中考物理 第十三章 内能与热机复习课件 粤教沪版.ppt

第十三章内能与热机 中考导航 知识网络 一 内能 1 内能 物体内部所有分子热运动的 与 的总和 叫做物体的内能 一切物体 不论温度高低 内能 对于同一个物体 温度越高 分子热运动越剧烈 内能 物体的温度降低时 内能会 2 改变物体内能的方法 和 1 热传递 a 热传递发生的条件 两个物体要有 b 热传递改变物体内能的实质是 热传递实质上就是能量从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分的过程 简单地说就是能量的转移 2 做功 外界对物体做功 物体的内能 物体对外界做功 物体的内能 做功实质上是能量的 3 热量 在热传递过程中 传递 的多少 叫做热量 热量的单位是 物体吸收热量 内能 放出热量 内能 吸收或放出的热量越多 它的内能改变越大 考点梳理 动能 分子势能 都具有 越大 减小 做功 热传递 温度差 内能的转移 增加 减少 转化 内能 焦耳 增加 减少 三 比热容 1 比热容 1 定义 与 的 叫做这种物质的比热容 2 物理意义 表示物质的 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 的 不随物体吸收或放出热量的多少 质量 升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 有关 如水和冰的比热容就不一样 吸收热量 物体质量和升高温度的乘积 比值 吸热本领 一定 状态 考点梳理 3 单位 焦每千克摄氏度 符号是 2 热量的计算公式 吸热公式 放热公式 其中 c 物质的比热容 m 物体的质量 t0 物体的初温 t 物体的末温 若用 t表示温度的变化量 则上述两个公式可以表达为 j kg q cm t t0 q cm t t0 q cm t 考点梳理 三 热机 内燃机 1 原理 燃料在汽缸内燃烧 产生高温高压的燃气 把 转化为 然后燃气推动活塞做功 把 转化为 2 工作过程 四冲程内燃机的工作过程是由 和 四个冲程组成的 四个冲程叫一个工作循环 每一个工作循环活塞往复运动两次 曲轴转动两周 对外做功一次 3 能量转化 在压缩冲程中 转化为 在做功冲程中 转化为 4 用途 内燃机广泛应用于汽车 拖拉机 坦克 轮船等各种工业 农业和工程机械中 四 热值 1 物理意义 表示燃料燃烧时 的物理量 燃料的热值取决于燃料本身的化学成分 每种燃料都有自己的热值 化学能 内能 内能 机械能 吸气 压缩 做功 排气 机械能 内能 内能 机械能 放热本领 考点梳理 2 定义 某种燃料 放出的热量与所用燃料质量的 叫做这种燃料的热值 3 公式 燃料完全燃烧放出热量的计算公式 q为燃料的热值 m为燃料的质量 4 燃料的利用率 1 提高燃料利用率的途径 一是让燃料尽可能地 二是要减少热量的 2 热机的效率 用来做有用功的那部分能量与 之比 完全燃烧 比值 q m q 充分燃烧 散失 燃料完全燃烧放出的能量 课前检测 1 2014 黄冈 关于物体的内能 下列说法正确的是 a 温度为0 的物体没有内能b 物体内能增加 一定是通过外界对物体做功c 正在沸腾的水吸收热量 温度增加 内能不变d 在相同物态下 同一物体温度降低 它的内能会减少 解答 a 温度为0 的物体也具有内能 故a错误 b 物体的内能增加 可能是外界对物体做功 也可能是从外界吸收了热量 故b错误 c 正在沸腾的水吸收热量 温度不变 内能增加 故c错误 d 在相同物态下 同一物体温度降低 它的内能会减少 故d正确 d 课前检测 2 2014 上海 关于比热容 下列说法中错误的是 a 比热容可用来鉴别物质b 水的比热容较大 可用作汽车发动机的冷却剂c 沙的比热容较小 所以沙漠地区昼夜温差较大d 一桶水的比热容比一杯水的比热容大 解答 a 比热容是物质的一种特性 不同物质比热容一般不同 比热容可用来鉴别物质 选项正确 b 水的比热容较大 降温时放出的热量比较多 可用作汽车发动机的冷却剂 选项正确 c 沙的比热容较小 吸收或放出相同的热量 温度变化大 所以沙漠地区昼夜温差较大 选项正确 d 比热容是物质的一种特性 与质量没有关系 一桶水的比热容和一杯水的比热容相同 选项错误 d 知识网络 3 2015 遵义 如图所示为四冲程汽油机未按工作循环顺序排列的各冲程示意图 工作时 将大量机械能转化为内能的冲程是 解答 解 a 图中的进气门关闭 排气门打开 