体对；物体对外做功，物体内能外做功，物体内能_ 例如摩擦生热，物体的内能例如摩擦生热，物体的内能增加，实质是增加，实质是_能转化为能转化为_能能(2)热传递热传递规律：低温物体吸热，内能增加；高温物体放热，内规律：低温物体吸热，内能增加；高温物体放热，内能减少能减少条件：物体之间存在条件：物体之间存在_ 热量：在热传递的过程中，热量：在热传递的过程中， _叫做热叫做热量，单位：量，单位：J.增加增加减少减少机械机械内内温度差温度差传递内能的多少传递内能的多少 比热容比热容1定义定义_叫做这种物质的比热容符叫做这种物质的比热容符号：号：c2单位：单位：_，读作：，读作：_3水的比热容：水的比热容： 4.2103 J/(kg)表示质量是表示质量是_4计算公式：吸收热量计算公式：吸收热量Q_单位质量的某种物质，温度升高单位质量的某种物质，温度升高(或降低或降低)1 所所吸收吸收(或放出或放出)的热量的热量J/(kg)焦耳每千克摄氏度焦耳每千克摄氏度1 kg的水温度升高的水温度升高(或降低或降低)1 时，吸收时，吸收(或放出或放出)的热的热量是量是4.2103 Jcmt燃料的热值燃料的热值1定义：定义： _，叫做，叫做这种燃料的热值这种燃料的热值2单位：单位：_，读作：，读作：_3燃料燃烧放热公式：燃料燃烧放热公式：Q_(适用于固体和液体适用于固体和液体)或或QVq(适用于气体适用于气体)1 kg的某种燃料完全燃烧放出的热量的某种燃料完全燃烧放出的热量J/kg焦耳每千克焦耳每千克mq核能的利用核能的利用1获得核能的途径：裂变和聚变获得核能的途径：裂变和聚变(1)重核裂变：重核裂变：_较大的原子核在较大的原子核在_轰击下分裂轰击下分裂成成2个新原子核，并释放出能量的过程个新原子核，并释放出能量的过程(2)链式反应：如果放在一起的铀核超过了一定的质量，链式反应：如果放在一起的铀核超过了一定的质量，裂变过程中释放出的裂变过程中释放出的2至至3个中子又去轰击个中子又去轰击2至至3个铀核，个铀核，导致其他铀核继续裂变，如此下去就会产生系列化的越导致其他铀核继续裂变，如此下去就会产生系列化的越来越快剧烈的反应，这种核反应被称为来越快剧烈的反应，这种核反应被称为_ (3)轻核聚变：在超高温度下，轻核聚变：在超高温度下，2个个_较小的原子核结较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程聚变需合成质量较大的新核，同时释放出能量的过程聚变需要很高的温度，所以也叫要很高的温度，所以也叫_ 氢弹是根据氢弹是根据_的原理制造的的原理制造的质量质量中子中子链式反应链式反应质量质量热核反应热核反应轻核聚变轻核聚变2核能的和平利用核能的和平利用核电站核电站(1)核电站工作流程：利用原子核裂变时产生的大量热量，核电站工作流程：利用原子核裂变时产生的大量热量，使水变成水蒸气，推动汽轮机运转，再带动发电机发电使水变成水蒸气，推动汽轮机运转，再带动发电机发电(2)核电站中发生的能量转化：核电站中发生的能量转化：_ _ _ 电能电能3放射线及其应用放射线及其应用(1)原子核的原子核的_和和_都会产生一些放射性物质，这些都会产生一些放射性物质，这些物质的原子核内部会向外辐射出肉眼看不见的、能量很高物质的原子核内部会向外辐射出肉眼看不见的、能量很高的射线，如的射线，如_ 、 _ 、 _和和X射线等射线等(2)大量的射线对人畜会造成很大的伤害如：建造核电站大量的射线对人畜会造成很大的伤害如：建造核电站通常要修建很厚的水泥防护层，防止放射线外泄而造成放通常要修建很厚的水泥防护层，防止放射线外泄而造成放射性污染射性污染(3)较小量的射线可以为人类做许多事如：利用较小量的射线可以为人类做许多事如：利用射线可射线可以对机械设备进行探伤；可以使种子变异培育出新的优良以对机械设备进行探伤；可以使种子变异培育出新的优良品种；可以治疗肿瘤等疾病品种；可以治疗肿瘤等疾病.