中考复习方略中考物理 第13章 内能与热机课件 新人教版.ppt

第十三章内能与热机 一 物体的内能1 内能 1 定义 物体内所有分子无规则运动的 以及 的总和 2 影响因素 温度 同一个物体的温度越高 内能 质量 同种物质组成的物体 在温度相同时 质量大的物体内能 动能 分子势能 越大 大 2 改变内能的两种途径 1 做功 规律 外界对物体做功 物体内能 物体对外界做功 物体内能 实质 能量的 增加 减少 转化 2 热传递 规律 物体吸热 内能 物体放热 内能 条件 物体之间有 实质 能量的 热量 在热传递过程中 物体 传递的多少 增加 减少 温度差 转移 内能 二 比热容1 特点 不同的物质比热容一般 它是物质的一种特性 2 计算公式 3 水的比热容 1 数值 c水 2 意义 1kg水温度每升高 或降低 1 吸收 或放出 的热量是 4 热量的计算公式 不同 4 2 103j kg 4 2 103j q cm t 三 内燃机1 热机 把燃料燃烧时释放的 转变为 的装置 内能 机械能 2 汽油机的工作过程 开 关 向上 机械 内 关 向下 内 机械 开 两 1 做功 飞轮的惯性 四 燃料的热值与热机效率1 热值 1 定义 某种燃料完全燃烧放出的 与所用该燃料的 之比 2 单位 或 3 放热公式 q 或q 热量 质量 体积 j kg j m3 mq vq 2 热机效率 1 定义 热机运转中 对外做的 与燃料 所释放的能量的比值 2 提高的主要途径 减少各种 有用功 完全燃烧 能量损失 读 练 1 辨一辨 改变内能的途径铁丝反复弯折处温度升高 内能 是利用 改变内能的 棉被被晒得热乎乎的 是利用 改变内能的 增大 做功 热传递 2 填一填 比热容的应用水的比热容 可用冷水冷却汽车发动机 是因为相等质量的水和其他液体升高相同温度时 水吸收的热量 用水取暖 是因为相等质量的水和其他液体降低相同温度时 水放出的热量 大 多 多 3 辨一辨 汽油机的工作过程甲图是汽油机的 冲程 乙图是汽油机的 冲程 该冲程中气体推动活塞向下运动 缸内气体的体积增大 温度 内能 吸气 做功 降低 减少 丙图是汽油机的 冲程 该冲程中活塞向上运动 缸内气体的体积减小 温度 内能 压缩 升高 增大 考点1 温度 内能 热量 功的比较1 区别 1 温度表示物体的冷热程度 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 可以转化和转移 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 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 4 功是一个过程量 可以是施加在物体上的力做功 也可以通过用电器的电流做功 通过做功方式改变物体的内能时 功是内能改变多少的量度 2 联系 说明 箭头方向表示某个量的变化是否会引起另一个量的变化 一定 和 不一定 是指物理量变化的情况 1 物体温度升高 内能一定增加 可能吸热 也可能外界对物体做功 2 物体吸热 内能不一定增加 物体可能对外做功 温度不一定升高 物体放热 内能不一定减少 温度不一定降低 失分盲点 1 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 而机械能是宏观物体动能和势能的总和 一个物体的机械能可以为零 但它的内能不可能为零 2 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 知识拓展 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 示范题1 2015 烟台中考 关于温度 热量 内能 以下说法正确的是 a 0 的冰没有内能b 物体的温度越高 物体的内能越大c 物体的温度越低 所含的热量越少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 解题关键 解答本题应抓住以下关键 关键1 一切物体都具有内能 关键2 影响物体内能大小的因素 关键3 热量的正确表述 关键4 晶体熔化或凝固的特点 