活塞上行 所以是排气冲程 故a不符合题意 b 图中的气门关闭 活塞上行 所以是压缩冲程 压缩冲程是将机械能转化为内能的过程 故b符合题意 c 图中的进气门打开 排气门关闭 活塞下行 所以是吸气冲程 故c不符合题意 d 图中的气门关闭 活塞下行 所以是做功冲程 做功冲程是将内能转化为机械能的过程 故d不符合题意 b 知识网络 4 2015 东营 在内燃机的 吸气 压缩 做功 排气 四个冲程中 将内能转化为机械能的是冲程 常用水来给内燃机降温 是因为水的比较大 解答 解 内燃机的四个冲程是吸气 压缩 做功 排气冲程 压缩冲程活塞向上运动 压缩气体对气体做功 将机械能转化为内能 做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动 将内能转化为机械能 内燃机工作过程中会产生大量的热 需要及时散去 与其它液体相比较 水的比热容最大 在质量和升高的温度相同时 水吸收的热量最多 制冷效果最好 做功 比热容 知识网络 5 2015 黑河 在一标准大气压下 把体积为2l 温度为20 的水烧至沸腾 水至少需要吸收j的热量 若不计热量损失 需要燃烧kg干木柴 q干木柴 1 2 107j kg 解答 解 由得 水的质量m v 1 0 103kg m3 2 10 3m3 2kg 水吸收的热量为q吸 c水m水 t t0 4 2 103j kg 2kg 100 20 6 72 105j 需要的干木柴质量为 6 72 105 0 056 课前检测 6 2015 大连 某工厂利用地热温泉水辅助冬季供暖 地热温泉每天出水量为2 5 104kg 温泉水的初温是80 供暖后温度降低到40 温泉水的比热容是4 2 103j kg 试求 这些温泉水每天放出的热量是多少 解答 解 温泉水放出的热量 q放 c水m水 t 4 2 103j kg 2 5 104kg 80 40 4 2 109j 答 1 这些温泉水每天放出的热量是4 2 109j 考点突破 考点1内能 高频考点 例1 2010 广东 改变内能有不同的方式 图甲是在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花 当迅速压下活塞时 可看见筒内棉花燃烧起来 这是通过方式使玻璃筒内的空气增加 温度升高 达到棉花的燃点 使棉花燃烧 图乙是通过方式把试管里的水加热至沸腾 解析 下压活塞时 活塞压缩气体做功 机械能转化为内能 气体的内能增大 温度升高 当达到棉花的燃点 使棉花燃烧 利用酒精灯加热试管是通过热传递的方式改变试管内水的内能 是其内能增大 温度升高 直至沸腾 做功 内能 热传递 考点突破 方法规律 本考点的考查的重点 1 一切物体在任何温度 任何状态下都有内能2 改变物体内能的方法有两种 一是做功 二是热传递 两种方式对改变物体内能上是等效的 做功 物体对外做功 内能会减小 外界对物体做功 内能会增大 内能的转化 对物体做功不一定都使物体的内能发生变化 如 将物体举高的过程 热传递 物体吸收热量 内能增大 物体放出热量 内能减小 内能的转移3 热传递的条件 物体之间存在着温度 热传递的方向 热量从高温物体传递到低温物体 热传递的结果 高温物体内能减小 低温物体内能增加 持续到物体的温度相同为止 考点突破 4 热传递是传递热量 而不是传递温度 更不是传递某种物质 热传递是把热量由温度高的物体传递给温度低的物体 不是由内能多的物体传递给内能少的物体 5 与内能有关的因素 温度 影响分子无规则运动的剧烈程度 质量 影响分子个数 体积和状态 影响分子势能 同一物体的温度越高 分子运动速度越快 内能就越大 同种物质 温度 状态 体积等因素相同时 质量大的内能大 同种物质 质量 温度等因素相同时 气态时的内能大 液态次之 固态时内能最小 但不会为零 物体的温度不变 一定内能不变 例如 晶体熔化和液体沸腾的过程中 温度不变 但需要不断吸热 内能不断增大 考点突破 变式拓展 1 2015 河北 下列说法正确的是 多选 a 两杯水温度相同 内能也一定相同b 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递c 由于水的比热容大 工厂里的冷却塔常用水作为冷却介质d 质量 初温相同的水和煤油放出相同的热量后 水的温度高于煤油的温度 解答 解 a 因为不知道两杯水的质量 所以我们不能确定温度相同的两杯水哪个内能大 哪个内能小 故a错误 b 热传递的条件是 有温度差 