内能和比热容.docx
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内能和比热容
学科:
物理任课教师：
赖老师授课时间：
2014年03月日（星期六）
姓名
年级：
初三
教学课题
内能和比热容
阶段
基础（√）提高（√）强化（）
课时计划
共次课第次课
重点
知识点，类型分析
难点
知识点，类型分析
教学过程
《热和能》复习提纲
一、分子热运动：
2、一切物体的分子都在不停地做无规则的运动
①扩散：
不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。
②扩散现象说明：
A分子之间有间隙。
B分子在做不停的无规则的运动。
④固、液、气都可扩散，扩散速度与温度有关。
⑤分子运动与物体运动要区分开：
扩散、蒸发等是分子运动的结果，而飞扬的灰尘，液、气体对流是物体运动的结果。
二、内能：
1、内能：
物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，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。
③材料：
在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。
④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。
5、热运动：
物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。
温度越高扩散越快。
温度越高，分子无规则运动的速度越大。
三、内能的改变：
1、内能改变的外部表现：
物体温度升高（降低）——物体内能增大（减小）。
物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）——内能改变。
反过来，不能说内能改变必然导致温度变化。
（因为内能的变化有多种因素决定）
2、改变内能的方法：
做功和热传递。
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增加。
物体对外做功物体内能会减少。
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
④解释事例：
钻木取火：
使木头相互摩擦，人对木头做功，使它的内能增加，温度升高，达到木头的燃点而燃烧。
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，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。
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等效的。
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：
热量热现象中的“热”是指：
温度
热膨胀中的“热”是指：
温度摩擦生热中的“热”是指：
内能（热能）
四、热量：
1、比热容：
⑴定义：
单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃时吸收（放出）的热量。
⑵物理意义：
表示物体吸热或放热的本领的物理量。
⑶比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
⑷水的比热容为4.2×103J（kg·℃）表示：
1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4.2×103J
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：
Ｑ吸＝Ｃm（t－t0），Ｑ放＝Ｃm（t0－t）
3、热平衡方程：
不计热损失Ｑ吸＝Ｑ放
五、内能的利用、热机
（一）、内能的获得——燃料的燃烧
燃料燃烧：
化学能转化为内能。
（二）、热值
1、定义：
1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。
2、单位：
J/kg
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。
3、公式：
Q＝mq（q为热值）。
实际中，常利用Q吸＝Q放即cm（t-t0）=ηqm′联合解题。
4、酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：
1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：
1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。
5、火箭常用液态氢做燃料，是因为：
液态氢的热值大，体积小便于储存和运输
6、炉子的效率：
① 定义：
炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
② 公式：
η=Q有效/Q总=cm（t-t0）/qm′
（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，这是内能转化为机械能。
2、热机：
定义：
利用燃料的燃烧来做功的装置。
能的转化：
内能转化为机械能
蒸气机——内燃机——喷气式发动机
3、内燃机：
将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。
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。
一、选择题
1.（2013泉州）榴莲因其果肉香甜又富有营养，被称为水果之王。
榴莲被切开后，其香味将很快充满整个房间，这一现象主要说明（）
A.分子间存在引力B.分子间存在斥力C.分子间有间隙D.分子在永不停息地运动
2．（2013福州）年初福州森林公园的梅花开得好美，小雪不禁想起“墙角数枝梅，凌寒独自开，遥知不是,为有暗香来”。
漫步丛中，她闻到淡淡梅花香，其原因是（）
A．分子很小B．分子间存在引力C．分子在不停地做无规则运动D．分子间存在斥力
3.（2013雅安）有关分子热运动,下列说法正确的是（）