解析 选b 本题考查对温度 热量 内能概念及其关系的理解 组成物体的分子在永不停息地做无规则的运动 所以任何温度的物体都有内能 故a说法错误 内能的大小与温度有关 温度越高 物体的内能越大 故b说法正确 热量是一个过程量 要用 吸收 或 放出 来描述 不能用 具有 或 含有 来描述 故c说法错误 晶体在熔化 或凝固 过程中 吸收 或放出 热量 其内能增大 或减小 但温度保持不变 故d说法错误 示范题2 2015 泰安中考 下列物理现象中 属于通过做功途径改变物体内能的是 a 冬天晒太阳人会感到暖和b 饮料放入冰箱冷藏室会变凉c 锯木头时锯条会变热d 烧红的铁块放入水中会变凉 解题关键 解答本题应抓住以下关键 关键1 改变内能的两种方式 做功和热传递 关键2 通过做功改变内能的实质是能量的转化 通过热传递改变内能的实质是内能的转移 解析 选c 本题考查改变内能的两种方式 冬天晒太阳 人体温度升高 属于热传递增加物体的内能 饮料放入冰箱冷藏室 饮料温度降低 是通过热传递改变物体的内能 用锯条锯木头 锯条温度升高 是克服摩擦做功 机械能转化成内能 属于做功增加物体的内能 烧红的铁块放入水中 铁块向水放热 铁块的温度降低 内能减小 是通过热传递改变物体的内能 备选例题 1 2014 北京中考 下列实例中 通过做功的方式改变物体内能的是 a 用锯锯木头 锯条温度升高b 向饮料中加冰块 饮料温度降低c 寒冬 用热水袋暖手 手感到温暖d 盛夏 阳光暴晒路面 路面温度升高 解题关键 解答本题应抓住以下关键 关键1 改变内能的两种方式 做功和热传递 关键2 通过做功改变内能的实质是能量的转化 通过热传递改变内能的实质是内能的转移 解析 选a 本题考查改变内能的两种方式 用锯锯木头 锯条温度升高 是克服摩擦做功 机械能转化成内能 属于做功增加物体的内能 向饮料中加冰块 冰块熔化吸热 饮料温度降低 是通过热传递改变物体的内能 寒冬用热水袋暖手 手感到温暖 是通过热传递改变手的内能 盛夏 阳光暴晒路面 路面温度升高 是太阳光的热辐射增加了路面的内能 属于热传递增加物体的内能 2 2014 衡阳中考 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 本题考查改变内能的方式 两只手相互搓搓使手暖和 机械能转化为内能 这是利用做功的方式使手的内能增加 用 暖手宝 焐手 内能从 暖手宝 转移到手上 这是利用热传递的方式增加手的内能 答案 做功热传递 3 2013 苏州中考 改变物体内能的方式有两种 图甲说明可以改变物体的内能 图乙说明可以改变物体的内能 解析 本题考查改变内能的两种方式 甲图中 放入冰箱的食物放出热量 温度降低 内能从食物转移到冰箱内部 这是通过热传递改变内能的 乙图中 迅速压下活塞使引火仪内空气温度升高 活塞压缩空气做功 活塞的机械能转化为空气的内能 这是通过做功的方式增大空气的内能 答案 热传递做功 考点2 比热容的理解及应用1 比热容的理解 1 对c 公式的理解 由热量公式q cm t得到c 只是比热容在数值上等于 比热容既不与热量成正比 也不与质量 温度的变化的乘积成反比 同种状态下 比热容只取决于物质的种类 2 同一物质的比热容随状态的改变而改变 例如 水的比热容是4 2 103j kg 变为固态的冰后的比热容是2 1 103j kg 2 水的比热容 1 水的比热容大的意义 比热容是表示物质吸热 或放热 本领大小的物理量 水是比热容大的物质 其吸热 或放热 本领大 2 应用 调节气温 在吸收或放出相同热量时 水的比热容较大 温度不易发生明显变化 作传输介质 一定质量的水升高 或降低 相同的温度时 因为水的比热容大 比相同质量的其他物质升高 或降低 相同的温度所吸收 或放出 的热量多 示范题3 2014 上海中考 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 解析 选d 本题考查比热容的理解及应用 比热容是物质的特性之一 只与物质的种类和状态有关 可用来鉴别物质 a正确 水比其他物质的比热容较大 在相同情况下 升高一定温度 水吸收的热量多 冷却效果好 b正确 沙的比热容较小 