第十二章内能与热机配套课件沪科.ppt

1、第十二章 内能与热机,一、温度与温度计1.温度：表示物体的_.2.温度计(1)原理：常用的液体温度计是利用_原理制成的.(2)使用方法估：估计_选：据估测温度选择_的温度计看：看清温度计的_,冷热程度,液体热胀冷缩,被测物体的温度,合适量程,量程和分度值,放：玻璃泡全部_中，不要接触_读：待示数稳定后读取，读数时玻璃泡要留在液体中，视线_记：正确记录测量的温度，不要漏掉_二、物体的内能1.定义:物体内所有分子由于热运动而具有的_，以及_的总和.2.影响因素：物体的内能与温度有关.如果体积变化不大，同一物体的温度越高内能越_，温度越低内能越_.3.特点：物体的内能_(选填“会”或“不会”)为零.

2、,浸入被测液体,容器底或侧壁,与液柱上表面相平,单位,动能,分子之间势能,大,小,不会,4.改变内能的两种途径(1)做功：外界对物体做功，物体内能_；物体对外界做功，物体内能_.(2)热传递规律：低温物体吸热，内能_；高温物体放热，内能_.条件：物体之间有_.热量：物体通过_方式所改变的内能.,增加,减少,增加,减少,温度差,热传递,【活学巧用】滑滑梯(1)小刚感觉到臀部发热，说明臀部的温度升高，内能_；(2)小刚的内能是通过_方式来改变的.提示：从滑梯上滑下的过程中，小刚克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，使臀部的内能增大温度升高.答案：(1)增大 (2)做功,三、物质的比热容1.定义:_

3、的物质温度_所吸收(或放出)的热量.2.单位:_.3.水的比热容(1)数值：c水4.2103 J/(kg).(2)意义：_.(3)应用：由于_，可以用水冷却汽车发动机，冬天用水取暖等.4.热量的计算公式：Q=_.,单位质量,每升高(或降低)1 ,J/(kg),1 kg水温度升高(或降低)1 吸收(或放出)的热量,是4.2103 J,水的比热容大,cmt,【活学巧用】不一样的温差下表列出的是同纬度的沿海某城市和内陆某城市的气温情况.(1)请判断甲是_(选填“沿海”或“内陆”)城市.(2)你的依据是海水的_比砂石大，在其他条件相同时，吸收或放出相同的热量，水的温度变化_.,提示：海水的比热容比内陆

4、地区砂石、干泥土的比热容大，根据 在同样吸热的条件下，内陆地区比沿海地区温度升得高；在同样放热的条件下，内陆地区比沿海地区温度降得低.所以一天之内，沿海城市的温度变化较小，内陆城市温度变化较大.答案：(1)沿海 (2)比热容 小,四、内燃机1.热机:把燃料燃烧时释放的_转变为_的装置.2.内燃机(1)定义:_直接在发动机气缸内燃烧_的热机.(2)分类：常见的内燃机有_和_.(3)汽油机的工作过程,内能,机械能,燃料,产生动力,汽油机,柴油机,关,向上,关,机械能,内能,内能,机械能,向下,关,关,开,两圈,1个,做功,飞轮的惯性,五、热值与热机效率1.热值(1)定义:1 kg某种燃料_放出的能

5、量(热量)，它是燃料的一种_.(2)单位：固体、液体用_，气体常用_.(3)燃料燃烧的放热公式：_(适用于固体和液体)或Q=qV(适用于气体).2.热机效率(1)定义：热机效率=_.(2)提高的主要途径：减少_.,完全燃烧,特性,J/kg,J/m3,Q=mq,各种能量损失,【活学巧用】选车的经验有经验的司机挑选汽车时，通过闻尾气的气味初步判断发动机(汽油机)效率的高低.输出功率相同时，汽油味越淡，汽车发动机效率越_，原因是_.提示：尾气的汽油味越淡，说明汽油燃烧越充分，做相同的有用功，消耗的汽油越少，汽油机的效率也就越高.答案：高 燃料(或汽油)燃烧充分，效率高,一、温度、内能、热量的比较1.