A.液体很难被压缩,说明分子间有引力
B.用手捏海绵,海绵的体积变小了,说明分子间有间隙
C.有霾天气大量极细微的尘粒悬浮在空中,说明分子在做无规则运动
D.在做墨水滴入水中的扩散实验中,我们看不到墨水的分子在运动
4．（2013•枣庄）将50mL的水与50mL的酒精混合，所得液体体积小于100mL．下列对此现象的解释合理的是（ ）
A．
分子间是有空隙的
B．
分子是由原子构成的
C．
分子的质量和体积都很小
D．
分子总是在不断运动
5．（2013•绵阳）夏天，人们喜欢到海边度假．白天，海风拂面，带来丝丝凉意，夜间却不会很凉．而沙漠的夏天昼夜温差可达50℃．对这种现象的解释，正确的是（ ）
A．
太阳照射沙漠地区的时间较长
B．
海边有风而沙漠地区可能没有
C．
海水的比热容比沙石的比热容大
D．
太阳直射沙漠地区，斜射海边
6．（2013•阜新）用锤子反复击打铁块，铁块的温度升高，针对此现象下列说法正确的是（）
A．
铁块被击打前分子是静止的
B．
击打时锤子将温度传给铁块
C．
击打时锤子的内能转化为铁块的机械能
D．
铁块温度升高时内能增加
7．（2013•黑河）关于内能和热量，下列说法正确的是（ ）
A．
物体吸收热量，温度一定升高
B．
物体运动的越快，物体的内能越大
C．
同一物体的温度越高，内能越大
D．
温度越高的物体，所含的热量越多
8.（2013龙岩）质量相等、初温相同的水和煤油，分别用两个相同的电加热器加热（不计热损失），加热过程中温度变化如图6所示，则下列判断正确的是（）
A．甲的比热容大，是水
B．甲的比热容大，是煤油
图6
C．乙的比热容大，是水
D．乙的比热容大，是煤油
9．（2013•岳阳）用铝壶在天然气灶上烧水的过程中（ ）
A．
水的温度越高，水分子运动越剧烈
B．
是通过做功的方式改变水的内能
C．
铝的比热容比水小，铝的吸热能力比水强
D．
天然气燃烧越充分，热值越大
10．（2013•枣庄）关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A．
温度相等的1kg和100g的水内能相同
B．
物体内能增加，一定要从外界吸收热量
C．
温度为0℃的物体没有内能
D．
在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少
11．（2013资阳）下列有关热现象的说法中，正确的是（）
A．分子间既有引力又有斥力，分子间的距离越大作用力也越大
B．机械能与整个物体的运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动有关
C．震后疾病防控消毒时空气中散发一股浓浓的药味，是药物分子的扩散现象
D．做功和热传递都可以改变物体的内能，但功和热量是不同的物理量，单位也不同
12.（2013郴州）在标准大气压下，将0.2kg水从25℃加热至沸腾需吸收的热量是（C水=4.2×10J/（kg·℃））（）
A．2.1×103JB．6.3×103JC．2.1×104JD．6.3×104J
13.（2013泰安）关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是（）
A．一块0℃的冰没有内能，它的分子不会运动
B．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高
C．一个物体温度升高了，它的一定内能增加
D．用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其主要原因是水的比热容较小
14.（2013广州）水的比热容比煤油的大。
如图4所示，隔着石棉网同时加热规格相同，分别装上质量和初温都相同的煤油和水的试管，至管内液体升温到40℃，这个过程中（）
A．煤油温度先升到40℃
B．同一时刻水的温度比煤油高
C．加热相同时间，水吸收的热量多
D．升高相同的温度，煤油需加热较长的时间
15.（2013广州）图5是某物质由液态变为固态过程温度随时间变化的图像，下列说法正确的是（）
A．t4时刻物体内能为零
B．t2、t3时刻物体内能相等
C．t2时刻物体内能比t3小
D．t1时刻物体分子动能比t2时大
16、（2013年临沂）下列现象中.通过热传递改变物体内能的是（）
A.白行车轮胎放气时.气门嘴处温度会降低
B.放进冰箱冷冻室的水变成冰块
C.在汽油机的压缩冲程中，气缸内气体的温度升高
D.用手来回弯折铁丝，弯折处铁丝温度升高
17、（2013广州）某机器的能量流向图如图1所示，据此推测该机器可能是（）
A．热机
B．电动机
C．发电机
D．电热水器
18、（2013南京）如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的是（）
二、填空题
1、（2013宁波）2013年2月15日，俄罗斯车里雅宾斯克州遭遇陨石雨“袭击”，它是由于流星体在穿越大气层时摩擦燃烧，并发生爆炸而引起的。
做功和热传递是改变物体内能的两种方式，流星体内能的增加是通过_______________方式实现的。
2．（2013•锦州）目前我国研发一款以压缩空气为动力的环保车．汽车使用前需要压缩存储气体，这一过程通过 的方式使气体内能增加，开动时，释放的气体推动发动机，将气体的内能转化为 能，此车紧急刹车时，刹车片和轮胎都变热，汽车的机械能转化为 能．
3、（2013达州）被誉为“气都”的达州,天然气储量丰富，天然气是（选填“可再生”“不可再生”）能源.小明同学需要在标准大气压下烧开初温为20℃、质量为3kg的一壶水，如天燃气完全燃烧放出热量的80%被水吸收，则要完全燃烧m3的天然气.【天然气的热值取3.0×107J／m3，C水=4.2×103J/（kg·℃）】
4、（2013齐齐哈尔）用电水壶烧水时，如果将壶内20℃的水的温度升高60℃，水吸收的热量是5.04×105J，那么壶内水的质量是kg；水的比热容较大，在日常生活中有许多应用此知识的地方，请举出一个实例：
。
5、（2013南京）用燃气灶烧水时，把2.2kg初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了45g天然气（假设天然气完全燃烧）。
已知天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为（4.2×103J/（kg·℃）。