白天吸收热量温度上升得快 晚上放出热量温度降低得快 所以沙漠地区昼夜温差较大 c正确 比热容与物质的质量无关 一桶水的比热容与一杯水的比热容相等 d错误 示范题4 2014 内江中考 初春培育水稻秧苗时 为了不使秧苗受冻 下列做法中正确的是 a 早晨多灌水 傍晚多排水b 早晨多排水 傍晚多灌水c 早晨和傍晚都要多灌水d 早晨和傍晚都不要灌水 解题探究 解答本题时思考以下问题 1 水和泥土相比较 谁的比热容大 2 水和泥土相比较 在质量相等的情况下 放出相等的热量 谁的温度降低得少 吸收相等的热量 谁的温度升高得多 提示 1 水的比热容比泥土的比热容大 2 根据 t 知 在质量相等的情况下 吸收或放出相等的热量 比热容大的水比泥土温度变化小 解析 选b 本题考查水的比热容大的特点的应用 初春傍晚多灌水 夜晚水放热时 因为水的比热容大 水的温度降低得慢 不至于使秧苗受冻 早晨把稻田内的水排出 露出的泥土在太阳照射下吸热 因为泥土的比热容小 泥土的温度升高得快 有利于秧苗的生长 示范题5 2015 益阳中考 炎热的夏天 小明打着赤脚在烈日当空的小河边游玩时发现 岸上的石头热得烫脚 而河水却比较凉 其主要原因是 a 水吸收的热量少 因此河水比岸上石头的温度低b 水的比热容比石头的大 在受到太阳同样照射的情况下 水升高的温度少c 石头的吸热能力强 因此石头升温快d 这是小明的错觉造成的 实际上岸上的石头与水的温度相同 解题关键 解答本题应抓住以下关键 关键1 石头与水的比热容大小比较 关键2 在吸热相同条件下 物质的比热容越大 温度变化越小 解析 选b 本题考查利用水的比热容大解释自然现象 因为水的比热容比石头的大 相同质量的水和石头相比较 吸收相同的热量 都在太阳照射下 水的温度升高得少 故河水是凉凉的 而石头的温度升高得多 热得烫脚 故选b 备选例题 2013 乐山中考 如图为某一天中央电视台天气预报的截图 图中显示的四个地方 内陆地区的温差比沿海地区的温差大 造成这种差别的主要原因是 a 水的比热容比泥土 砂石的比热容大b 水的内能比泥土 砂石的内能大c 水的密度比泥土 砂石的密度小d 水的温度比泥土 砂石的温度低 解题指南 解答本题应抓住以下关键 1 沿海与内陆地区地表物质的组成 2 在相同条件下 物质的比热容越大 温度变化越小 解析 选a 本题考查水的比热容大对人类生活的影响 上海和台北属于沿海地区 多水 水的比热容较大 西宁和拉萨属于内陆地区 地表以泥土 砂石为主 泥土 砂石的比热容较小 白天 相同质量的水和泥土 砂石相比较 吸收相同的热量 水的温度升高得少 泥土 砂石温度升高得多 夜晚 放出相同的热量 水的温度降低得少 泥土 砂石温度降低得多 因此在一天之内 上海和台北的温度变化较小 西宁和拉萨的温度变化较大 故选a 考点3 热值的理解和热量的计算1 热值的理解 热值是燃料本身的一种特性 表示燃料完全燃烧时放热本领的大小 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 热量的计算 1 利用比热容计算物体吸收或放出的热量 q cm t 吸热公式 q吸 cm t t0 放热公式 q放 cm t0 t 其中t0表示物体的初温 t表示物体的末温 2 利用热值计算燃料完全燃烧放出的热量 固体 液体 q放 mq m表示燃料的质量 气体燃料 q放 vq v表示燃料的体积 3 热机效率 1 计算 100 2 大小 热机工作过程中 由于有能量损失 燃料不能完全燃烧 故热机效率总小于1 失分盲点 1 计算时 单位要统一 且书写要规范 如 热量q j 比热容c j kg 质量m kg 温度t 热值q j kg或j m3 体积v m3 2 升高了 和 升高到 以及 降低了 和 降低到 是对温度的不同表述 温度 升高了 降低了 是指温度的变化量 即 t 温度 升高到 降低到 是指物体的末温t 知识拓展 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 1 用炉火加热水时 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 使用电热器加热水时 