第十二章内能与热机复习课件.docx

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第十二章内能与热机复习课件

<<内能与热机>>

一、内能

1、内能：

，叫做物体的内能。

2、物体在任何情况下都有内能：

既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。

无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。

3、影响物体内能大小的因素：

①温度：

在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。

②质量：

在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。

存在状态：

在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。

4、内能与机械能不同：

机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关

内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。

内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。

这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。

二、内能的改变

1、改变内能的方法：

和。

A、做功改变物体的内能：

①做功可以改变内能：

对物体做功物体内能会。

物体对外做功物体内能会。

②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化

B、热传递可以改变物体的内能。

①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。

②热传递的条件是有温度差，传递方式是：

传导、对流和辐射。

热传递传递的是内能（热量），而不是温度。

③热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少。

④热传递过程中，叫热量，热量的单位是。

热传递的实质是内能的转移。

C、做功和热传递改变内能的区别：

由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是的。

但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。

D、温度、热量、内能的区别：

△温度：

表示物体的冷热程度。

温度升高内能增加

不一定吸热。

如：

钻木取火，摩擦生热。

△热量：

是一个过程。

吸收热量不一定升温。

如：

晶体熔化，水沸腾。

内能不一定增加。

如：

吸收的热量全都对外做功，内能可能不变。

△内能：

是一个状态量

内能增加不一定升温。

如：

晶体熔化，水沸腾。

不一定吸热。

如：

钻木取火，摩擦生热

☆指出下列各物理名词中“热”的含义：

热传递中的“热”是指：

热现象中的“热”是指：

热膨胀中的“热”是指：

摩擦生热中的“热”是指：

三、热量

1、比热容

定义：

。

⑵物理意义：

的物理量。

⑶比热容是物质的一种特性，大小只与物体的、有关，

⑷水的比热容为4.2×103J（kg·℃）表示：

。

⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大

2、计算公式：

※注意：

此公式只能用于热传递过程中吸收或放出的热量，不能计算燃料燃烧放出的热量；使用公式计算时，还要注意比热容的单位是J（kg·℃），质量的单位是kg，温度的单位是℃，

热量的单位是J。

四、内能的利用、热机

（一）、内能的获得——燃料的燃烧

燃料燃烧：

能转化为能。

（二）、热值

1、定义：

，叫做这种燃料的热值。

2、单位：

3、关于热值的理解：

①　对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。

1kg是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。

某种燃料：

说明热值与燃料的种类有关。

完全燃烧：

表明要完全烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。

②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。

4、公式：

Q＝mq（q为热值）。

5、酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：

。

煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：

。

（三）、内能的利用

1、内能的利用方式：

⑴利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。

⑵利用内能来做功；从能的角度看，这是能转化为能。

2、热机：

定义：

利用燃料的燃烧来做功的装置。

能的转化：

能转化为能

3、内燃机：

它主要有汽油机和柴油机。

4、内燃机大概的工作过程：

内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：

吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。

另外压缩冲程将机械能转化为内能。

5、汽油机和柴油机的比较：

汽油机

柴油机

不

同

点

构造：

顶部有一个火花塞。

顶部有一个喷油嘴。

吸气冲程

吸入汽油与空气的混合气体

吸入空气

点燃方式

点燃式

压燃式

效率

低

高

应用

小型汽车、摩托车

载重汽车、大型拖拉机

相同点

冲程：

活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。

一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。

6、热机的效率：

定义：

热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。

提高热机效率的途径：

使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；机件间保持良好的润滑、减小摩擦。

课时训练

一、选择题

物质

比热容c／

×103J·kg-1·℃-1

铝

0．88

铁

0．46

锌

0．39

铅

0．13

1．关于分子动理论和内能，下列说法正确的是（）

A．物体内能增大，温度一定升高

B．物体的温度升高，分子运动一定加剧

C．分子之间存在引力时，就没有斥力

D．0℃的冰没有内能

2．家用电器中大功率电子元件在工作时会产生较多热量，为了尽快散热，通常在大功率元件上加装金属散热片。

下表是四种材料的比热容，选作散热片最好的材料是（）

A．铝B．铁C锌D．铅

3．在如图6所示的四个过程中，食物、温度计、水和圆木的内能都会发生改变，其中利用做功的方式来改变物体内能的是（　　）

4．完全燃烧42g焦炭所放出的热量，若有50％被2kg、30℃的水吸收，则水温可升高（）[c水=4．2103J/（kg·℃）、q焦炭=3．0107J/kg、此时外界为标准大气压]（）

