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第十一章 热和能 【课标要求】1.了解分子热运动的初步内容，并能利用分子热运动解释相关的现象；2.了解内能的概念，知道影响内能大小的相关因素；3.了解做功和热传递都能改变物体的内能，并且知道在改变物体的内能上是等效的；4.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性，能利用比热容进行热量吸收和放出的计算，能用比热容解释有关的自然现象；5.了解四冲程汽油机的构造和工作情况及能量转化情况，认识热值的概念，能够进行燃料放出热量的计算；6.了解能量守恒的内容，能用能量守恒的观点去分析物理现象。【知识再现】知识点1：物质的分子构成 1.我们身边的物质一般以 、 、 的形式存在，多数物质从液体变为固态时体积会 ，液态变为气态体积会显著 ，固体具有一定的 和 ，液体没有确定的 ，具有 性，气体分子间距 ，粒子间的作用力极小，容易被 ，气体具有 性。知识点2：分子热运动1.一切物质的分子在不停的做 ，由于分子的运动跟 有关，所以这种无规则运动叫做 ，温度 ， 热运动越 。2.分子间存在 力和 力，当分子间的距离很小时，作用力表现为 ，当分子间的距离稍大时，作用力表现为 ，如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略不计。 【典题1】：铁块很难被压缩，是因为 ，铁块很难被拉长，是因为 ，铁块能够被压缩是因为 。知识点3：内能及其改变1.物体的内能是物体内部所有分子热运动的 与 的总和。物体的温度越 ，物体的内能越大。内能的单位是 。2.在热传递过程中，低温物体吸热，_ _升高，内能 ，高温物体放热，_降低，内能 ，热传递的实质就是内能从_ 物体传递给_ _物体或者从同一个物体的 部分传给_部分的过程，在热传递过程中，传递的内能多少叫做 ，其单位是 ，发生热传递的唯一条件是物体之间存在 。3.火柴可以擦燃也可以放在火上引燃，前者是用_的方法使火柴燃烧，后者是用_的方法使火柴燃烧，这两种方法都能改变物体的内能，且两种方法在改变物体的内能上是 的。【典题2】：与“热”相关的物理现象，解释正确的是（ ）A.扫地时，灰尘满屋，是由于分子做无规则运动的结果B.用水作汽车冷却剂，是因为水的比热容较大C.把冰放在手心，感到冷，是因为冰的内能为0D.反复弯折铁丝，弯折处会发热，是通过热传递的方式改变内能知识点4：比热容1. 的某种物质温度升高 所吸收的热量叫做这种物质的比热容，其单位是 ，水的比热容是 。2.比热容是物质的一种 ，每种物质都有自己的比热容，物体温度升高时，吸收热量的计算公式Q吸=cm(t-t0)，其中，c表示_，m表示_，t表示_，t0表示_。【典题3】：夏天，海边的昼夜温差小，这是因为水的比热容较大下列现象中不能反映水的这一特性的是（ ） A. 汽车发动机的冷却循环系统用水做工作物质 B春天的夜晚，农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏 C炎热的夏天常常在教室的地面上洒水 D城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温知识点5：热机1.燃料燃烧是将 能转化为 能，热机是把 能转化成 能的机器， 是最常见的热机，它是利用燃料在 里燃烧产生的 来推动活塞做功的。2.活塞从汽缸一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程，汽油机的四个冲程分别是 冲程、 冲程、 冲程、 冲程，其中 冲程是将机械能转化为内能， 冲程是将内能转化为机械能。3.汽油机完成一个工作循环，曲轴转动 圈，活塞往复 次，完成 个冲程，对外做功 次。4. 某种燃料完全燃烧放出的 叫做这种燃料的热值，热值的单位是 ，燃料的热值只与燃料的种类有关，与其它一切均无关系。5.用来做 的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率，在热机的各种能量损失中， 带走的热量最多。【典题4】：如图所示，是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图其中 图是做功冲程， 图依靠飞轮的惯性来完成的冲程（填“左”“右”）。知识点6：能量守恒定律1.能量既不会凭空 ，也不会凭空 ，它只会从一种 转化为另一种 ，或者从一个 转移到另一个 ，而在转化和转移的过程中，能量的总量 ，这就是能量的转化和守恒定律。【达标检测】1. （2014龙岩）为预防H7N9禽流感，防疫人员在校内喷洒消毒液，不久在校园内闻到药味，这一现象说明（ ）A分子很小 B分子间有作用力C分子间有间隙 D分子在不停地做无规则运动2. 