热传递的特点是 高温物体放出热量 低温物体吸收热量 热量从高温物体传给低温物体 但内能小的物体温度可能比内能大的物体温度高 因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体 故b错误 c 因为水的比热容较大 相同质量的水和其它物质比较 升高相同的温度 水吸收的热量多 所以工厂里的冷却大多用水作冷却物质 故c正确 d 质量 cd 考点突破 相同 初温相同的水和煤油 放出相同的热量 因为q cm t 而水的比热容大 所以由可知 水的温度变化小 故水的末温高一些 而煤油的末温低一些 故d正确 2 2015 玉林 下列实例中 通过热传递的方式来改变物体内能的是 a 晒太阳b 钻木取火c 搓手取暖d 压缩空气 解答 解 a 人晒太阳时 会感到很暖和 是通过热传递改变了物体的内能 符合题意 b 钻木取火是通过做功的方式改变物体的内能 不符合题意 c 两手掌相互摩擦 手掌发热 是利用做功来改变物体内能的 不符合题意 d 压缩空气 空气温度升高 是利用做功来改变物体内能的 不符合题意 a 考点突破 3 关于温度 比热容 热量 内能 以下说法正确的是 a 一个物体温度升高了 它的内能一定增加b 一个物体吸收了热量 它的温度一定会升高c 一块0 的冰没有内能 它的分子不会运动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 解答 a 物体温度升高时 分子的无规则运动速度也越快 内能增加 说法正确 符合题意 b 一个物体吸收了热量 它的温度不一定会升高 例如 晶体熔化时 说法错误 不符合题意 c 因为物体的分子永不停息地做无规则的运动 所以任何物体都有内能 0 的冰仍具有内能 说法错误 不符合题意 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大 说法错误 不符合题意 a 考点突破 考点2比热容 高频考点 例2 2015 丹东 吃火锅 是人们喜爱的一种饮食方法 火锅里装有2l 60 的水 要把这些水加热到100 求 水吸收了多少j的热量 c水 4 2 103j kg 解答 解 1 锅中水的体积v 2l 2 10 3m3 由得 水的质量 m v 1 0 103kg m3 2 10 3m3 2kg 水吸收的热量 q吸 cm t t0 4 2 103j k g 2kg 100 60 3 36 105j 答 1 水吸收的热量是3 36 105j 方法规律 本考点考查的重点是有关热量的计算 复习时应掌握的知识点 1 热量的计算公式 物体吸热升温 q吸 cm t t0 物体放热降温 q放 cm t0 t 2 比热是物质的一种属性 只要物质种类和状态相同 比热容就相同 考点突破 3 水的比热容为c 4 2 103j kg 表示每千克的水当温度升高 或降低 1 时 吸收 或放出 的热量是4 2 103j 会利用水的比热容大的特性解析生活中的一些常见现象 如常用水来加热或散热 北方楼房取暖用的 暖气 就是用水做介质 发电机等机器在工作时发热 就可以用循环流动的水来冷却 变式拓展 4 2015 乌鲁木齐 小米4 手机的散热材料是石墨烯晶体 石墨烯 填 有 或 没有 固定的熔点 用石墨烯做散热材料是因为它具有优良的 填 导热 或 导电 性能 石墨烯的比热容为1 4 103j kg 则0 1kg的石墨烯温度升高10 吸收的热量是j 有 导热 1 4 103 解答 石墨烯是晶体 因此有固定的熔点 用石墨烯做散热材料是因为它具有优良的导热性能 可迅速将热量向外散发 0 1kg的石墨烯温度升高10 吸收的热量是q cm t 1 4 103j kg 0 1kg 10 1 4 103j 考点突破 5 2008 广东 已知水的比热容为4 2 103j kg lkg 20 的水吸收了2 1 105j的热量后 温度升高到 生活中我们经常看到司机往汽车发动机的水箱里灌水 这是因为水的 大 所以在相同条件下水能带走较多的 冷却效果好 解答 解决此题可利用热量公式q cm t的变形公式求解水的末温 并且可以利用公式q cm t来分析为什么用水来做冷却剂 由公式q cm t得 所以t t0 t 20 50 70 从公式q cm t可以知道 水的比热容大 在质量相等的条件下 升高相同的温度 水能带走较多的热量 所以用水来做冷却剂 70 比热容 热量 考点突破 6 2015 宿迁 小华用如图实验装置探究水和煤油比热容的大小 