中考物理总复习课件：专题十二　内能　内能的利用

中考物理总复习课件：专题十二　内能　内能的利用

专题十二　内能　内能的利用 　　自古以来，人们就在不断地寻找与 “ 热 ” 有关的某种能 量 . 内能及其利用 分子热运动 物质是由大量分子组成的 内能 热量与热值 比热容 热机及热机效率 分子在永不停息地做无规则运动，分子之间存在着间隙 分子之间存在着相互作用的引力和斥力 定义：物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能 改变物体内能的方式：做功和热传递 热量：在热传递过程中传递内能的多少 热值：某种燃料完全燃烧时放出的热量与燃烧的质量之比叫做这种燃料的热值 定义：一定质量的某种物质在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比 热量的计算： Q=cm ∆t 能量转化：内能转化为机械能 种类 蒸汽机 内燃机 喷气发动机 火箭发动机 汽油机 柴油机 构造：火花塞 工作过程：吸气、压缩、做功和排气四个冲程 构造：喷油机 工作过程：吸气、压缩、做功和排气四个冲程 热机效率：热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比 考点一 分子热运动 问题：打开香水瓶后，不久就会闻到香味，为什么？ 1. 一切物质的分子都在不停地做无规则的运 动 . 由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运 动，分子间同时存在相互作用的引力和斥力 . 2. 扩散现象：不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫扩散 . （ 1 ） 扩散发生的条件：不同物质，相互接触 . (2) 扩散发生的 原因 ：分子的无规则运动 . (3) 扩散现象表明：一切物体的分子都在不停地做无规则运动 . 间接地证明了分子间有间隙 . (4) 影响扩散快慢的因素 ：温度越高，扩散越快，温度越低，扩散越慢 . 3. 分子间同时存在着相互作用的引力和斥力 . （ 1 ） 物体很难被拉开，说明分子之间存在引力 . （ 2 ） 物体很难被压缩，说明分子之间存在斥力 . （ 3 ）分子之间的引力和斥力，总是同时存在的，只是由于分子间的距离不同而显示的作用效果不同 . 固体分子间距 液体分子间距 气体分子间距 考点二 内能 　　冰山有内能吗？ 1 ． 物体的内能 　　 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分 子 势 能的总和，叫做物体的内 能 . （ 1 ）一切物体都有内能 . （ 2 ）内能与温度的关系：同一物体温度越高，内能越大 . 　　 机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另一种形式的 能 . 2. 改变物 体内 能的方法：热传递和做功 . 　　（ 1 ） 热传递 可以改变内能 发生热传 递时 ，高温物体内能减少，低温物体内能增 加 . ①热传递的条件：物体之间存在温度差 . ② 在热传递过程中，高温物体温度降低，内能减小，低温物体温度升高，内能增大 . （2）利用 做功 的方式可以改变物体的内 能 . 做功改变物体内能的实质是内能与其他形式的能发生了 转 化 . （ 3 ） 做功 和 热传递 对改变物体的内能是等效的 . 考点三 热量与热值 　 1. 热量 ：在热传递过程中，物体内能改变的多少叫做热量 . 热量的符号通常用 Q 表示 . （ 1 ） 热量的单位：在国际单位制中，热量的单位时焦耳（ J ） . （ 2 ） 物体吸收热量，内能会增加；物体放出热量，内能会减少 . 物体吸收（或放出）多少热量，它的内能就增加（或减少）多少 . 即物体吸收（或放出）的热量越多，它的内能改变就越大 . 2. 燃 料的热值 (1) . 热值的定义 　　某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比， 叫做这种燃料的 热 值 . (2) . 物理意义 　　热值在数值上等于 1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热 量 . (3) . 单位 　　国际单位： 焦每千克 ；符号： J/kg . 　　气体燃料的单位： 焦每立方米； 符号： J/m 3 . 　 3. 燃料完全燃烧时放出热量的计算： Q 放 =qm 　 其中： m 表示燃料的质量，单位是 kg ； q 表示燃料的热值，单位是 J/kg; Q 放 表示燃料完全燃烧时放出的热量，单位是 J . 热值是燃料的一种 特性 ，其大小只与燃料的 种类 有关，与燃料的 质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关 . 考点四 比热容 　　同样的日照条件，海水的温度和沙滩不一 样 . 白 天，海水凉，沙滩烫 脚 . 傍 晚，沙滩凉了下来，海水却还暖暖的，这是为什么呢？ 1 . 比 热容的定义 : 一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容 . 2. 比 热容 的物理意义 : 表示物质的吸热本领，比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容 . 同种物质的比热容是一定的，不随物体吸收或放出热量的多少、质量、身高或降低的温度而改变 . 不同物质的比热容一般不同，同种物质的比热容和状态有关，如水和冰的比热容就不一样 . 3. 比 热容 的单位 : 焦耳 / （千克 · 摄氏度 ) ［ J/(kg·℃) ］ . 水的比热容最大，其大小为 4.2×10 3 J/(kg·℃), 它表示 1kg 水温度升高（或降低） 1℃ 时，吸收（或放出）的热量是 4.2×10 3 J. 4. 热量的计算： 当物体的温度升高时，吸收的热量是 Q 吸 =cm(t-t 0 ) ； 物体的温度降低时，放出的热量是 Q 放 =cm （ t 0 -t ） . 公式中 c 表示物质的比热容， m 表示物体的质量， t 0 表 示物体的初温， t 表示物体的末温 , （ t-t 0 ）和（ t 0 -t ）分 别表示物体吸热时升高的温度和物体放热时降低的温度， 即表示物体吸 ( 放 ) 热时温度的变化量 . 若温度的变化量用 ∆ t 表示，那么吸、放热公式可统一表示为 Q=cm∆t. 5. 水的比热容较大的应用： 水的比热容较大，在我们日常生活和生产中具有重要意 义，主要表现为两个方面 : 一是冷却 ( 或取暖 ). 