中华茶文化源远流长，泡茶、喝茶中包含很多物理知识，下列说法中错误的是（ ）A打开茶叶盒，茶香飘满屋是茶叶的升华现象B泡茶时，部分茶叶上浮是由于茶叶受到的浮力大于自身的重力C茶水太烫，吹一吹凉得快是由于吹气加快了茶水的蒸发D透过玻璃茶杯看到手指变粗是由于装水的茶杯相当于一个放大镜3.（多选）有关热学知识，下列说法中正确的是（ ）A烧杯中的水沸腾后继续加热，水的温度不变B内燃机的做功冲程将内能转化为机械能C物质的比热容跟物体吸收或放出的热量有关D锯木头时锯条发热，这是利用做功的方式改变了锯条的内能4.下列事例中不能用“分子热运动”解释的是（ ）A.环境恶化，尘土满天飞 B.炒菜时加盐使菜变咸C.室内喷清新剂，香气四溢 D.密封的室内一人吸烟，其他人闻到烟味5.如图，将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压 在一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一个重物，都不能把它们拉开，这说明（ ）A两铅块被压得太紧 B下面所吊重物还不够重C两铅块分子之间有引力 D大气压作用使它们不能分开6检查酒驾时，司机打开车窗，交警闻到车内有酒精气味，要求司机必须接受酒糟含量的测试。交警能闻到酒精气味是因为酒精（ ）A分子之间存在引力 B分子之间存在斥力C分子间有空隙 D分子在不断运动 7城市中修建人工湖，不但可以美化生活环境，而且能有效调节其周围环境的气温，这是由于水的 大，在同样受热或冷却时，温度变化 (选填“大”或“小”)的缘故。8. 质量为2kg的水温度升高了50，求水吸收的热量Q吸已知c水=4.2x103J/（kg）9.(2014宜昌)“五一”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为4O。已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L。（汽油热值q=3.3107J/L，g=10N/kg)（1）这时汽车牵引力做功的功率是多少？（2）该车加一满箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？单元练习一、选择题： 1.下列有关热和能的说法中，正确的是（ ）A炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块不具有内能B汽油机的压缩冲程中，主要是用热传递的方法增加了气缸内物质的内能C机械能为零的物体，内能一定不为零D汽车发动机用水做冷却物质，是因为水的比热容较大2关于温度、内能和热量以下说法正确的是（ ） A温度越高的物体所含的热量一定越多 B温度相同的两个物体间不会发生热传递 C00C的冰变成00C的水，温度不变，内能增加 D任何物体都具有内能，通过摩擦可增大冰块的内能3下列现象属于扩散的是 （ ）A打开香水瓶，香味四处飘逸 B拍打衣服时灰尘纷纷落地C放在空气中的铁块，过一段时间生锈了 D冰熔化 4下列关于热现象的说法，正确的是（ ） A温度越高的物体具有的热量就越多 B汽油机的做功冲程将机械能转化为内能C物体的温度越高，分子热运动越剧烈 D物体吸收的热量越多，其比热容就越大6. 下列说法中正确的是（ ）A. 升高相同温度时，吸收热量越多的物体比热容越大B. 燃料不完全燃烧时，热值变小 C. 物体吸收热量，温度不一定升高D. 扫地时尘土飞扬，是分子不停地无规则运动造成的加热时间/min012水的温度/202632液体的温度/2034487. 用两个相同的电热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔1 min记录一次数据，如下表所示，则该液体的比热容为（ ）A. 0.9103J/（kg） B. 1.8103J/（kg）C. 3.6103J/（kg） D. 1.2103J/（kg）8关于“热机”，下列说法中错误的是（ ）A通过技术改进，可以使热机的效率达到100% B减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”。C用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性 D严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱二、理解与应用： 1汽油机的一个工作循环有四个冲程，如图是 冲程，在此冲程中 能转化为机械能。2小贝家里购买了经济安全、节能环保的太阳能热水器，若该热水器里面装有温度为10的水30kg，经过阳光照射后，水温升高到45，在这一过程中水吸收的热量是 J。