在两个相同的烧杯中加入初温相同和相同的水和煤油 用两个相同的酒精灯同时进行加热 并用玻璃棒不断搅拌 每隔一分钟记录一次 记录的数据如下表 1 实验中用玻璃棒不断搅拌 目的是让液体 2 分析实验数据可知 水的比热容煤油的比热容 选填 大于 等于 或 小于 3 下列现象可用比热容知识来解释的是 a 夏天在教室洒水 感到凉爽b 金属勺装有塑料手柄c 沙漠地区昼夜温差较大 质量 大于 均匀受热 c 课前检测 考点3 热机 例3 2006 广东 单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如图2所示 下列关于这种内燃机一个工作循环的四个冲程的顺序排列正确的是 a 丙 丁 乙 甲b 乙 丁 甲 丙c 乙 甲 丁 丙d 甲 乙 丙 丁 b 课前检测 解析 四冲程内燃机一个工作循环包括吸气 压缩 做功 排气四个冲程 根据两个气门的开关 活塞的运动方向以及火花塞是否点火可以确定每个冲程 从而排列出正确的顺序 甲图中两个气门都关闭 火花塞点火 此时活塞向下运动 应该是第三个冲程 做功冲程 乙图中进气门打开 排气门关闭 应该是第一个冲程 吸气冲程 丙图中进气门关闭 排气门打开 应该是第四个冲程 排气冲程 丁图中两个气门都关闭 火花塞没有点火 此时活塞向下运动 应该是第二个冲程压缩冲程 按照四个冲程的先后顺序应该是乙 丁 甲 丙 方法规律 本考点的考查的重点是内燃机的四个冲程 1 内燃机的四个冲程有吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 2 将机械能转化为内能的是压缩冲程 将内能转化为机械能的是做功冲程 3 压缩冲程和做功冲程都是通过做功的方式改变内能的 4 一个工作循环 有四个冲程 活塞往复两次 曲轴转动两周 对外做功一次 考点突破 变式拓展 7 2015 沈阳 沈阳市校车安全管理办法 规定校车应全部安装座椅安全带 这是为了防止急刹车时学生因具有 身体前倾而受到伤害 校车的动力来自内燃机 在如图所示的示意图中 图表示的是四冲程内燃机的吸气冲程 解答 解 1 当刹车时 人由于惯性身体会向前倾 容易撞在车身或座椅上而造成伤害 安全带可以有效防止惯性带来的这种伤害 2 甲图中进气门打开 排气门关闭 此时活塞向下运动 是第一个冲程 吸气冲程 乙图中两个气门都关闭 火花塞没有点火 此时活塞向上运动 是第二个冲程压缩冲程 惯性 甲 考点突破 8 2015 巴中 汽油机吸气冲程吸入气缸内的物质是 a 柴油b 汽油和空气c 汽油d 空气 解答 解 四冲程汽油机的吸气冲程吸入气缸的气体是汽油和空气的混合物 b 9 汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成 如图所示表示的汽油机的冲程 汽车汽油机工作过程中 发动机外面水箱中的水温度会升高 这是通过的方式使水的内能增加 解答 1 图中汽油机的进气门 排气门都关闭 活塞上行 所以该冲程为压缩冲程 2 汽油机的温度比水的温度高 所以内能会从汽油机传向水 这是通过热传递的方式改变水的内能 压缩 热传递 考点突破 考点4热值计算 热机效率 例4 完全燃烧1kg煤可释放出j的热量 这些热量可以把kg20 的水烧至100 c水 4 2 103j kg q 8 4 107j kg 解析 1 煤完全燃烧放出的热量 q放 mq 8 4 107j kg 1kg 8 4 107j 2 由题知 q吸 q放 8 4 107j q吸 cm t 水的质量 8 4 107 250 方法规律 本考点的考查重点1 热值 1 有关热值的计算 解题时要认真审题利用公式q mq进行解答 热机的效率近几年均未考查 复习时也应重视 考点突破 2 热值大小由燃料种类有关 与燃料的质量和状态 是否完全燃烧等等因素无关 2 热机的效率 1 计算 w有指用来做有用功的能量 q总指燃料完全燃烧释放的能量 2 提高机械效率的途径 燃料尽可能充分燃烧 尽量减少各类热量损失 在热机的设计和制造上 采用先进技术 使用时 注意保养 保证良好的润滑 减少因克服摩擦阻力而额外消耗的功 3 炉子的热效率 q有指有效利用的热量 q总指燃料完全燃烧释放的能量 若是太阳能热水器 则q总指太阳照射到热水器上的总能量 若是电热水器 则q总指电流做功放出的总能量 考点突破 变式拓展 10 2015 莱芜 一瓶酒精用掉一半 关于剩下的酒精 下列判断正确的是 多选 a 密度变为原来的一半b 热值变为原来的一半c 