核能核能内能内能机械能机械能裂变裂变聚变聚变射线射线射线射线射线射线对接点一：内能及其改变方法对接点一：内能及其改变方法【例例1】 (2013南京南京)第二届亚洲青年运动会将于第二届亚洲青年运动会将于2013年年8月在南京举行月在南京举行.2013年年5月月8日上午日上午10点点20分许，通过古分许，通过古老的钻木取火方式，在几分钟内采火成功，这个过程老的钻木取火方式，在几分钟内采火成功，这个过程中中_能转化为能转化为_能之后，用采集的火能之后，用采集的火种点燃亚青会火炬，此过程是通过种点燃亚青会火炬，此过程是通过_方式改变方式改变物体内能的物体内能的解析解析采火成功是由于物体内能增加、温度升高达到采火成功是由于物体内能增加、温度升高达到着火点，改变物体内能的方式有做功和热传递，钻木着火点，改变物体内能的方式有做功和热传递，钻木取火是通过做功的方式增加物体的内能的，是机械能取火是通过做功的方式增加物体的内能的，是机械能转化为内能；采集的火种点燃亚青会火炬是通过热传转化为内能；采集的火种点燃亚青会火炬是通过热传递的方式改变物体内能的递的方式改变物体内能的答案答案机械内热传递机械内热传递知识链接知识链接改变物体内能的方式有做功和热传递，对改变物体内能的方式有做功和热传递，对物体做功，内能增加；物体对外做功，内能减少；物物体做功，内能增加；物体对外做功，内能减少；物体吸热，内能增加，物体放热，内能减少体吸热，内能增加，物体放热，内能减少方法点拨方法点拨做功和热传递都可以改变物体的内能，一做功和热传递都可以改变物体的内能，一个物体的内能增加了，可能是通过做功，也可能是通个物体的内能增加了，可能是通过做功，也可能是通过吸收热量正确区分机械运动和热运动，机械能和过吸收热量正确区分机械运动和热运动，机械能和内能内能与分子热运动和分子间的相互作用有关，内能内能与分子热运动和分子间的相互作用有关，与物体机械运动的情况无关，物体的机械能改变了，与物体机械运动的情况无关，物体的机械能改变了，其内能不一定改变；物体的内能改变了，其机械能也其内能不一定改变；物体的内能改变了，其机械能也不一定改变不一定改变【中考预测中考预测】1如图所示实验或事例，属于内能转化为机械能的是如图所示实验或事例，属于内能转化为机械能的是()解析解析A由滑梯上滑下，臀部会有灼热感，机械能由滑梯上滑下，臀部会有灼热感，机械能转化为内能故转化为内能故A错误；错误；B、C两项搓手取暖，钻木取两项搓手取暖，钻木取火，都是机械能转化为内能故火，都是机械能转化为内能故B、C错误；错误；D.水蒸气水蒸气顶开软木塞，是利用水蒸气的内能来做功，把内能转顶开软木塞，是利用水蒸气的内能来做功，把内能转化为机械能故化为机械能故D正确正确答案答案D对接点二：热量及比热容对接点二：热量及比热容【例例2】 核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆下列说法错误的是堆下列说法错误的是 ()A目前核电站都是通过聚变反应来利用核能目前核电站都是通过聚变反应来利用核能B核反应堆中发生的链式反应是可以控制的核反应堆中发生的链式反应是可以控制的C原子核分裂或聚合时释放出核能原子核分裂或聚合时释放出核能D核能是一种不可再生的能源核能是一种不可再生的能源解析解析A核电站主要利用核裂变的可控链式反应来核电站主要利用核裂变的可控链式反应来发电的；发电的；B.核电站的核反应堆是利用可控的核裂变反核电站的核反应堆是利用可控的核裂变反应释放核能的设备；应释放核能的设备；C.核能是指重核裂变或轻核聚变核能是指重核裂变或轻核聚变时释放出的能量；时释放出的能量；D.