山东省滨州市中考物理总复习 第十三、十四章 内能 内能的利用课件

第十三、十四章内能内能的利用知识点一知识点一 分子热运动分子热运动1 1分子动理论分子动理论(1)(1)物质是由物质是由 _、_构成的。构成的。(2)(2)一切物体的分子都在不停地做一切物体的分子都在不停地做 _。(3)(3)分子间有相互作用的分子间有相互作用的_和和_。分子分子 原子原子 无规则运动无规则运动 引力引力 斥力斥力 2 2分子热运动分子热运动(1)(1)扩散现象扩散现象A A定义：不同的物质在相互定义：不同的物质在相互_时彼此进入时彼此进入_的现象。的现象。B B发生范围：可以在发生范围：可以在 _间进行。间进行。C C扩散现象说明扩散现象说明a a构成物质的分子间有构成物质的分子间有_；b b构成物质的分子都在不停地做构成物质的分子都在不停地做 _。 接触接触 对方对方 固、液、气固、液、气 间隙间隙 无规则运动无规则运动(2)(2)热运动热运动A A定义：物体内部大量分子的无规则运动叫作定义：物体内部大量分子的无规则运动叫作_。B B影响因素：温度越影响因素：温度越_，分子无规则运动越剧烈。，分子无规则运动越剧烈。 热运动热运动 高高 知识点二知识点二 内能及其改变内能及其改变1 1内能内能(1)(1)定义：构成物体的所有分子，其热运动的定义：构成物体的所有分子，其热运动的_和和_的总和。的总和。 动能动能 分子势能分子势能 (2)(2)主要影响因素主要影响因素A A温度：同一物体，温度越高，内能越温度：同一物体，温度越高，内能越_；温度降低；温度降低时，内能时，内能_。B B质量：在温度相同、物态相同的情况下，质量大的物体质量：在温度相同、物态相同的情况下，质量大的物体内能内能_。(3)(3)特点：一切物体在特点：一切物体在_时候都有内能。时候都有内能。 大大 减小减小 大大 任何任何 2 2内能的改变内能的改变(1)(1)热传递热传递A A定义：热传递是热量从定义：热传递是热量从_物体向物体向_物体或物体或从同一物体的从同一物体的_部分向部分向_部分传递的现象。部分传递的现象。B B条件是存在条件是存在 _，热传递传递的是，热传递传递的是 _，而不，而不是是_。 高温高温 低温低温 高温高温 低温低温 温度差温度差热量热量 内能内能C C实质：能量的实质：能量的_。热传递过程中，物体吸热，温。热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；物体放热，温度降低，内能减少。度升高，内能增加；物体放热，温度降低，内能减少。D D热量：在热传递过程中，热量：在热传递过程中，_转移的多少。热量的转移的多少。热量的单位是单位是_。(2)(2)做功做功A A特点：外界对物体做功物体内能特点：外界对物体做功物体内能_；物体对外界；物体对外界做功物体内能做功物体内能 _。B B实质：能量的实质：能量的_。 转移转移 能量能量 焦耳焦耳 增加增加 减少减少 转化转化 知识点三知识点三 比热容比热容1 1意义：表示物质意义：表示物质 _强弱的一个物理量。强弱的一个物理量。2 2定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的_与它的与它的_和和 _乘积之比。乘积之比。3 3特性：比热容是物质的一种特性，大小与特性：比热容是物质的一种特性，大小与_有关，与质量、体积、温度、密度、吸热、放热、形状等有关，与质量、体积、温度、密度、吸热、放热、形状等无关。无关。吸热能力吸热能力 热量热量 质量质量 升高的温度升高的温度物质的种类物质的种类4 4水的比热容水的比热容(1)(1)数值：数值：c c水水 _。(2)(2)意义：表示意义：表示 _。(3)(3)应用：水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为应用：水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为_。5 5热量计算公式：热量计算公式： _。4.24.210103 3 J/(kg J/(kg)1 kg1 kg的水温度升高的水温度升高( (或降低或降低)1 )1 所吸收所吸收( (或或放出放出) )的热量为的热量为4.24.210103 3 J J 水的比热容大水的比热容大 Q Q吸吸cmcm( (t tt t0 0) )，Q Q放放cmcm( (t t0 0t t) )知识点四知识点四 热机热机1 1热机热机(1)(1)定义：利用定义：利用 _的机械。的机械。(2)(2)能的转化：能的转化：_转化为转化为_。内能做功内能做功 内能内能 机械能机械能 2 2内燃机内燃机(1)(1)定义：燃料直接在发动机定义：燃料直接在发动机_内燃烧产生动力的热机。