6、区别(1)温度表示物体的冷热程度，是一个状态量，其单位是摄氏度().温度不能传递或转移，它是分子热运动激烈程度的标志. 温度只能说“是多少”或“达到多少”，不能说“有”或“没有”.,(2)内能是能量的一种形式，也是一个状态量，可以转化和转移，其单位是焦耳(J).只有当物体的内能改变，并与做功或热传递相联系时，才有数量上的意义. 内能只能说“有”，不能说“无”，因为一切物体都具有内能.(3)热量是热传递过程中内能改变多少的量度，单位是焦耳(J).热量是一个过程量，离开了热传递过程就无热量可言. 热量用“吸收”或“放出”来表述，不能用“具有”或“含有”表述.,2.联系(1)当一个物体的温度升高时，

7、其内能不一定会增大.(2)物体吸收或放出多少热量，其内能就增加或减少多少，温度可能会升高(或降低)，也可能不变.【中考警示】内能和机械能是两种不同的能量形式.内能是物体内部微观分子动能和分子势能的总和.机械能是宏观物体动能和势能的总和，一个静止在地面上的物体机械能可以为零，但它的内能不可能为零.,【延伸拓展】影响内能大小的因素1.温度：根据分子动理论，物体温度越高，分子的无规则运动越激烈，分子动能越大.2体积：物体体积变化时，引起分子间距离变化，从而使分子势能发生改变.例如，一块0 的冰熔化成0 的水，虽然温度没有升高，但由于分子间距离的变化，使其内能增加.3.分子的个数(质量)：温度相同的物

8、体所具有的内能不一定相等，因为物体的内能还跟分子的个数有关.例如，同样温度的一桶水比一杯水所含分子个数多，虽然其他情况相同，但一桶水的内能远远大于一杯水所具有的内能.,【典例1】(2012自贡中考)关于温度、热量、内能，以下说法正确的是( )A0 的冰没有内能B水沸腾时继续吸热，温度保持不变C物体的温度越低，所含的热量越多D物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变,【精讲精析】选B.任何物体在任何情况下都有内能，故A错；水沸腾时继续吸热，温度保持不变，故B正确；物体的温度越低，所含的内能越少，热量是一个过程量，说含有热量多少是错误的，故C错；物体的内能与温度和体积有关，只有这两

9、个因素都不发生变化时，内能才不变，故D错.,二、改变内能的两种方式,内能与其他形式的能之间的转化,内能从高温物体转移到低温物体,外界对物体做功,内能会增加;物体对外界做功，内能会减少,物体吸收热量,内能增加;物体放出热量,内能减少,用做功的多少来量度：外界对物体或物体对外界做了多少功,物体的内能就增加或减少多少,用热量来量度:物体吸收或放出多少热量,物体的内能就增加或减少多少,做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,【中考警示】对物体做功，物体的内能会增加，“会”是一种可能，并不一定增加，如提高物体时，对物体做了功，增加的是物体的机械能，而不是内能.,【典例2】(2011河池中考)下列方法中，

10、利用热传递来改变物体内能的是( )A钻木取火 B用“搓手”的方法取暖C用热水袋取暖 D反复弯折铁丝使其发热【思维导图】可从实质上确认改变内能的方式.,【精讲精析】选C.A、B项中都是克服摩擦力做功，D项中克服分子间作用力做功，都是利用做功的方法改变内能的；C项中热水袋的温度高于人体，内能从热水袋转移到人体，这是利用热传递的方式使物体内能增加，只有C正确.,三、热量的计算1.利用比热容计算热量(1)比热容是物质的一种特性，是表示物质吸热或放热本领的物理量.不同物质的比热容一般不同，同种物质的比热容是一定的，其值不随物体吸收或放出热量的多少、质量、温度的变化而改变，但与物质的状态有关.(2)计算公

