10能及其转化（二）

1 能及其转化 二 第一步 知识梳理 一 分子动理论的基本观点一 分子动理论的基本观点 1 物质是由大量分子组成的 2 一切物质的分子都在永不停息地做无规则的运动 3 分子之间存在相互作用的引力和斥力 二 扩散二 扩散 1 定义 不同物质相互接触时 彼此进入对方的现象叫做扩散 2 气体 液体 固体之间都可以发生扩散现象 在相同条件下 气体扩散最快 液体扩散 较快 固体扩散最慢 3 扩散快慢与温度有关 温度越高 扩散越快 4 扩散现表明 一切物质的分子都在永不停息地做无规则的运动 分子之间存在间隙 5 热运动 分子的无规则运动叫做分子的热运动 三 内能三 内能 分子动能 分子由于运动而具有的能叫做分子动能 分子势能 分子由于它们之间存在着相互作用力而具有的能叫做分子势能 内能 物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能 一切物体在任何情况下都具有内能 物体内能的多少跟物体的温度 物质的量和物体的体积有关 四 改变物体内能的方式四 改变物体内能的方式 热传递可以改变物体的内能 热传递的条件 物体之间存在着温度差 热传递的方向 能量从高温物体传递到低温物体 做功可以改变物体的内能 做功和热传递在改变物体的内能上是等效的 热传递改变物体内能的实质是内能的转移 做功改变物体内能的实质是内能与其它形 式能的相互转化 热岛效应 温室效应 五 比热容五 比热容 定义 单位质量的某种物质温度升高 或降低 吸收 或放出 的热量 叫做这 种物质的比热容 单位 比热容是物质的特性之一 比热容由物质的种类决定 同种物质比热容相同 不同种 物质比热容一般不相同 比热容的大小与物体的质量 温度 和吸收热量的多少等因素无 关 六 热量六 热量 在热传递过程中 物体内能变化的多少叫做热量 物体吸热升温时 吸 物体放热降温时 放 七 热机七 热机 定义 将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能的机器 统称为热机 内燃机 让燃料在气缸内部燃烧 生成高温高压燃气 推动活塞做功的机器叫做内燃机 冲程 活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程 2 一个工作循环由吸气 压缩 做功 排气四个冲程组成 一个工作循环 曲轴转动两周 活塞往复两次 完成四个冲程 对外做一次功 在压缩冲程中 机械能转化为内能 在做功冲程中 内能转化为机械能 汽油机和柴油机的区别 汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物 柴油机吸入气缸的是空气 汽油机气缸顶部是火花塞 柴油机气缸顶部是喷油嘴 汽油机的点火方式是点燃式 柴油机的点火方式是压燃式 八 燃料的热值八 燃料的热值 定义 某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值 燃料的热值是燃料本身的一种热学属性 3 单位 J kg 4 燃料燃烧时释放热量的计算公式 Q qm 5 影响燃料利用率的两个因素 一是燃料很难完全燃烧 二是燃料燃烧放出的热量散失较 多 只有一部分热量被有效利用 炉子的效率 炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比 叫做炉子的效率 提高燃料利用率和炉子效率的方法 把固体燃料磨成粉 用空气吹进炉膛燃烧 加大受热面积 减少烟气带走的热量 采用城市集中供热 九 热机的效率九 热机的效率 定义 用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧放出的能量之比 