水的比热容是4.2103J(kg)3（2014雅安）中国南海海底探明有大量的“可燃冰”, 同等条件下, “可燃冰” 完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍, 说明“可燃冰”_的很大; 以10 倍的关系粗略计算, 1kg “可燃冰” 完全燃烧放出的热量可以使_kg 的水从20加热至60。 q煤气= 4. 2 107 J/ kg, 水的比热容c = 4. 2 103 J/ ( kg) 三、实验与探究： 1.（2014威海）为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值，并用钟表记录加热时间。实验数据记录如下表：物质质量/g初始温度/加热时间/min最后温度/水6020645食用油6020668（1）在实验过程中控制加热时间相同，通过比较 来研究水和食用油吸热能力的差异。（2）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给 加热更长的时间，此时水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。（3）通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用 这个物理量来描述。2.（2014包头）用图甲所示的实验装置探究烧杯内的某种物质熔化时温度的变化规律。实验过程中，电热棒的功率保持恒定。某时刻温度计的示数如图甲所示，此刻物质的温度是 。根据实验数据描绘出加热过程中烧杯内物质的温度随时间变化图像如图乙所示，该物质的熔点是 。t2时刻该物质处于 态。比较t2与t3时刻的内能， 时刻杯内物质的内能较大。理由是 。已知0t1与t5t6的加热时间相等，由图乙可知两段时间内，物质的温度升高不同，由此可得出：这种物质固态时的比热容比液态时的比热容 。作出此判断的依据是 。（用公式表示）四、分析与计算： 1. （2014年兰州）已知煤气的热值为3.6107J/m3，0.28m3的煤气完全燃烧放出的热量是多少？若这些热量的50%被温度为20，质量为30kg的水吸收，则水温升高多少？c水=4.2103J/(kg) 2. 某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25加热到100，燃烧了6 kg的无烟煤。水的比热容是4.2103J(kg.)，无烟煤的热值是3.4 l07Jkg。求：（1）锅炉内的水吸收的热量是多少?（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?（3）此锅炉的效率是多少?3.（2014苏州）太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之能热水器每小时平均接收4.2106J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20的水温度升高到40求：(1)热水器中的水吸收的热量Q；水的比热容C=4.2103J/(kg)(2)热水器5小时内接收到的太阳能E；(3)热水器的效率；(4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q=4.2107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）第十一章 热和能【达标检测】1. C 2. A 3. AB 4. A 5. C 6. D 7. 比热容 小 8. Q吸=C水m水t= 42103J（kg）2kg50=4.2105J单元练习一、选择题：1 D 2. B 3. A 4. C 5.B 6. C 7.B 8.A二、理解与应用：1. 做功 内 2. 4.41106 3. 扩散 分子不停的做无规则运动 三、实验与探究： 1.（1）升高的温度（或温度升高的多少等）（2）水；大于 （3）比热容2. 8 0 固液混合 t3，熔化过程要吸收热量 小，四、分析与计算： 1. (1)1.008103 J (2)402.（1）水吸收的热量：Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg)200kg(100-25)=6.3107J（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是:Q放=mq6kg3.4107J/kg=2.04108J （3）锅炉的效率是：=30.9%3. (1)8.4106J (2)2.1107J (3)40% (4)0.2kg
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