内燃烧产生动力的热机。(2)(2)分类：主要有分类：主要有_和和_。汽缸汽缸 汽油机汽油机 柴油机柴油机 (3)(3)工作过程工作过程知识点五知识点五 热机的效率热机的效率1 1热值热值(1)(1)定义：某种燃料完全燃烧放出的定义：某种燃料完全燃烧放出的_与其与其_之比。之比。(2)(2)单位：单位： _。(3)(3)特性：热值是燃料本身的一种特性：热值是燃料本身的一种_，只与，只与_有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。热量热量 质量质量 焦每千克焦每千克(J/kg)(J/kg) 特性特性 物质种类物质种类(4)(4)公式：公式： _( (q q为热值为热值) )。(5)(5)酒精的热值是酒精的热值是3.03.010107 7 J/kg J/kg，它表示，它表示1 kg1 kg的酒精的酒精_放出的热量是放出的热量是 _。(6)(6)燃料燃烧时，燃料燃烧时，_能转化为能转化为_能。能。(7)(7)火箭常用液态氢作燃料，是因为液态氢的火箭常用液态氢作燃料，是因为液态氢的 _。Q Qqmqm 完全燃烧完全燃烧 3.03.010107 7 J J 化学化学 内内 热值大热值大2 2热机效率热机效率(1)(1)定义：用来做定义：用来做_的那部分能量，与燃料的那部分能量，与燃料 _的能量之比。的能量之比。(2)(2)公式：公式： 有用功有用功 完全完全燃烧放出燃烧放出知识点六知识点六 能量守恒定律能量守恒定律能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从_转化为转化为 _，或者从，或者从 _转移到转移到 _，而在转化和转移的过程中，能量的总量，而在转化和转移的过程中，能量的总量 _。一种形一种形式式其他形式其他形式一个物体一个物体其他物其他物体体保持不变保持不变考点一考点一 分子动理论分子动理论 (3(3年未考年未考) )例例1 1(2017(2017泰安中考泰安中考) )下列常见的自然现象，能用分子热运下列常见的自然现象，能用分子热运动知识来解释的是动知识来解释的是( () )A A春天，柳枝吐芽春天，柳枝吐芽 B B夏天，山涧瀑布夏天，山涧瀑布C C秋天，菊香满园秋天，菊香满园 D D冬天，雪花飘飘冬天，雪花飘飘【思路点拨【思路点拨】 分子热运动与机械运动的判断分子热运动与机械运动的判断【自主解答【自主解答】 C C【解题技巧【解题技巧】 区分分子热运动与机械运动要把握三点：区分分子热运动与机械运动要把握三点：一是要将分子与宏观物体区分开，分子很小，裸眼观察不一是要将分子与宏观物体区分开，分子很小，裸眼观察不到；二是注意分析题目中的主体是运动的分子还是宏观的到；二是注意分析题目中的主体是运动的分子还是宏观的物体；三是分子的热运动是不受任何外力影响而进行的，物体；三是分子的热运动是不受任何外力影响而进行的，而宏观物体的运动是外力影响的结果。而宏观物体的运动是外力影响的结果。1 1(2017(2017盐城中考盐城中考) )端午节，小红一进家门便闻到粽子端午节，小红一进家门便闻到粽子的香味，这一现象表明的香味，这一现象表明( )( )A A分子间有间隙分子间有间隙B B分子间存在引力分子间存在引力C C分子间存在斥力分子间存在斥力D D分子在永不停息地运动分子在永不停息地运动D D考点二考点二 内能及其应用内能及其应用 (3(3年年3 3考考) )命题角度命题角度内能的改变内能的改变( (常考常考) )例例2 2(2016(2016滨州中考滨州中考) )如图所示的实验或机器均改变了物体如图所示的实验或机器均改变了物体的内能，其中与另外三个改变内能的方法不同的是的内能，其中与另外三个改变内能的方法不同的是( () )【思路点拨【思路点拨】 改变内能的方式：改变内能的方式：【自主解答【自主解答】 A A【解题技巧【解题技巧】 做功改变物体内能的常见方法：做功改变物体内能的常见方法：命题角度命题角度内能与温度、热量的关系内能与温度、热量的关系例例3 3 (2017 (2017惠民模拟惠民模拟) )下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A A物体的内能增加，则一定是外界对物体做了功物体的内能增加，则一定是外界对物体做了功B B物体的温度升高，则一定是从外界吸收了热量物体的温度升高，则一定是从外界吸收了热量C C物体的温度越高，含有的热量越多物体的温度越高，含有的热量越多D D内能是物体内所有分子动能和势能的总和内能是物体内所有分子动能和势能的总和【思路点拨【思路点拨】 内能、温度、热量的关系内能、温度、热量的关系(1)(1)物体只吸热，内能一定增加，温度不一定升高；物体只物体只吸热，内能一定增加，温度不一定升高；物体只放热，内能一定减少，温度不一定降低。