水的比热容较 大，那么一定质量的水升高（或降低）一定的温度吸收 ( 或 放出 ) 的热量较多，这有利于我们用水作冷却剂 ( 或取暖 ). 另 一方面，由于水的比热容较大，一定质量的水吸收 ( 或放出 ) 较多的热量而自身的温度却改变不多，这一点有利于调节气 候 . 考点五 热机及热机效率 1. 热机 (1) 热机的概念：利用 内能做功转化为机械能 的机械 . (2) 热 机的种类 　　 利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、 内燃 机 、喷气发动机和火箭发 动机 等 . 蒸汽机车 蒸汽机车 火电站的汽轮机 喷气发动机 火箭发动机 2. 内燃机工作原理：燃料在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，把化学能转化为内能，然后燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能 . 　 3. 常见的内燃机有汽油机和柴油机，它们的主要区别如下表所示 . 类别 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 构造 气缸顶部有火花塞 气缸顶部有喷油嘴 吸气冲程中进入气缸内的物质 汽油和空气的混合燃料 纯净的空气 点火方式 点燃式 压燃式 效率 20% ～ 30% 30% ～ 45% 压缩程度 低 高 　 4. 四冲程内燃机的工作过程是由吸气冲程，压缩冲程，做功冲程和排气冲程组成的 . 5. 四冲程内燃机完成四个冲程叫做一个工作循环，每一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，只有做功冲程燃气推动活塞做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性来完成的 . 6. 四冲程内燃机工作过程中能量的转化：压缩冲程中，机械能转化为内能；做功冲程中，内能转化为机械能 . 7. 热机效率：热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比 . 即 η =W 有用 /Q 放 ×100% 1 ． （巴中中考） 下列现象中，能用来说明分子在不停地做无规则运动的是 （ ） A ．玉兰花开，闻到阵阵花香 B ．扫地时的尘土飞扬 C ．车刀在砂轮的高速摩擦下溅出火花 D ．羊群在草原上奔跑 真题体验 【解析】 玉兰花开，闻到阵阵花香，是香气分子的无规则运动，故 A 正确；扫地时，空中尘埃飞扬，属于固体小颗粒的运动，是机械运动，故 B 错误；车刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花，是脱落的炽热微粒在运动，是机械运动，故 C 错误； 羊群在草原上奔跑，是物体的运动，属于机械运动，故 D 错误． 【答案】 A 2. （2017年天水） 如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是 （　　） A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能减少 D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大 真题体验 真题体验 【解析】 图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误； 图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故B错误；图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少，故C正确；图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少，故D错误． 【答案】 C 3. （2017年枣庄） 新农村建设中正在大力推广使用瓶装液气．如果每瓶装10kg液化气，液化气的热值取4.2×10 7 J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是 J，若放出的热量有40%被水吸收，在标准大气压下可把 kg的水从20℃加热至沸腾．[ c 水 =4.2×10 3 J/（kg•℃）] 真题体验 【解析】 （1）整瓶液化气完全燃烧释放的热量： Q 放 = mq =10kg×4.2×10 7 J/kg=4.2×10 8 J；（2）由题知，水吸收的热量： Q 吸 = Q 放 ×40%=4.2×10 8 J×40%=1.68×10 8 J，由 Q 吸 = c 水 m 水 （ t - t 0 ）得水的质量： m 水 = Q 吸 /[ c 水 ( t − t 0 ) ] =1.68×10 8 J /[ 4.2×10 3 J/(kg•℃)×(100℃−20℃) ] =500kg． 【答案】 4.2×10 8 500 4. （2017年上海） 两个质量不同的金属块，放出相同热量，降低相同温度，则 （　　） A．质量大的金属块的比热容一定大 B．质量大的金属块的比热容一定小 C．质量大的金属块的比热容可能大 D．两个金属块的比热容有可能相同 真题体验 【解析】 据公式 Q = cm ∆ t 可得 c = Q / m ∆ t ，金属块的质量不同，放出的热量相同，其变化的温度相同，质量大的金属块的比热容一定小，故B正确． 【答案】 B 真题体验 5. （2017年益阳） 为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是 （　　） A．让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全 B．在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失 C．尽量减少热机内部各部件间的摩擦 D．尽量增加热机的工作时间 【解析】 热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．所以减少热量的损失可以提高热机的效率．所以使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，提高效率，故ABC不符合题意；增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故D符合题意． 【答案】 D