内能与内能的利用辅导讲义.docx

1、内能与内能的利用辅导讲义 内能与内能的利用辅导讲义 坤凡教 育 学 科 教 师 讲 义 讲义编号： _ 副校长/组长签字： 签字日期： 学 员 编 号 ： 年 级 ： 九 课 时 数 ： 3 学 员 姓 名 ： 张三 辅 导 科 目 ： 物理 学 科 教 师 ： 郑老师学 员 编 号 ： 年 级 ： 九 课 时 数 ： 3 学 员 姓 名 ： 张三 辅 导 科 目 ： 物理 学 科 教 师 ： 郑老师 课 题 内能热机 复习测试 授课日期及时段 20190921，1618 教 学 目 的 会判断扩散现象，理解分子热运动 深刻理解内能概念，知道改变内能的两种途径 理解比热容并能进行计算 深刻理解

2、热机的四个冲程 会进行热值相关计算 深刻理解能量守恒定律 重 难 点 扩散与分子热运动理解 比热容计算 热机四冲程判断 热值计算 【考纲说明】 【考纲说明】 这两张主要考察分子热运动/扩散/比热容/热值/四个冲程/热机效率。 题型以选择题填空题为主。 分值约占 10 分 【前文回顾】 【前文回顾】 1.小明体重是 500N，他提着重 100N 的水桶在水平地面上前进 10m，水桶高度始终不变，小明对水桶做功（ ） A.100J B. 0J C.5000J D.功的大小无法计算 2. 重力为 100N 的物体，在水平推力的作用下，沿水平路面前进 10m，推力做功 200J，则推力的大小等于（ ）

3、 A.2N B.10N C. 20N D.120N 3作用力 F 1 与 F 2 分别对两个物体做功，两个物体通过的距离之比为 S 1 ： S 2 1： 2，功的大小之比为 W 1 ： W 2 4： 3，则这两个力的大小之比 F 1 ： F 2 是： （ ） A 2： 3； B 3： 8； C 8： 3； D 3： 2。 4售货员用 120 牛的水平力，推着 500 牛的售货车在水平路上前进 30 米，用去 40 秒的时间，则它做的功和功率分别为（ ） A.3600J，375W B.3600J，90W C.18600J，465W D.15000J，375W 【知识梳理与例题】 第一节 分子热运

4、动 1、物质是由分子组成的。 2、一切物体的分子都在不停地做无规则的运动 扩散： 不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。 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。 两瓶气体混合在一起颜色变得均匀，结论： 气体分子在不停地运动。 固体、液体、气体都可扩散，扩散速度与温度有关。 3、分子间有相互作用的引力和斥力。 当分子间的距离很小时，作用力表现为斥力；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力。 如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。 （破镜不能重圆的原因是： 镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围，镜子不能因分子间作用力而结合在一起。 ） 第二节

5、 内能 1、概念： 物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，叫物体的内能。 内能是指物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，不是指少数分子或单个分子所具有的能。 一切物体在任何情况下都具有内能 影响内能的主要因素： 物体的质量、温度、状态及体积等 物体的内能与温度有关，同一个物体，温度升高，它的内能增加，温度降低，内能减少。 2、热运动： 物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。 分子无规则运动的速度与温度有关，温度越 高，分子无规则运动的速度就越快，物体的温度越低，分子无规则运动的速度就越慢。 内能也常叫做热能。 3、内能与机械能的区别： 一切物体都具有内能，但有

6、些物体可以说没有机械能；内能和机械能可以通过做功相互转化。 4、改变物体内能的两种方法： 做功与热传递 (1)做功： 对物体做功，物体内能增加;物体对外做功，物体的内能减少。 (2)热传递： 热传递的条件： 物体之间(或同一物体不同部分)存在温度差。 物体吸收热量，物体内能增加;物体放出热量，物体的内能减少。 第三节 比热容 1、概念： 单位质量的某种物质温度升高(或者降低)1吸收(或者放出)的热量叫做这种物质的比热容，用符号 c 表示，单位焦每千克摄氏度，符号 J/(kg)（定义式： 或 ） 水的比热容是 4.2103J/(kg)。 它的物理意义是： 1 千克水温度升高(或降低)1，吸收(或

7、放出)的热量是 4.2103J。 2、比热容是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热容。 各物质中，水的比热容最大。 这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。 （在受太阳照射条件相同时，白天沿海地区比内陆地区温度升高的慢，夜晚沿海地区温度降低也少。 所以一天之中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。 在一年之中，夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷） 水比热容大的特点，在生产、生活中也经常利用。 如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。 冬季也常用热水取暖。 3、说明 (1)比热容是物质的特性之一，所以某种物质的比热不会因为物质吸收或放出