11、式吸热公式为Q吸cm(t-t0)，放热公式为Q放cm(t0-t).其中t0表示物体的初温，t表示物体的末温.若用t表示温度变化量，则热量的计算公式为Q=cmt.,2.根据燃料的热值计算(1)热值是燃料本身的一种特性，表示燃料燃烧时放热本领的大小，它取决于燃料本身的化学成分，与燃料的质量、燃料燃烧是否完全、燃烧快慢等无关.(2)固体、液体燃料完全燃烧放出热量的公式为Q放=mq，其中m表示燃料的质量，q表示热值.(3)气体燃料完全燃烧放出热量的公式为Q放qV,其中V表示燃料的体积，q表示热值.,【中考警示】(1)热量的计算公式可变形为 ，变形公式只是提供了计算比热容的方法，不能认为比热容c随Q、m

12、、t的变化而变化，也不能说c与Q成正比，与m和t的乘积成反比.(2)利用公式计算热量时，应注意温度是“升高(了)”还是“升高(到)”、“降低(了)”还是“降低(到)”的区别.“升高(了)”、“降低(了)”的温度是指t，“升高(到)”、“降低(到)”是指物体的末温t.,【延伸拓展】转化效率其他形式的能转化为内能时，由于有能量损失，所以存在转化效率()问题.所谓转化效率，就是转化成的内能与其他形式的能的总量的比值.(1)用炉火烧水时，化学能转化为内能，水吸收的热量Q吸=Q放=mq；(2)使用太阳能热水器时，太阳能转化为内能，水吸收的热量Q吸=E太.(3)使用电加热器烧水时，电能转化为内能，水吸收的

13、热量Q吸=W电.,【典例3】(2012苏州中考)某家庭需要将50 kg、20 的水加热到60 作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8 kg煤气已知煤气的热值q4.2107 J/kg，水的比热容c4.2103 J/(kg)求：(1)50 kg、20 的水加热到60 需吸收的热量；(2)完全燃烧0.8 kg煤气放出的热量；(3)煤气灶烧水的效率.,【思维导图】用热量公式进行计算时，要注意物体吸热升温时，t是末温与初温之差.选用的有关公式及其联系如下：,【精讲精析】(1)Q吸cm水(tt0)= 4.2103 J/(kg)50 kg(60 -20 )=8.4106 J(2)Q放=mq=0.8

14、 kg4.2107 J/kg=3.36107 J答案：(1)8.4106 J (2)3.36107 J (3)25%,实验探究：探究物质的比热容1.实验器材：_(比较温度升高的多少)、_(选用质量相等的不同物质)、_(测量加热时间).2.实验方法：_法.3.实验原理：用_反映物质吸收热量的多少.4.问题探究(1)为什么要使用相同的电加热器(或酒精灯)加热？提示：用相同的电加热器(或酒精灯)加热，能保证研究对象在相同的时间内吸收的热量相同.,温度计,托盘天平,秒表,控制变量,加热时间的长短,(2)怎样比较不同物质吸热能力的强弱？提示：方法有两种：使等质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，

15、温度变化小的吸热能力强；使等质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量(加热时间)，吸收热量多的吸热能力强.,【中考警示】叙述结论时，一定要注意强调前提条件.(1)在“相同质量的同种物质”条件下，表述“吸收的热量与升高温度的关系”；(2)在“同种物质升高相同的温度”条件下，表述“吸收的热量与质量的关系”；(3)在“质量相同的不同物质升高相同的温度”条件下，表述“吸收的热量与物质种类是否有关”.,【典例】(2012烟台中考)小明设计了如图所示的实验装置来探究水和食用油的吸热本领.(1)写出调整实验器材的方法步骤.,(2)依据小明的探究方案，在实验探究过程中，除了选用相同规格的烧杯和酒精灯，还需