A．70℃B．75℃C．100℃D．105℃

5．下列说法中正确的是（　　）

A．物体内能增加，一定是外界对物体做了功

B．液体表面上的气压越小，沸点越高

C．冬天在火炉旁烤手是通过热传递改变手的内能的

D．物体的温度越高，所含的热量越多

6.在进行如图所示的实验或有关装置工作时，能量转化由机械能转化为内能的是（）

（电暖炉）

7．下列属于通过做功途径改变物体内能的是（）

A．冬天对手“哈气”，手感到暖和B．冬天两手相互摩擦，手感到暖和

C．围着火炉烤火，身体感到暖和D．金属小勺在热汤中放一段时间后会烫手

8、下列现象中，利用做功改受内能的是（）

A、晒太阳感到暖和B、用蒸笼熘冷馒头

C、感冒发烧，用冷毛巾敷额头D、插上电的电炉，炉丝烫了

9、初温相同的铁块，甲的质量是乙的2倍，使它们分别放出相同的热量后，立即接触，则（）

A、热从甲传到乙B、热从乙传到甲

C、甲、乙间无效传递发生D、温度由甲传到乙

10．下面是汽油机工作的四个冲程，其中将内能转化为机械能的是

A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程

11．多选下列说法中正确的是（）

A．一桶水的比热容比一杯水的比热容大

B．水壶里的水烧开时，水蒸气把壶盖顶起，机械能转化为内能

C．用锯条锯木板时，锯条发热，锯条的内能增加

D．糖放入水中，过一段时间后整杯水都变甜了，表明分子在不停地做无规则运动

12．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，图4中表示做功冲程的是（）

13.下列与内能有关的说法，正确的是（）

A.内能的改变必须通过做功才能实现

B.同一物体的机械能增加，其内能也增加

C.内能可以通过做功转变为机械能

D.热传递一定是从内能多的物体传到内能少的物体

14、关于物态变化、热和能的下列说法正确的是（）

A、海波和石蜡都有一定的熔点

B、冰块熔化成水的过程中温度不变、内能不变

C、古时候人类“钻木取火”是利用做功的方式改变内能的

D、夏天吹电风扇使人感到凉爽，是因为电风扇吹来的风温度比室温低

15．下列事例中，属于利用内能来做功的是（）

A．打气时打气筒壁发热C．炼钢炉里熔化生铁

B．暖气片散热D．运载火箭点火升空

16．由于国际原煤价格上涨，少数不法商人把—种黑色石头掺在优质煤中高价出售．客户为了不上当受骗，辨别煤中是否掺杂的最恰当方法是检测下面哪一个物理量?

（）

 A. 质量   B．温度    C. 热值    D. 比热容

17．在如图所示的滚摆实验中，发现滚摆每次上升的高度逐渐减小，此过程中能量的变化情况为（）

A．机械能增加，内能减小B．机械能减小，内能增加

C．机械能减小，内能不变D．机械能不变，内能增加

18、下列过程中，属于通过热传递改变物体内能的是（）

A.钻木取火　　　　　　　　　　　　B．锯木头时，锯片发热

C．卫星进人大气层时外壳发热　　　　D．热水中放人冰块，水温下降

19．在寒冬，用手摸室外的铁块和木块时感觉不同，摸铁块有明显冷的感觉，这主要是因为（）

A．铁是热的良导体，木块是热的不良导体

B．铁是热的不良导体，木块是热的良导体

C．铁的比热较木块的比热大得多

D．铁的比热较木块的比热小得多

20．下列说法中正确的是（）

A．物体在发生物态变化时都要吸热

B．热量总是自发地从高温物体传给低温物体

C．物质的比热容与物体的质量有关

D．0℃的水结成0℃的冰时，其内能将要增加

四、综合题

21、小明家楼顶上安装了一台太阳能热水器，水箱中水的质量是120kg，水的比热容为4.2×103J/（kg.℃），求：

（1）水箱中的水从10℃上升到80℃，需要吸收多少热量？

（2）水箱中升温后的水与原来在地面上相比较，哪些形式的能发生了变化？

22、实验室某玻璃瓶中盛有质量为140g、体积为l.72×10-4m3的酒精。

已知酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。

试求：

（1）瓶中酒精的密度。

（2）将这些酒精完全燃烧，可放出多少热量？

（3）这些热量能使20kg的水温度升高多少度？

23、（6分）小宜学习了热学的知识后，知道水的比热为4.2×103J/（kg·℃），他想估算一下自己家中每天烧水、做饭需要的热量，于是他仔细记录了家中每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间”，并把它折算成烧水时间，相当于每天将40kg的20℃水烧开（加热到100℃）。

请计算：

（l）小宜家每天烧水做饭需要多少热量？

（2）如果木柴的热值q为1.2×107J／kg，从理论上讲小宜家中每天烧水做饭需要多少千克的木柴？

24.（8分）燃气灶是目前许多家庭普遍使用的炉具，而电磁炉则是新一代的智能炉具。

为了比较它们的优劣，小明同学进行了相关调查，得到的有关数据见下表。

燃气灶

电磁炉

热效率

25%

热效率

90%

天然气热值

8.0×107J/m3

额定功率

1000W

天然气价格

2元/m3

市电价格

0.5元/kW﹒h

如果小明家每天做饭、烧水所需热量为8.0×106J。

⑴若这些热量靠燃气灶提供，需要燃烧多少燃气?

⑵若这些热量靠电磁炉提供，需要消耗多少电能?

⑶你认为这两种炉具各有什么优缺点?