8、热量的多少而改变，也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。 (2)同种物质在同一状态下，比热是一个不变的定值。 (3)物质的状态改变了，比热容随之改变。 如水变成冰。 (4)不同物质的比热容一般不同。 4、热量计算公式： Q 吸=cm（t-t0） Q 放=cm(t0-t) 第一节 热机 1、内能的利用方式： 利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。 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： 利用燃料的燃烧来做功的装置。 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

9、有汽油机和柴油机。 4、内燃机工作过程： 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 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 动 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，曲轴和飞轮转动次，曲轴和飞轮转动 2

10、 周，经历四个冲程，做功 1 次。 第二节 热机的效率 1、热值： 1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。 单位： J/kg，酒精的热值是 3.0107J/kg，它表示： 1kg 酒精完全燃烧放出的热量是 3.0107J。 关于热值的理解： 注重 1kg、某种燃料、完全燃烧。 1kg： 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 热值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。 2、热值公式： Q=mq 或 Q=Vq(其中 m 为燃料的质量，V 为燃料

11、的体积，q 为燃料的热值)。 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 3、 热机的效率： 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。 公式： =W 有用/ Q 总= W 有用/qm 热机效率低的原因： 第一，燃料并未完全燃烧；第二，热机工作的排气冲程要将废气排出，而排出的气 体中还具有内能，另外气缸壁等也会传走一部分内能；第三，由于热机的各部分零件之间有摩擦，需要克服摩擦做功而消耗部分能量；第四，曲轴获得的机械能也未完全用来对外做功，而有一部分传给飞轮以维持其继续转动，这部分虽然是机械能，但不能称之为有用功 提高热机效率的途径： (1)使

12、燃料充分燃烧 (2)尽量减小各种热量损失 (3) 机件间保持良好的润滑、减小摩擦。 第三节 能量的转化和守恒 1、能量的转移与转化： 能量可以从一个物体转移到另一个物体，如发生碰撞或热传递时;也可以从一种形式转化为另一种形式，如太阳能电池、发电机等。 2、能量守恒定律： 能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。 能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。 大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律 3、第一类永动机

13、永远不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。 【经典考题与解析】 【经典考题与解析】 1.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关于分子，下列说法正确的是 A有的物质分子间无论距离大小都只存在引力 B水结冰后分子会保持静止 C酒香不怕巷子深说明分子在不停地运动 D沙尘暴起，尘土满天说明分子在不停地运动 3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

14、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 4花卉节已经成为扬州的一张城市名片，走近花园就闻到扑鼻的花香，这是因为 A分子之间存在引力 B分子之间存在斥力 C分子之间没有空隙 D分子不同的做无规则运动 5. 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 6.下列现象中，不能说明分子处在永不停息的无规则运动中的是 A.花开时香气扑鼻 B.扫地时尘土飞扬 C

15、.红墨水在水中散开 D.衣柜里的樟脑丸过一段时间变小了 7扩散现象的发生是由于 A.分子在永不停息地做无规则运动 B.分子之间有作用力 C.分子间的斥力大于引力 D.物质是由分子组成的 8小明闻到烟味，对爸爸说： 你一吸烟，我和妈妈都跟着被动吸烟小明这样说的科学依据是（ ）A A 分子在不停地做无规则的运动 B 一切物体都是由分子组成的 C 分子之间存在相互作用力 D 分子间有空隙 9. 5 月 31 日是世界无烟日，吸烟有害健康已成为同学们的共识，会议室里贴了如图 3 的标志，这主要是考虑到在空气不流通的房间里，只要有一个人吸烟，整个房间就会充满烟味，这是因为（ ） A分子在不停地运动 B分

16、子间有引力 C分子间有斥力 D物质是由分子组成的 10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 11. 5 月 31 日是世界无烟日，吸烟有损自己和他人的健康，据世卫组织统计，每年因吸烟导致近 600 万人失去生命，造成他人吸二手烟是由于（ ）C A烟分子间存在着引力 B烟分子间有空隙 C烟分子在不停地做无规则运动 D烟分子间存在着斥力 12如图所示，在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开抽出玻璃板后，比空气密度大的二氧化氮进

17、到了上面的瓶子这个现象说明（ ） A 气体分子在不停地运动 B 气体分子之间存在引力和斥力 C 气体是由分子组成的 D 温度越高，气体分子运动越剧烈 13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 14将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，这时两块铅就会结合起来，甚至下面可以吊一个重物都不能将它们拉开（如图）这一现象说明（ ） A 分子在做无规则运动 B 分子间存在扩散现象 C 分子间存在斥力来 D 分子间存在引力 15夏天