质量变为原来的一半d 比热容不变 cd 解答 解 a 密度是物质的特性 决定于物质的种类 状态和温度 酒精用去一半后 种类 状态 温度没有变化 所以密度不变 此选项错误 b 热值是燃料的特性 决定于燃料的种类 酒精用去一半后 种类没有变化 所以热值不变 此选项错误 c 质量是指物体所含物质的多少 一瓶酒精用去一半后 物质总量减半 其质量减半 此选项正确 d 比热容是物质的特性 决定于物质的种类和状态 酒精用去一半后 种类 状态没有变化 所以比热容不变 此选项正确 考点突破 11 2015 巴中 天然气的使用 大大改善了我们的生活环境 在一个标准大气压下 把质量为200kg 温度为20 的水烧开 水吸收的热量为j 若天然气燃烧放出的热量只有50 被水吸收 则需要完全燃烧m3的天然气 q天然气 3 0 107j m3 解答 解 1 不可再生能源泛指人类开发利用后 在现阶段不可能再生的能源 天然气是不可再生能源 2 水吸收的热量 q吸 cm t 4 2 103j kg 200kg 100 20 6 72 107j 由题知 q吸 50 q放 则由q放 qv得 需要天然气的体积 6 72 107 4 48 考点突破 12 2015 苏州 某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率 他们用酒精灯给100g的水加热 经过一段时间测得水温升高了60 消耗了4 2g酒精 已知 水的比热容为4 2 103j kg 酒精的热值为3 107j kg 求 1 此过程中水吸收的热量 2 4 2g酒精完全燃烧放出的热量 3 酒精灯烧水时的热效率 解答 1 100g 0 1kg 水吸收的热量 q吸 cm t 4 2 103j kg 0 1kg 60 2 52 104j 2 酒精完全燃烧产生的热量 q mq 0 0042kg 3 107j kg 1 26 105j 3 酒精灯烧水时的热效率 答 1 水吸收的热量是2 52 104j 2 4 2g酒精完全燃烧放出的热量是1 26 105j 3 酒精灯烧水时的热效率是20 易错易误突破 例5 下面是小明同学的 物理学习笔记本 中的摘录 其中正确的是 a 物体的内能增大 温度一定升高b 0 的冰没有内能c 燃料的热值和燃料的质量没关系d 水结冰时要吸收热量 解析 做功和热船体在改变物体的内能上实质不同 前者是能量的转化 后者是内能的转移 但是两者的效果却是相同的 分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的 当分子之间的距离大于平衡距离时 引力大于斥力 表现为互相吸引 当分子之间的距离小于平衡距离时 斥力大于引力 表现为互相排斥 热量是热传递的过程中吸收或放出内能的多少 是一个过程量 只有在热传递的过程中讲热量才是有意义的 绝对不能说一个物体含有多少热量 热值是燃料的一种性质 它是指一千克某种燃料完全燃烧所放出的热量 与燃料的质量无关 错误分析 同学们特别容易错认为c选项是正确的 把热量与内能混为一谈 其实即使该选项的热量改为内能 这一说法仍然是错误的 内能的大小不仅与温度有关 同时还受到质量 物质的转态等因素的影响 c 1 2013 广东 关于温度 内能和热量 下列说法正确的是 解答 解 a 描述热量的术语只能用 吸收 或 放出 不能用 含有 故a不正确 b 因为一切物体的分子都在不停的做无规则运动 所以一切物体都具有内能 故b不正确c 双手互搓 克服摩擦做功 因此手的内能增加 故c不正确 d 发生热传递的条件是 有温度差 所以内能可自动地从高温物体转移到低温物体 广东中考 d 2 2014 广东 关于温度 内能 热量和做功 下列说法正确的是 a 物体的内能增加 一定是从外界吸收了热量b 0 的冰块没内能c 做功可以改变物体的内能d 物体放出热量时 温度一定降低 解答 a 改变物体内能的方法有 做功和热传递 物体温度升高可能是对它做功 也可能时热传递 故a说法错误 b 一切物体都有内能 0 的冰块具有内能 故b选项说法错误 c 改变物体内能的两种方式 做功和热传递 所以c说法正确 d 物体放热时 温度不一定下降 比如 晶体在凝固过程中虽然继续放热 但温度是不变的 故d说法错误 c 广东中考 3 2015 广东 如图是一种电热暖手宝及其主要参数 暖手宝内有水及加热元件等 选用水作为吸热或放热物质是因为水的 较大 选填 密度 比热容 或 质量 解答 解 因为水的比热容较大 降