放热，内能一定减少，温度不一定降低。(2)(2)物体温度升高，内能一定增加，可能吸热，也可能外界物体温度升高，内能一定增加，可能吸热，也可能外界对物体做功。对物体做功。(3)(3)物体温度降低，内能一定减少，可能放热，也可能物体物体温度降低，内能一定减少，可能放热，也可能物体对外界做功。对外界做功。【自主解答【自主解答】 D D【解题技巧【解题技巧】 温度、内能、热量的区别及联系：温度、内能、热量的区别及联系：(1)(1)物体物体内能改变，温度不一定改变；物体的温度改变，内能一定内能改变，温度不一定改变；物体的温度改变，内能一定改变；改变；(2)(2)改变物体内能的途径可以是做功，也可以是热传改变物体内能的途径可以是做功，也可以是热传递，两者是等效的，若过程未知，则无法判断是哪种方式递，两者是等效的，若过程未知，则无法判断是哪种方式改变的；改变的；(3)(3)在热传递过程中，物体吸收或放出的是热量，在热传递过程中，物体吸收或放出的是热量，改变的是物体的内能。改变的是物体的内能。讲：讲： 内能、温度、热量的综合辨析内能、温度、热量的综合辨析 物体温度升高可能是外界对物体做功，也可能是发生物体温度升高可能是外界对物体做功，也可能是发生了热传递；在热传递中，传递的是热量，需要的条件是温了热传递；在热传递中，传递的是热量，需要的条件是温度差。度差。练：链接跟踪训练第练：链接跟踪训练第3 3题题命题角度命题角度热机的原理热机的原理例例4 4(2015(2015滨州中考滨州中考) )汽车已经成为现代生活不可缺少的一汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机。如图是四冲程汽部分，汽车多数采用汽油机作为发动机。如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是( () )A A甲冲程是把机械能转化为内能甲冲程是把机械能转化为内能B B乙冲程是排气冲程乙冲程是排气冲程C C丙冲程是把机械能转化为内能丙冲程是把机械能转化为内能D D丁冲程是吸气冲程丁冲程是吸气冲程【思路点拨【思路点拨】 根据气门开闭及活塞运动方向判断冲程，具根据气门开闭及活塞运动方向判断冲程，具体列表如下：体列表如下：冲程冲程进气门进气门排气门排气门活塞运动方向活塞运动方向能量转化能量转化吸气吸气开开闭闭向下向下压缩压缩闭闭闭闭向上向上机械能机械能内能内能做功做功闭闭闭闭向下向下内能内能机械能机械能排气排气闭闭开开向上向上【自主解答【自主解答】 C C【解题技巧【解题技巧】 可运用可运用“四、二、二、二、一四、二、二、二、一”来总结四冲来总结四冲程汽油机或柴油机的工作原理及工作过程，即一个工作循程汽油机或柴油机的工作原理及工作过程，即一个工作循环有四个冲程、活塞往复运动两次、曲轴转动两周、两次环有四个冲程、活塞往复运动两次、曲轴转动两周、两次能量转化能量转化( (压缩冲程中将机械能转化为内能，做功冲程中将压缩冲程中将机械能转化为内能，做功冲程中将内能转化为机械能内能转化为机械能) )、对外做功一次。、对外做功一次。2 2(2017(2017南京中考南京中考) )小明将铁丝快速弯折十余次，铁丝弯小明将铁丝快速弯折十余次，铁丝弯折处的温度会升高，以下四个事例中能量转化与之相同的折处的温度会升高，以下四个事例中能量转化与之相同的是是( )( )A A甲、丙甲、丙 B B甲、丁甲、丁 C C乙、丙乙、丙 D D乙、丁乙、丁A A3 3(2017(2017眉山中考眉山中考) )下列关于温度、热量和内能的说法下列关于温度、热量和内能的说法正确的是正确的是( )( )A A热量总是从高温物体传给低温物体热量总是从高温物体传给低温物体B B物体从外界吸收了热量，温度一定升高物体从外界吸收了热量，温度一定升高C C物体的温度越高，具有的热量越多物体的温度越高，具有的热量越多D D物体的内能增加，则一定是从外界吸收了热量物体的内能增加，则一定是从外界吸收了热量A A4 4( (多选多选)(2017)(2017滨州中考滨州中考) )下列说法正确的是下列说法正确的是( )( )A A炒菜时，满屋飘香，表明分子在不停地做无规则运动炒菜时，满屋飘香，表明分子在不停地做无规则运动B B用水作为汽车发动机的冷却剂，主要是因为水的比热容用水作为汽车发动机的冷却剂，主要是因为水的比热容较大较大C C煤的热值比干木柴的大，煤燃烧时放出的热量比干木柴煤的热值比干木柴的大，煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多燃烧时放出的热量多D