16、要控制不变的量有哪些？(3)实验探究记录数据如表：,在这些数据中，哪一个最可能是由于测量或者记录的疏忽而产生了错误？分析实验数据，可以得出的结论是什么？【精讲精析】(1)调整实验器材时，注意调整铁夹、石棉网的位置.(2)在探究过程中要利用控制变量法，使两种物质的质量和初始温度相同，比较末温度和加热时间.(3)分析食用油和水的温度的变化关系，每加热1 min，水的温度变化为1 ，食用油的温度变化为2.5 ，则食用油温度变化快.所以升高相同的温度，水需要吸收的热量要多，故水的吸热能力较强.分析食用油的变化温度，第6 min食用油的温度应为45 ，故第6 min数据有误.,答案：(1)调整下面铁夹，

17、使石棉网处于适当的高度；调整上面铁夹，使温度计处于适当的高度.(2)水与食用油的质量和初始温度相同.(3)第6 min食用油的温度记录错误. 分析表中的数据可知，加热时间相同时，食用油升高的温度比水高.分析比较水在第5 min、10 min和食用油在第2 min、4 min的数据可知，升高相同的温度，水需要加热的时间比食用油长，进而得出水的吸热本领比食用油大.,【延伸探究】结合上例探究以下问题(1)在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量_(选填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收的热量.(2)已知水的比热容是4.2103 J/(kg)，根据表

18、中数据可得食用油的比热容为_J/(kg).,提示：(1)加热时间反映物质吸收热量的多少，加热时间长，则物质吸收的热量多.(2)由表中第5 min实验数据可知，在质量相等时，加热相等时间，即吸收相等热量，食用油升高的温度是水升高温度的2.5倍；根据公式Q=cmt，可知水的比热容是食用油的2.5倍，故食用油的比热容为1.68103 J/(kg).答案：(1)大于 (2)1.68103,一、温度和温度计1.(2011无锡中考)下列温度最接近23 的是( )A健康成年人的体温B.我国江南地区冬季最低气温C冰水混合物的温度D.让人感觉温暖舒适的室温【解析】选D.健康成年人的体温约为37 ，我国南方冬季最

19、低气温大约在0 ，一个大气压下冰水混合物的温度是0 ，让人感觉温暖舒适的室温最接近23 ，故选D.,2.(2011株洲中考)在测量液体温度的实验时，如图所示的四种方法中正确的是( )【解析】选DA项中温度计的玻璃泡碰到容器底，B项中玻璃泡碰到容器壁，C项中玻璃泡没有浸没在液体中，故A、B、C错.D选项中温度计的玻璃泡完全浸没在液体中，并且没有接触到容器壁和容器底，故选D.,3.(2012滨州中考)如图所示，温度计的读数方法正确的是_(选填“A”“B”或“C”),示数为_.【解析】本题考查温度计的读数方法.温度计读数时，视线要与温度计中液面相平，故B读数方法正确.由于温度计的最小分度值为1 ，因

20、此读数为48 .答案:B 48,4.(2012泰安中考)如图所示是人们常用的体温计，这种体温计是根据液体的_规律制成的，图中体温计的读数是_.,【解析】液体温度计是根据液体的热胀冷缩性质制成的，观察题图中的体温计可知，分度值为0.1 ，图中体温计示数为37.8 .答案：热胀冷缩37.8,二、内能及改变内能的方式5.(2012安徽中考)下列关于功、内能和热量的描述中正确的是( )A物体的温度不变，内能一定不变B做功和热传递都能改变物体的内能C温度高的物体含有的热量比温度低的物体多D热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递,【解析】选B.物体的温度不变，内能不一定不变，如冰在熔化过程中，温度不变，

21、但内能增加，故A错；做功和热传递是改变物体内能的两种方式，故B正确；热量是过程量，不能说物体“含有”多少热量，故C错；热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，内能大的物体不一定温度高，如大铁块与烧红的小铁钉，故D错.,6.(2012聊城中考)下列实例中，通过做功来改变物体内能的是( )A.在饮料中放入一些冰块，饮料变凉B.划火柴，火柴被划燃C.柏油马路被阳光晒热D.冬天，暖气使房间变暖【解析】选B.做功改变物体内能的实质是发生了能量的转化.B项中划火柴时机械能转化为内能，其余三项都是发生了能量的转移，属于利用热传递改变物体内能.,7.(2011福州中考)如图所示，将一根铁丝用手快速反复弯折数