⑴天然气属于_______（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
在烧水过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，这说明能量的转化和转移是有_________的。
⑵水的内能增加了_______J。
⑶燃气灶烧水的效率为_______。
6、（2013年广东省）用同一热源给一定质量的水加热，其温度与时间的关系如题13 图中图线a 所示，若其它条件不变，（l）仅增加水的质量；
（2）仅增大液面大气压强；（3）既增加水的质量，同时减小液面大气压强则二种情况中，温度与时间的关系图线分别对应、和（选填图中“a ”、“b”、“c”或’'d' ' ）
7、（2013湖北省宜昌市）1kg的冰在熔化过程中，温度____（选填“升高”、“降低”或“不变”），冰水混合物的内能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
8、（2013年广东省）在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是冲程。
如题12 图所示汽油机正在进行的是冲程已知汽油的热值为4.6×107J/kg ，则完全燃烧100g汽油放出的热量为J .
三、实验探究题
1、（2013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16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．
图16
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
68
（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、（2013扬州）如图，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。
（1）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________；加热时搅拌沙子，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上方的玻璃片内侧有小水珠，用手摸两个玻璃片，发现装________（沙子/水）烧杯上方的玻璃片温度比较高，原因是__________。
第18题图
3、（2013年浙江省舟山）下面是用气球做的两个小实验，试回答相关问题。
（1）如图甲，松开气球的口子，快速放气后会感到气球变凉，这是因为气体______________导致内能减小。
（2）如图乙，松开气球的口子，气球向后喷出气体的同时，气球会沿着绳子快速向前飞去，这说明________________________．
4、（2013年中考呼和浩特）兵兵同学想通过实验来比较液体A和液体B的比热容是否相同，他采用的实验方法是：
取相同的两种液体，用相同的电热器加热，在相同的时间内比较它们的温度。
他所用的公式是C=。
5．（2013•锦州）某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给液体甲和乙加热．
液体
次数
质量m/kg
升高的温度△t/℃
加热的时间t/min
甲
1
0.1
5
1
2
0.1
10
2
3
0.2
10
4
乙
4
0.1
10
1
5
0.1
20
2
6
0.2
20
4
（1）分析第1、4次，第2、5次或第3、6次实验数据，某同学认为：
加热相同的时间时，乙升高的温度高一些，这说明乙吸收的热量多一些．这位同学的判断是否正确？
请说明理由．
（2）分析第2、3次或第5、6次实验数据，可以得出的初步结论是：
同种物质升高相同温度时，物质的 越大，吸收的热量就越 ．（选填：
“多”或“少”）
（3）通过比较第2、4次实验数据可知，液体吸收的热量多少与液体的 有关， 的吸热能力更强（选填“甲”或“乙”）．
6、（2013年福州）据报道，我国长征二号F运载火箭将于6月中旬把神舟十号飞船送人太空。
火箭在上升过程中，其头部表面温度将会急剧升高，请你用所学物理知识解释这是为什么?
四．计算题
1、（2013年兰州）（6分）已知煤气的热值为3.6×107J/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=4.2×103J/（kg·℃）]
2、（2013年苏州市）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4.2×106J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=4.2×103J/（kg．℃）]
（2）热水器5小时内接收到的太阳能E；
（3）热水器的效率η；
（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=4.2×107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）
3、（2013湖北省宜昌市）“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=3.3×107J/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？
4、（2013云南）某物理兴趣小组的同学，用煤炉给lOkg的水加热，同时他们绘制了如图l4所示的加热过程中水温随时间变化的图线。
若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×103J／（kg·℃），煤的热值约为3×107j／kg。
求：
（1）煤完全燃烧产生的热量：
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率。
5、（2013•沈阳）有一根烧红的铁钉，质量是2g，放出920J的热量后，温度降低到20℃，求铁钉的初温．[c铁=0.46×103J/（kg•℃）]．
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