叫做热机的效率 公式 总 有 Q Q 热机的效率总小于 热机效率是热机性能好坏的一个重要标志 它反映了热机中内能的利用程度 汽油机 的效率为 柴油机的效率为 提高热机效率的主要途径 使燃料尽可能完全燃烧 尽量减少各种热损耗 在 热机的制造上 采用先进的技术 减少各部件间的摩擦以减少克服摩擦做功而消耗的能 量 汽油机主要用于汽车 飞机 摩托车等 柴油机主要用于载重汽车 火车 轮船等 十 火箭十 火箭 火箭是热机的一种 工作时燃料的化学能最终转化为火箭的机械能 火箭的工作过程 燃料和氧化剂在燃烧室内燃烧 产生高温燃气 燃气通过喷管向后 高速喷出 对火箭产生推力 发射出去 火箭用的燃料有液体和固体两种 分别叫做液体火箭和固体火箭 目前大多数空间运 载火箭都是液体火箭 十一 环境保护十一 环境保护 燃料的利用 使人类获得了大量的内能 同时也造成环境污染 如废气污染 噪声污 染等 环境保护 改进燃烧设备 采取集中供热 提高燃烧效率 减少有害气体的排放量 采用污染小的气体燃料 加装消烟除尘装置等 3 第二步 经典例题讲解经典例题讲解 例例 1 1 打碎的玻璃对在一起不能 破镜重圆 其原因是 A 分子间的作用力因玻璃打碎而消失 B 玻璃表面光滑 C 玻璃的分子间只有斥力没有引力 D 玻璃片间的距离太大 分子间的相互吸引十分微弱 点评 一般固体断裂后再对到一起 之间的距离很难达到分子间产生的引力的范围 例例 2 2 单缸内燃机飞轮转速为 3000r min 每秒钟燃气推动活塞做功的次数为多少次 例例 3 3 质量和初温度都相同的铜块和铁块吸收相同的热量后相接触 A 内能由铜块传给铁块 B 内能由铁块传给铜块 C 铜块和铁块之间不发生热传递 D 无法确定铜块和铁块之间热传递的方向 例例 4 4 关于热机的效率 下列说法正确的是 A 热机做的有用功越多 效率一定越高 B 热机消耗的燃料越少 效率一定越高 C 热机做一定的有用功 消耗的燃料越少 效率一定越高 D 热机做功越快 效率一定越高 例例 5 5 500g 木炭完全燃烧放出的热量的 1 4 被 10kg 温度是 20 的水吸收 可使水的温度 升高到多少摄氏度 q 3 4 107J 例例 6 6 关于内能 温度和热量的下列说法中 正确的是 A 高温物体具有的一定比低温物体具有的内能多 B 物体的温度越高 含有的热量越多 C 在内能转移的过程中 越多有热传递发生 D 物体的内能增加 一定是对物体做了功 例例 7 7 给一定质量的水加热 其温度与时间的关系如图中 a 图线所示 若其他条件不变 仅将水的质量增加 则温度与时间的关系图线正确的是 A a B b C c D d 4 例例 8 8 小明学习了热学的有关知识后 知道水的比热是 4 2 103J kg 他想估算一 下自己家每天烧水 做饭需要的热量 于是小明仔细记录了他家每天烧水 煮饭 炒菜需 要的时间 并把它折算成烧水时间 相当于每天将 30kg 20 的水烧开 1 小明家每天烧水做饭需要多少热量 2 如果普通煤的燃烧值为 3 107J kg 从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克煤 3 小明家实际平均每天需要烧 4 块蜂窝煤 按每块蜂窝煤含煤 0 5kg 算 他家每天实际 用煤 2kg 由此小明计算出他家煤炉的效率只有 16 5 你认为小明家煤炉效率低的原因 是什么 4 从大的方面讲 家用煤炉除了热效率低浪费能源的缺点外 另一个主要缺点是什么 第三步 过关训练 1 下列解释正确的是 B A 用冰袋给高烧病人降温 B 雪人没有熔化却变小 是因为冰熔化放热 是雪升华了 C 刚从水中出来的人感觉特别冷 D 天冷时呼出的 白气 是因为水蒸发放热 是水蒸气凝华形成的 2 