电能转化为内能 水吸收的热量q吸 w电 示范题6 2014 常州中考 阿根廷科学家设计了一款 牛屁屁收集器 在牛背上装有一个塑料袋 通过导管收集牛体内排放出的气体 从一头成年牛平均每天排放出的气体中可提取0 21kg甲烷 若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收 可使多少质量的水从20 升高到70 q甲烷 5 6 107j kg c水 4 2 103j kg 解题关键 解答本题应抓住以下关键 1 计算甲烷完全燃烧放出的热量 q放 mq 2 计算水温升高吸收热量的公式 q吸 cm t 解析 甲烷完全燃烧放出的热量 q放 m1q甲烷 0 21kg 5 6 107j kg 1 176 107j由题知 水吸收的热量q吸 q放 1 176 107j根据q吸 cm t可得 答案 56kg 示范题7 2015 安徽中考 某家庭用燃气热水器将质量为100kg 温度为20 的自来水加热到50 消耗的天然气体积为1m3 假设天然气完全燃烧 已知水的比热容为4 2 103j kg 天然气的热值为3 2 107j m3 求 1 天然气完全燃烧放出的热量 2 水吸收的热量 3 该热水器工作的效率 解题关键 解答本题应抓住以下关键 1 计算天然气完全燃烧放出的热量q放 qv 2 计算水升温吸收的热量的公式 q吸 cm t 3 计算热水器效率的公式 100 解析 1 天然气完全燃烧放出的热量q放 vq 1m3 3 2 107j m3 3 2 107j 2 水吸收的热量q吸 cm t t0 4 2 103j kg 100kg 50 20 1 26 107j 3 热水器的效率答案 1 3 2 107j 2 1 26 107j 3 39 4 示范题8 2015 内江中考 如图所示是最新一款无人驾驶汽车原型图 汽车自动驾驶时使用雷达传感器 以及激光测距器来了解周围的交通状况 该款车以72km h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时 消耗汽油1 5l 假设燃油完全燃烧 汽油机的效率为30 那么 在这段运动过程中 求 1 该汽车发动机做的有用功是多少 2 该汽车的输出功率为多少 已知 汽油的密度为0 8 103kg m3 汽油的热值为4 5 107j kg 解题关键 解答本题应抓住以下关键 关键1 计算燃料完全燃烧放出热量的公式q放 mq 关键2 热机效率的计算公式 100 关键3 时间的计算公式t 关键4 功率的计算公式p 解析 1 由 得消耗汽油的质量m v 0 8 103kg m3 1 5 10 3m3 1 2kg汽油完全燃烧放出的热量q放 mq 1 2kg 4 5 107j kg 5 4 107j由 100 得汽油机的有用功w有 q放 30 5 4 107j 1 62 107j 2 由v 得汽车运动的时间汽车的输出功率p 4 05 104w答案 1 1 62 107j 2 4 05 104w 备选例题 2013 云南中考 物理兴趣小组的同学 用煤炉给10kg的水加热 同时他们绘制了如图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 解析 1 煤完全燃烧产生的热量q放 mq 2kg 3 107j kg 6 107j 2 6min内水所吸收的热量q吸 cm t2 t1 4 2 103j kg 10kg 60 2 52 106j 3 煤炉烧水时的热效率答案 1 6 107j 2 2 52 106j 3 4 2 主题探究物质的比热容 实验装置 如图所示 实验方法 控制变量法 实验关键 1 取质量 的水和煤油分别倒入两只相同的烧杯中 2 用温度计测出加热前两液体的温度t1并记录 3 用火焰 的酒精灯 或规格 的电加热器 分别对水 煤油加热 加热过程中提拉搅拌器搅拌 4 用秒表测量并计算两种液体温度从t1达到相同的温度t2所用的时间t 加热时间越长的液体 从热源吸收的热量 相等 相同 相同 越多 5 实验数据 6 实验结论 相同质量的不同物质 升高相同的温度 吸收的热量 不同 要点探究 1 为什么要使用火焰相同的酒精灯 或规格相同的电加热器 