22、十次，铁丝弯折处会发热，铁丝的内能将_.这个实验说明_可以改变物体的内能.【解析】在快速反复弯折铁丝的过程中，手克服铁分子的作用力做功，使铁丝弯折处发热，温度升高，铁丝的内能增大.该实验说明做功可以改变物体的内能.答案：增加 做功,8.(2011连云港中考)冬天手冷时，我们经常将两只手相互搓搓使手暖和，这是利用_的方式使手的内能增加；也可以用“暖手宝”焐手，这是利用_的方式增加手的内能.【解析】本题考查改变物体内能的两种方式.搓手取暖，克服摩擦力做功，使手的温度升高，内能增大，这是利用做功的方式改变内能的；用“暖手宝”焐手，热量从“暖手宝”转移到手上，使手的内能增加，这是利用热传递的方式改变内

23、能的.答案：做功 热传递,【方法技巧】利用做功方式改变物体内能的过程中，必定存在内能与其他形式的能之间的相互转化；利用热传递方式改变内能的过程中，必定存在两个温度不同的物体，高温物体的内能转移到低温物体.,三、物质的比热容9.(2011常州中考)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,【解析】选C.水的比热容大，根据公式Q=cmt可知，在温度变化相同的情况下，水吸收或放出的热量多，可

24、以用于散热保暖或吸热降温，则A、B、D正确；夏天在地面洒水，水在蒸发时吸收热量，从而达到降温的目的，故C错误.,10.(2012自贡中考)由 关于同一种物质的比热容c，下列说法正确的是( )A.若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍B.若质量增大一倍，则比热容减至一半C.若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍D.无论质量多大，比热容都一样【解析】选D.本题考查对比热容概念的理解.比热容是物质的一种属性，它不会随物质吸收的热量、质量、温度的改变而改变，变形公式 只是提供了计算物质比热容的方法，故A、B、C错误，D正确,11.(2012宁波中考)用两个相同的“热得快”分别给质量、初温都相同的

25、甲、乙两种液体同时加热.两液体的温度随时间变化的图像如图所示，根据图像可知，甲液体的比热容_(选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体的比热容，质量为500 g、初温为20 的甲液体温度升高到90 ，吸收的热量为_J.甲液体的比热容为1.8103 J/(kg),【解析】由图像可知，加热相同时间，即吸收相同热量，甲液体升温快，所以甲液体的比热容小于乙液体的比热容.甲液体吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=1.8103 J/(kg)0.5 kg(90 -20 )=6.3104 J.答案：小于 6.3104,12.(2011盘锦中考)某同学在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和

26、煤油加热，得到的实验数据如表：(1)实验中，记录加热时间的目的是_.,(2)分析第1、2次或第3、4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，吸收热量的多少与物质的_有关；分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出的初步结论是：升高相同的温度时，_吸收的热量不同.(3)如果加热相同的时间，质量相同的水和煤油，_温度升高得多.(4)该实验采用了控制变量法，下列探究过程中也采用了这一方法的是( )A探究影响压力作用效果的因素B探究平面镜成像的特点C探究通电螺线管的磁场是什么样的,【解析】(1)实验中选用相同的加热装置，在相同时间内放出的热量相等，这样两种液体在相同时间内吸收的热量

27、也相等，加热时间越长，则液体吸收的热量越多，所以加热时间的长短能反映水和煤油吸热的多少.(2)第1、2次或第3、4次实验中，控制相同的物理量是物质的种类、升高的温度，不同的物理量是物质的质量，探究的是吸收的热量与物质质量的关系；第1、3次或第2、4次实验中，控制相同的物理量是物质的质量、升高的温度，不同的物理量是物质的种类，探究的是吸收的热量与物质种类的关系.,(3)根据(2)中结论可知质量相同的水和煤油升高相同的温度，水吸收的热量多，据此可推断质量相同的水和煤油吸收相同的热量，煤油的温度升高得多.(4)压力的作用效果与压力大小、受力面积有关，探究过程中采用控制变量法.答案：(1)反映吸收热量