核能会越用越少，不可能在短期核能会越用越少，不可能在短期内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源内从自然界得到补充，所以它们属于不可再生能源答案答案A知识链接知识链接获得核能的途径有裂变和聚变，核电站是获得核能的途径有裂变和聚变，核电站是利用原子核裂变时产生的大量热量，使水变成水蒸气，利用原子核裂变时产生的大量热量，使水变成水蒸气，推动汽轮机运转，再带动发电机发电；核能会越用越推动汽轮机运转，再带动发电机发电；核能会越用越少是不可再生能源少是不可再生能源方法点拨方法点拨知道核电站的原理和工作流程知道核电站的原理和工作流程【中考预测中考预测】2当今社会，能源问题是个重要的问题，而日本福岛核当今社会，能源问题是个重要的问题，而日本福岛核电站危机，使能源的安全问题更受关注下列哪种能电站危机，使能源的安全问题更受关注下列哪种能源的利用对环境的污染最小源的利用对环境的污染最小 () A核能核能 B石油石油C煤煤 D太阳能太阳能解析解析太阳能的利用对环境的污染最小太阳能的利用对环境的污染最小答案答案D3如图所示，在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都如图所示，在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热(1)加热相同时间后，分别测量两者的温度，发现沙子的温加热相同时间后，分别测量两者的温度，发现沙子的温度明显高于水，这是因为度明显高于水，这是因为_；加热时搅拌沙子，；加热时搅拌沙子，目的是目的是_(2)在两烧杯上方分别盖上玻璃片，过一会儿发现装水烧杯在两烧杯上方分别盖上玻璃片，过一会儿发现装水烧杯上方的玻璃片内侧有小水珠，用手摸两个玻璃片，发现装上方的玻璃片内侧有小水珠，用手摸两个玻璃片，发现装_(填填“沙子沙子”或或“水水”)烧杯上方的玻璃片温度比较高，烧杯上方的玻璃片温度比较高，原因是原因是_答案答案(1)沙子的比热容小于水的比热容使沙子受沙子的比热容小于水的比热容使沙子受热均匀热均匀(2)水水蒸气液化放热水水蒸气液化放热对接点三：能量的转化、转移与能量守恒定律对接点三：能量的转化、转移与能量守恒定律【例例3】 关于能量的转化和转移，下列说法正确的是关于能量的转化和转移，下列说法正确的是()A能量只能从能量多的物体向能量少的物体转移能量只能从能量多的物体向能量少的物体转移B内能可以转化为机械能，机械能也可以转化为内能内能可以转化为机械能，机械能也可以转化为内能C能量只能从一种形式转化成另一种形式能量只能从一种形式转化成另一种形式D能量可以从一种形式转化成另一种形式，但转化前能量可以从一种形式转化成另一种形式，但转化前后，能量的总量会减少后，能量的总量会减少解析解析选项选项A：以热传递为例，热传递是内能在不同物：以热传递为例，热传递是内能在不同物体之间的转移，判断内能转移的方向是看两个物体温度体之间的转移，判断内能转移的方向是看两个物体温度的高低，而不是看两个物体内能的多少选项的高低，而不是看两个物体内能的多少选项B：摩擦：摩擦生热是机械能转化为内能；热水瓶塞被弹出是内能转化生热是机械能转化为内能；热水瓶塞被弹出是内能转化为机械能选项为机械能选项C：能量既可以从一种形式转化为另一：能量既可以从一种形式转化为另一种形式，也可以保持形式的不变，从一个物体转移到另种形式，也可以保持形式的不变，从一个物体转移到另一个物体，如热传递选项一个物体，如热传递选项D：可用能量转化和守恒定：可用能量转化和守恒定律直接判断其错误律直接判断其错误答案答案B知识链接知识链接学习能量守恒定律，重点掌握能可以转移学习能量守恒定律，重点掌握能可以转移和转化、能量守恒定律的内容、能在转移和转化过程和转化、能量守恒定律的内容、能在转移和转化过程中的方向性等能结合实例说出不可再生能源和可再中的方向性等能结合实例说出不可再生能源和可再生能源中考的热点是用能量守恒定律解释一些有关生能源中考的热点是用能量守恒定律解释一些有关的现象的现象方法点拨方法点拨解答与能量、能源有关的问题时，应紧紧解答与能量、能源有关的问题时，应紧紧把握能量守恒定律，明确能量转化和转移的方向判把握能量守恒定律，明确能量转化和转移的方向判断能量的断能量的“转移转移”或或“转化转化”主要考虑能的形式是否发生主要考虑能的形式是否发生了变化，能的形式发生变化的是了变化，能的形式发生变化的是“转化转化”，能的形式不，能的形式不变的是变的是“转移转移”【中考预测中考预测】4飞船完成任务后降落时，返回舱进入大气层一段时间后，飞船完成任务后降落时，返回舱进入大气层一段时间后，由于受空气阻力做匀速运动返回舱匀速下降过程中由于受空气阻力做匀速运动返回舱匀速下降过程中 ()A重力势能减少，动能增加，内能增加重力势能减少，动能增加，内能增加B机械能减少，动能不变，内能增加机械能减少，动能不变，内能增加C重力势能减少，动能增加，内能不变重力势能减少，动能增加，内能不变D机械能不变，动能不变，内能增加机械能不变，动能不变，内能增加解析解析飞船完成任务后降落时，由于受空气阻力做匀速飞船完成任务后降落时，由于受空气阻力做匀速直线运动，故重力势能减少，动能不变，内能增加，总直线运动，故重力势能减少，动能不变，内能增加，总机械能减少，机械能减少，A错、错、B对，对，C和和D错错答案答案B 易错点一错误的认为内能的多少只与温度有关易错点一错误的认为内能的多少只与温度有关指点迷津指点迷津解决这类问题的关键是要全面理解影响内解决这类问题的关键是要全面理解影响内能大小的因素，内能大小与物体的质量、温度和状态能大小的因素，内能大小与物体的质量、温度和状态三个方面都有关系，只考虑一个方面是不对的三个方面都有关系，只考虑一个方面是不对的【典例典例1】 质量相同的质量相同的0 的冰、的冰、0 的水、的水、0 的水蒸气的水蒸气中，它们的内能中，它们的内能 ()A一样大一样大B冰的内能最大，水蒸气的内能最小冰的内能最大，水蒸气的内能最小C水的内能最大，冰的内能最小水的内能最大，冰的内能最小D水蒸气的内能最大，冰的内能最小水蒸气的内能最大，冰的内能最小解析解析质量相等温度相同的冰、水和水蒸气，分子动质量相等温度相同的冰、水和水蒸气，分子动能相等，冰的分子势能最小，水蒸气的分子势能大，能相等，冰的分子势能最小，水蒸气的分子势能大，所以水蒸气的内能大一些所以水蒸气的内能大一些答案答案D易错点二不能正确理解比热容的概念，误认为与物体的易错点二不能正确理解比热容的概念，误认为与物体的 质量、吸热多少有关质量、吸热多少有关指点迷津指点迷津解决这类问题的关键是要深刻理解比热容解决这类问题的关键是要深刻理解比热容的概念知道比热容是物质的一种特性，其大小决定的概念知道比热容是物质的一种特性，其大小决定于物体本身，与质量大小、温度高低、吸放热多少都于物体本身，与质量大小、温度高低、吸放热多少都没有关系同种物质状态不同，比热容不同，如冰、没有关系同种物质状态不同，比热容不同，如冰、水、水蒸气的比热容是不相同的水、水蒸气的比热容是不相同的【典例典例2】 关于比热容，下列说法正确的是关于比热容，下列说法正确的是 ()A物体吸收的热量越多，比热容越大物体吸收的热量越多，比热容越大B物体的温度越高，比热容越大物体的温度越高，比热容越大C物质的比热容与它的质量、温度的变化、吸收或物质的比热容与它的质量、温度的变化、吸收或放出的热量的多少无关放出的热量的多少无关D由于水比干泥土的比热容大，所以内陆地区在一由于水比干泥土的比热容大，所以内陆地区在一天之内气温的变化比沿海地区小天之内气温的变化比沿海地区小解析解析比热容是物质的一种特性，其大小决定于物体比热容是物质的一种特性，其大小决定于物体本身，与质量大小、温度高低、吸放热多少都没有关本身，与质量大小、温度高低、吸放热多少都没有关系，故系，故A，B选项错，选项错，C选项正确由于水比干泥土的选项正确由于水比干泥土的比热容大，当吸收或者放出的热量相同时，水温度变比热容大，当吸收或者放出的热量相同时，水温度变化量小，所以沿海地区一天之内气温变化比内陆小，化量小，所以沿海地区一天之内气温变化比内陆小，故故D选项错选项错答案答案C