加热 两只相同的烧杯装液体 提示 火焰相同的酒精灯 或规格相同的电加热器 在相同时间内放出的热量相等 相同的烧杯导热性能 自身吸收的热量相同 能保证研究对象在相同时间内吸收相等的热量 2 怎样判断研究对象吸收热量的多少 提示 采用 转换法 当热源相同时 用加热时间反映物质吸收热量的多少 加热时间越长 物质吸收的热量越多 3 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后 比较温度的变化 温度变化小的其吸热能力强 使等质量的不同物质升高相同的温度后 比较吸收的热量 加热时间 吸收热量多的其吸热能力强 失分盲点 叙述结论时 一定要注意强调前提条件 即控制不变的量 1 对同种物质而言 在 质量相同 的条件下 表述 吸收的热量 与 升高温度 的关系 在 升高温度相同 的条件下 表述 吸收的热量 与 质量 的关系 2 对不同物质而言 在 质量相等 升高温度相等 的条件下 表述 吸收的热量 与 物质种类 的关系 在 质量相等 吸收热量相等 的条件下 表述 升高的温度 与 物质种类 的关系 示范案例 1 2014 泰州中考 如图所示是 探究不同物质吸热升温现象 的实验 将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中 并测出沙子和水的初温 然后用酒精灯加热并不断搅拌 每隔1min记录一次温度 实验记录如表 1 实验中 加热时间实质上反映了 2 根据实验数据 在图中画出沙子和水的温度随时间变化的图像 3 分析图像可知 对于质量相等的沙子和水 吸收相等热量 升温较快的是 若使两者升高相同的温度 则吸收的热量较多 通过大量类似实验 人们发现了物质的又一种物理属性 物理学将这种属性叫作 解析 本题考查物质比热容的探究实验 1 吸收热量的多少是看不见的 但可以通过加热时间的长短来反映 这是转换法 2 根据表格中的数据在坐标系中描点并连线 即可得沙子和水的温度随时间变化的图像 3 根据图像可知 吸收相等热量时 升温较快的是沙子 若使两者升高相同的温度 则水加热时间更长 说明水吸收的热量较多 不同的物质升高相同的温度时 吸收热量的多少是不相同的 物理学中用比热容来反映物质的这种属性 答案 1 吸收热量的多少 2 如图所示 3 沙子水比热容 2 2015 苏州中考 在 比较不同物质吸热升温情况 的实验中 1 小丽和小明用一套器材做加热水和煤油的实验 如图甲所示 在组装器材时应先调节 选填 a 或 b 的高度 调节它的高度是为了 2 组装好器材 他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油 分别加热相同的时间 比较水和煤油 得出结论 要完成该实验 除图甲所示器材外 还需要的一个测量工具是 3 在对实验进行反思时 他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点 因此改进方案并设计了图乙所示的装置 与原方案相比 该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是 答出一个即可 解析 本题考查探究比较不同物质吸热升温情况 1 组装实验仪器时 应根据酒精灯及其火焰的高度先固定图中的a部分 使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热 然后再固定图中的b部分 这样可以避免重复调整 2 在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油 分别加热相同的时间 使水和煤油吸收相等的热量 比较水和煤油升高的温度 得出结论 实验中需要测量水与煤油的加热时间 故还需要用 到的工具是秒表 3 由图乙所示实验可知 实验用同一烧杯用 水浴法 对水与煤油同时加热 使水和煤油受热均匀 不需要搅拌 同时该方案避免两次加热 用同一热源加热确保在相等时间内水和煤油吸收的热量相等 答案 1 a确保使用外焰加热 2 升高的温度秒表 或计时工具 3 用 水浴法 加热 受热均匀 不需要搅拌 原方案两次加热 酒精灯火焰不易控制完全相同 新方