28、的多少 (2)质量 质量相同的不同物质 (3)煤油 (4)A,【中考警示】(1)比热容是物质的一种特性，它反映了物质的吸热本领大小，也能反映物质的放热本领大小，吸热本领大的物质其放热本领一定也大.(2)比热容的单位是由热量、质量、温度的单位组合而成的复合单位，应明确其意义，书写要规范.(3)物体吸收或放出热量的多少由比热容、质量和温度变化这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关.,四、热机13.(2011莆田中考)如图所示是汽油机工作时各冲程的示意图，其中表示做功冲程的是( )【解析】选C.本题考查汽油机工作的四个冲程，做功冲程中进气门和排气门都关闭，活塞在高温高压燃气的作用下向下运动，通过连

29、杆带动曲轴对外做功，通过观察C选项正确.,14.(2010连云港中考)小汽车已经进入千家万户.作为汽车发动机的汽油机，一个工作循环是由四个冲程组成的.在压缩冲程中，_能转化为_能.【解析】本题考查压缩冲程中能量的转化情况.在压缩冲程中是机械能转化为内能.答案：机械 内,15.(2012内江中考)在汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是_冲程，其他三个冲程都是靠飞轮的_来完成的.【解析】汽油机每完成一个工作循环，完成40个冲程，其中做功冲程将内能转化为机械能，其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成.答案：做功 惯性,16.(2008泰州中考改编)一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1 200 r/m

30、in，该汽油机每秒钟内完成_个冲程，做功_次.【解析】飞轮转速是1 200 r/min=20 r/s，因一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程做功一次，所以每秒可以完成40个冲程，做功10次.答案：40 20,【方法技巧】(1)根据剖面图识别汽油机的工作冲程，主要有三个关键点：活塞的运动方向；气门的开闭情况；火花塞是否产生电火花.(2)汽油机的工作循环数、冲程数、曲轴(或飞轮)转动圈数、燃气对外做功次数的关系是1421.,五、燃料的热值17.(2010兰州中考)关于燃料的热值，以下说法中正确的是( )A燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关B燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃

31、料的热值C燃料燃烧时，质量越大，热值越大D燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小,【解析】选A.热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧状况、燃烧是否完全无关.在燃料热值的定义中一定要强调“完全燃烧”.,18.(2011芜湖中考)国家“西气东输”工程正源源不断地向我市输送清洁能源天然气，天然气燃烧时，可以将_能转化为内能.已知天然气的热值为4107 J/m3，则每输送100 m3的天然气，完全燃烧后就相当于向我市输送了_J的能量.【解析】天然气是一种燃料，具有化学能，燃烧时将化学能转化为内能；完全燃烧100 m3的天然气相当于输送的能量Q=qV =4107 J/m310

32、0 m3=4109 J.答案：化学 4109,19.(2012绵阳中考)全世界石油、煤炭消耗量的迅速增长，导致全球能源危机加剧.因此，开发和利用新能源，成为全世界最为关注的问题之一.张浩家的太阳能热水器内装有100 kg、25 的水，经过一天照射后，温度升高了50 ，则水升温吸收的热量为_J；至少可以节约煤的质量是_kg.假设煤烧水时有效利用的热量占煤燃烧放出热量的10%，且已知水的比热容是4.2103 J/(kg)，煤的热值是3.0107 J/kg,【解析】本题考查热量的相关计算.水升温吸收的热量Q吸cm(tt0)= 4.2103 J/(kg)100 kg50 =2.1107 J；煤完全燃烧放出的热量 =2.1108 J,则需要煤的质量m煤= =7 kg.答案:2.1107 7,