D四冲程汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能四冲程汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能ABDABD考点三考点三 比热容与热量的计算比热容与热量的计算 (3(3年未考年未考) )命题角度命题角度探究物质的吸热能力探究物质的吸热能力例例5 5(2017(2017南京中考南京中考) )如图所示是如图所示是“探究不同物质吸热升温探究不同物质吸热升温的现象的现象”实验装置，取质量和初温都相同的甲、乙两种液实验装置，取质量和初温都相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的易拉罐中，用相同的装置加热，实验体，分别倒入相同的易拉罐中，用相同的装置加热，实验数据记录如表：数据记录如表：(1)(1)实验中，可以通过实验中，可以通过 ( (选填选填“升高的温度升高的温度”或或“加热加热时间时间”) )来比较两种液体吸收热量的多少。来比较两种液体吸收热量的多少。(2)(2)分析实验数据可知：当它们升高相同温度时，分析实验数据可知：当它们升高相同温度时， ( (选选填填“甲甲”或或“乙乙”，下同，下同) )液体需要吸收的热量更多；当液体需要吸收的热量更多；当它们吸收相同热量时，它们吸收相同热量时， 液体升温更高。液体升温更高。(3)(3)若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂，若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂， 液体冷却效果更好。液体冷却效果更好。【思路点拨【思路点拨】 (1)(1)用相同的热源对液体加热，液体在相同用相同的热源对液体加热，液体在相同时间内吸收的热量相等；时间内吸收的热量相等；(2)(2)根据表中的实验数据，分析升根据表中的实验数据，分析升高相同温度哪个吸热多；加热相同的时间，哪个升高的温高相同温度哪个吸热多；加热相同的时间，哪个升高的温度高；度高；(3)(3)根据吸热公式根据吸热公式 ，质量相等的甲、乙两种液体，质量相等的甲、乙两种液体，吸收相同的热量，温度升高少的比热容大，更适合做冷却吸收相同的热量，温度升高少的比热容大，更适合做冷却剂。剂。【自主解答【自主解答】 (1)(1)加热时间加热时间(2)(2)甲乙甲乙(3)(3)甲甲【解题技巧【解题技巧】 (1)(1)在比较不同物质的吸热能力实验中，可在比较不同物质的吸热能力实验中，可以让质量相同的不同物质升高相同的温度来比较它们的加以让质量相同的不同物质升高相同的温度来比较它们的加热时间，也可以让质量相同的不同物质吸收相同的热量来热时间，也可以让质量相同的不同物质吸收相同的热量来比较它们升高的温度；比较它们升高的温度；(2)(2)在实验时，要用相同的热源进行在实验时，要用相同的热源进行加热，以保证不同的物质吸收相同的热量；加热，以保证不同的物质吸收相同的热量；(3)(3)实验中，运实验中，运用了控制变量法及转换法。用了控制变量法及转换法。命题角度命题角度热量的计算热量的计算例例6 6(2017(2017聊城中考聊城中考)2017)2017年年5 5月月1818日，中国科学家首次在日，中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功，实现了我国天然气水合物南海试采可燃冰取得圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰清洁无污染、储量巨大，是一开发的历史性突破。可燃冰清洁无污染、储量巨大，是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大，是天然气热种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大，是天然气热值的值的1010倍以上，若按倍以上，若按1515倍计算。倍计算。 c c水水4.24.210103 3 J/(kg) J/(kg)，天然气的热值天然气的热值q q7.07.010107 7 J/m J/m3 3 求：求：(1)(1)体积为体积为0.01 m0.01 m3 3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少；的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少；(2)(2)若这些热量的若这些热量的90%90%被质量为被质量为100 kg100 kg的水吸收，则水升高的水吸收，则水升高的温度是多少。的温度是多少。