在卫生间里洗过热水澡后 室内的玻璃镜面变得模糊不清 过了一段时间 镜面又变 得清晰起来 镜面上发生的这两种现象的物态变化是 A A 先液化 后汽化 B 先汽化 后液化 C 只有液化 D 只有汽化 3 某同学用 支示数为 37 8 的体温计直接测量自己的体温 忘了将水银甩回玻璃泡 则下列说法正确的是 A A 如果他发低烧时 测量结果一定高于 37 8 B 如果他发低烧时 测量结果一定等于 37 8 C 如果他体温正常时 测量结果一定等于 37 8 D 如果他体温正常时 测量结果一定低于 37 8 4 夏天我们吃冰棍时 撕下冰棍包装纸 会发现冰棍冒 白气 如图所示 这是由于冰棍 周围空气中水蒸气遇冷发生 液化 而形成的现象 根据你的观察 冰棍冒出的 白 气 是向 下 的 选填 上 或 下 5 5 小明做 比较牛奶和豆浆的吸热本领 的实验 他在两个相同的试管中分别装入质量相 等 初温相同的牛奶和豆浆 将两支相同的温度计分别插入试管内 然后放入如图所示的 容器中 1 观察温度计的示数 测出牛奶 豆浆的初温 2 把 80 左右的热水倒入容器里 使牛奶和豆浆在相同条件下 吸热 经过相同的时间 记录它们的温度值 在以上实验中 控制牛奶和豆浆的初温相同 质量 相同 加 吸 热时间 相同即吸收的热量相同 比较它们升高的温度 判断谁的吸热本领大 6 中国地热城一咸阳 蕴藏着丰富的地热资源 在 300 平方公里范围内 地热能储量为 4 95 1010m3 折合标准煤 7 2 1011kg 井口水温多为 80 100 最高达 120 目前 开发的井均为自喷井 自喷高度可达 120 m 井均出水 300 m3 h 医疗热矿水浓度标准各 项指标在全国名列前茅 阅读上述材料 解答下列问题 1 地热水从井口喷出时的最大压强为 1 2 106 Pa 则井口 0 03 m2的面积上受到 的压力为多大 2 若地热能全部被开发 能放出多少焦耳的热量 标准煤热值取 3 0 107J kg 3 请你就开发利用地热资源提出一条合理化建议 解 1 由得 2 能放出的热量 注 对公式不作要求 3 合理化建议 利用地热发电 利用地热取暖 利用地热开发温泉保健 热带鱼养殖 注 凡提建议合理均可得分 7 炎热的盛夏 人站在水中时感觉凉爽 而当人赤脚走在沙土上时却感到烫脚 这主要是 因为水和沙具有不同的 C A 热量 B 内能 C 比热容 D 密度 6 8 下列现象中 能说明分子永不停息地运动的是 D D A 水与酒精混合后体积会变小 B 两块表面光滑的铅块压紧后会黏在一起 C 空气比冰块更容易压缩 D 在餐厅门口就能闻到美味佳肴的香气 9 9 下列事例中 属于做功改变物体内能的是 C A 在火上点燃火柴头 使火柴头温度升高 B 冬天人们围着火炉烤火身体感觉暖和 C 两手互相摩擦 手感觉暖和 D 在阳光照射下 水盆里的水温度升高 10 炮弹里火药燃烧产生的高温高压气体炸开弹壳后温度降低 是用 的方法减少了 气体的内能 食物放进冰箱后温度降低 是用 的方法减少了食物的内能 做功 热 传递 11 如图甲是用水来冷却热牛奶的示意图 图乙是记录牛奶 水的温度随时间变化的图像 图中表示热奶温度随时间变化的曲线应是 填写 I 或 图中 A 点的物理意义是 若水的质量为 1 5kg 在这个过程中 水吸收的热量是 曲线 牛奶和水混合温度 混 合温度是 18 5 04 104J 12 一辆轿车在平直的高速公路上匀速行 驶 1 8km 轿车上的速度表如图所示 在此过程中 1 轿车速度为多少 km h 合多少 m s 2 若轿车行驶过程中发动机的功率为 40kW 则该车行驶中所受阻力多大 3 这段过程中轿车消耗汽油 0 25kg 其发动机的效率多大 q汽油 4 6 107J kg 解解 轿车的速度为 90km h s