18、，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 【课堂练习】 2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 12完全燃烧 1kg 柴油放出的热量能使多少质量的水温度升高 20？已知柴油的热值是 4.2107J/kg，水的比热容是4.21

19、03J/（kg），假定放出的热量被水完全吸收（ ） A 2kg B 20kg C 50kg D 500kg 5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 16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 C乙的比热容大，是水 D乙的比热容大，是煤油 1漳州九龙江水对沿岸气温能起一定的调节作用，这主要是水的 A比热容大 B密度大 C比热容小

20、 D密度小 3下列事例中，通过热传递改变物体内能的是 A钻木取火 B，双手互搓发热 C晒太阳取暖 D铁丝反复弯折后发热 6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 8关于物体的内能，下列说法正确的是（ ） A 温度相等的 1 kg 和 100 g 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 12关于物体的内能，下列说法正确的是（ ） A 物体温度升高，它的内能一定会

21、增加 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 温度相等的 1kg 水和 100g 水内能相同 8下列有关热和能的说法中正确的是（ ） A 物体内能增大，一定从外界吸收热量 B 汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能 C 物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈 D 燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多 3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

22、热量是不同的物理量，单位也不同 15 2010 年，两名俄裔科学家发现纳米材料石墨烯而获得了诺贝尔物理学家最近，研究人员利用石墨烯解决了半导体材料散热的问题，解决散热问题是利用石墨烯的（ ） A 导热性好 B 熔点高 C 硬度大 D 密度小 6下列现象中，属于热传递的方法改变物体内能的是（ ） A 刚从蒸笼里拿出的馒头，放一阵子变凉了 B 冬天天冷，通过搓手发热取暖 C 用锤子敲打石头时，锤子发热 D 给自行车车胎打气，打气筒壁变热了 6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= 4.210J/（kg） A2.1103J B6.3103J C2.1104J D

23、6.3104J 7我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机。 这种发动机主要是因为氢是有 A较小的密度 B较大的比热容 C较高的热值 D较低的沸点 5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 3关于热现象，下列说法正确的是 （ ） A物体温度越低，分子运动越剧烈 B温度越高的物体含有的热量越多 C水沸腾时要吸收热量，温度保持不变 D冬天用热水袋暖手是用做功的方式改变内能 4.关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（） A.物体的温度越高，所含热量越多. B

24、.温度高的物体，内能一定大 C.0的冰块 1 内能一定为 O。 D.温度相同的两物体间不会发生热传递 5下列说法中不正确的是 A安宁桃花会上，游客能闻到桃花的香味，说明分子是运动的 B铁丝很难被拉断，说明分子间有引力 C四冲程汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能 D一杯水温度降低时，内能减小了 10.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 13. 下列现象中，利用做功使物体内能增加的是： A. 木工用

25、锯锯木条时，锯条发烫 B. 烧开水时，壶盖被水蒸气顶起来 C. 铁块放在炉火中烧红了 D. 冬天，人们在太阳光下取暖 12. 关于比热容，下列说法正确的是 A.物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关 B.物体的比热容跟物体的温度有关 C.物体的质量越大，它的比热容越大 D.物体的比热容与温度、质量都没有关系 11. 下列说法中, 正确的是 A. 机械能为零的物体, 内能一定也为零 B. 炽热的铁水具有内能, 冰冷的铁块不具有内能 C. 铁丝被快速弯折的过程中, 温度升高是因为机械能转化成内能 D. 汽油机的压缩冲程中, 主要是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能 【课后作业】 1.（6 分）已

26、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.（8 分）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？（

27、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） 3. (8 分)某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为 1 米 2 表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。 经多次试验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为 50%。 控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是 2米 2，太阳能热水器内的水的质量为 100 千克，水的初温为 200C，经 8750s 时间后上升到 450C【C 水=4.2103)/(kg)】。 请计算： (1)、在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量是多少焦耳？ (2)垂直于太阳光的 1 米 2 表面上，每秒钟接受到的太阳能是多少焦

28、耳？ 4.五一假期，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？ 6（6 分）随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气。 小明想： 将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据： 水壶里放入 2019cm3、20的水，大火加热直至沸腾。 又在物理书中查到天然气热值为 8107J/m3。 气压为 1 标准大气压；c 水4.2103J(kg) （1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？ （2）如果小明家天然气炉具的效率是 40%，烧开这壶水，需要燃烧多少 m3 的天然气？ 7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=0.46103J/ （kg） 【参考答案】 略