【思路点拨【思路点拨】 (1)(1)知道可燃冰的体积和热值，利用知道可燃冰的体积和热值，利用Q Q放放VqVq，求，求0.01m0.01m3 3可燃冰完全燃烧放出的热量。可燃冰完全燃烧放出的热量。(2)(2)知道加热知道加热效率，利用效率，利用 求出水吸收的热量，然后根据求出水吸收的热量，然后根据Q Q吸吸cmcmt t求出水升高的温度。求出水升高的温度。QQ吸放【自主解答【自主解答】 解：解：(1)(1)由题意可知，可燃冰的热值：由题意可知，可燃冰的热值：q q可燃冰可燃冰1515q q15157.07.010107 7 J/m J/m3 31.051.0510109 9 J/m J/m3 3，0 001 m01 m3 3的可燃冰完全燃烧放出的热量：的可燃冰完全燃烧放出的热量：Q Q放放q q可燃冰可燃冰V V1.051.0510109 9 J/m J/m3 30.01 m0.01 m3 31.051.0510107 7 J J。(2)(2)由由 可得，水吸收的热量：可得，水吸收的热量：Q Q吸吸QQ放放90%90%1.051.0510107 7 J J9.459.4510106 6 J J，由由Q Q吸吸cmcmt t可得，水升高的温度：可得，水升高的温度：答：答：(1)(1)体积为体积为0.01 m0.01 m3 3的可燃冰完全燃烧放出的热量的可燃冰完全燃烧放出的热量为为1.051.0510107 7 J J；(2)(2)水升高的温度是水升高的温度是22.5 22.5 。QQ吸放【解题技巧【解题技巧】 热量的计算可以分为以下两种类型：热量的计算可以分为以下两种类型：(1)(1)能量转移型能量转移型5 5(2017(2017福建中考福建中考) )利用如图甲所示的实验装置探究利用如图甲所示的实验装置探究“沙沙子和水的温度变化与吸热的关系子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下：。操作如下：(1)(1)在两烧杯中分别装入初温相同且在两烧杯中分别装入初温相同且_相等的沙子和水。相等的沙子和水。(2)(2)用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为其示数为_。根据实验数据绘制成温度与时间的关系图。根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像，如图丙所示。像，如图丙所示。质量质量3939(3)(3)实验中，是通过比较实验中，是通过比较_来间接反映沙子和来间接反映沙子和水吸收的热量。水吸收的热量。(4)(4)分析图像可知，对于质量相等的沙子和水，升温较快的分析图像可知，对于质量相等的沙子和水，升温较快的是是_；若使两者升高相同的温度，则；若使两者升高相同的温度，则_吸收的热吸收的热量较多，由此可见，量较多，由此可见，_的比热容较大。的比热容较大。 加热时间加热时间 沙子沙子 水水 水水 6. 6. (2017(2017扬州中考扬州中考) )今年今年5 5月月1818日，我国在世日，我国在世界上第一次对可燃冰实现安全可控开采。界上第一次对可燃冰实现安全可控开采。1 m1 m3 3可燃冰分解后，可释放出约可燃冰分解后，可释放出约150 m150 m3 3天然气，已天然气，已知知q q天然气天然气2.12.110107 7 J/m J/m3 3，c c水水4.24.210103 3 J/(kg J/(kg)。求：。求：(1)1 m(1)1 m3 3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是多少；多少；(2)(2)若上述热量全部被水吸收，可将多少千克的水从若上述热量全部被水吸收，可将多少千克的水从20 20 加热至加热至95 95 。【答案【答案】 解：解：(1)(1)由题知，由题知，1 m1 m3 3可燃冰分解后，可释放出可燃冰分解后，可释放出约约150 m150 m3 3天然气，这些天然气完全燃烧放出的热量：天然气，这些天然气完全燃烧放出的热量：Q Q放放VqVq天然气天然气150 m150 m3 32.12.110107 7 J/m J/m3 33.153.1510109 9 J J。(2)(2)由题知，水吸收的热量：由题知，水吸收的热量：Q Q吸吸Q Q放放3.153.1510109 9 J J，由由Q Q吸吸cmcm( (t tt t0 0) )可得加热水的质量：可得加热水的质量：答：答：(1)1 m(1)1 m3 3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是约是3.153.1510109 9 J J；(2)(2)可将可将1 110104 4 kg kg的水从的水从20 20 加热至加热至95 95 。