中考科学 第21讲 能的形式与转化复习课件.ppt

第21讲能的形式与转化 分子运动论 1 物质是由微粒构成的 构成物质的微粒有 2 分子之间存在着 3 构成物质的分子在永不停息地做无规则运动 温度越高 分子运动越 4 扩散 分子运动是物质发生扩散的原因 分子之间存在着空隙为扩散提供了条件 扩散可以在气体 液体 固体中进行 且温度越高 扩散越快 5 分子间存在相互作用的 和 分子 原子 离子 空隙 剧烈 引力 斥力 例1 如图所示 两表面磨平的铅块紧密接触后可吊起台灯 这说明 a 分子间存在斥力b 分子间存在引力c 分子间存在间隙d 分子在不停地做无规则运动 解析 两块表面磨平的铅块紧密接触后可吊起台灯 说明两铅块之间存在着相互吸引力 而这种吸引力来自微观分子之间的引力 b 1 常见物质是由大量分子组成的 扩散现象是由于分子 形成的 一定量的水和酒精混合 总体积变小 是由于分子之间存在 固体和液体很难被压缩 是由于分子之间存在 2 我们经常在中央电视台的公益广告中看到 为了他人健康 请勿在公共场所吸烟 一个人在公共场所吸烟 不仅影响自己的身体健康 而且由于烟分子的 还会影响他人的健康 运动 空隙 斥力 永不停息的无规则运动 3 运用分子运动理论 可以对液体的蒸发现象作出合理的解释 由于液体表面的分子在做 所以在任何温度下蒸发现象都能发生 温度越高 分子的 从而蒸发越快 解析 从分子运动论的观点讲 构成物质的分子在不停地做无规则运动 温度反映了物质内部分子无规则运动的剧烈程度 温度越高 分子无规则运动越剧烈 无规则运动 无规则运动 热运动 越剧烈 内能 1 物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和叫做物体的内能 俗称 热能 任何物体都具有内能 物体温度 热运动越激烈 物体的内能也 2 物体在摩擦过程中 通过克服摩擦力做功 使物体的内能增加 3 改变内能的方法 做功 热传递 外界对物体做功 内能 物体对外做功 内能 电流通过电热器做功 电热器的内能 实质是 和 能之间的转化 越高 越大 增加 减少 增加 内能 其他形式 4 物体吸收热量 内能 放出热量 内能 实质是能量的 5 热量 q 在 中 传递的能量多少叫做热量 6 物体吸收热量的计算公式 q cm t to 增加 减少 转移 热传递 例2 如图所示的做法中 属于用做功的方法改变物体内能的是 a 压缩筒内空气 棉花燃烧起来b 金属汤勺放在热汤中 温度升高c 食品放入电冰箱 温度降低d 热水器放在太阳下照射 水温升高 a 解析 压缩空气时 有力作用在活塞上 同时活塞对筒内的气体有压力 并且在压力的方向上通过了一定的距离 因此活塞对气体做了功 结果棉花燃烧起来 是做功改变了物体的内能 汤勺放在热汤中 是热汤向汤勺传递了热量 食品放入电冰箱 是食品将热量传给电冰箱 热水器放在太阳下 是太阳将热量传给热水器 这三种都是热传递改变内能 4 大型载重汽车下坡时间较长时 为防止刹车片过热造成刹车失灵 要向刹车片和轮胎喷水降温 刹车片过热是通过 方式增加内能的 水喷到刹车片上时 看到热气腾腾 是利用水的 填一种物态变化名称 过程吸热 来降低刹车片的温度 解析 刹车片过热是通过做功方式增加内能的 水喷到刹车片上时 看到热气腾腾 是利用水的汽化过程吸热 来降低刹车片的温度 汽化 做功 5 辽宁舰 服役 圆了中国航母梦 如图为航母上简化的蒸汽弹射装置 能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度 气缸内蒸汽体积膨胀 对外做功 内能 同时推动活塞 使舰载机获得巨大的牵引力 减小 6 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 的冰没有内能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 c 比热 比热容 1 比热容是指单位质量的某种物质温度每升高或降低 吸收或放出的热量 2 比热容是物质的一种特性 不同物质的比热容 水是比热容较大的一种物质 3 质量相同的不同物质 在吸收相同的热量时 比热容大的物质温度升高的 4 物体吸收或放出的热量与 和 有关 物体质量越大 温度变化量越大 比热容越大 物体吸收或放出的热量 1 不同 慢 物体的质量 温度变化量 比热容 例3 关于比热容 下列说法正确的是 a 500ml水比200ml水的比热容大b 相同质量的酒精与汽油完全燃烧放出的热量不同 是因为它们的比热容不同c 质量相同的铁和铝 吸收相同的热量后 铝的温度升高较少 说明铝的比热容比铁大d 热水变凉后其比热容变小 解析 a 比热容是物质的一种特性 与质量无关 因此500ml水与200ml水的比热容大小相同 b 相同质量的酒精与汽油完全燃烧放出的热量不同 指的是它们的热值不同 而非比热容 c 质量相同的铁和铝 吸收相同的热量后 铝的温度升高较少 说明铝的比热容比铁大 所以c说法正确 d 热水变凉 其比热容是不会变的 c 7 下表是一些物质的比热容 j kg 根据表中数据 下列判断正确的是 a 物质的比热容与物质的状态无关b 100g水的比热容是50g水的比热容的两倍c 质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量 铜块温度变化较大d 寒冬季节 放在室外盛有水的水缸会破裂 主要是因为水的比热容较大 c 解析 a 水和冰是同一种物质 但比热容不同 说明比热容与物质的状态有关 此选项错误 b 比热容是物质本身的一种特性 同种物质状态一定时 比热容一定 与质量大小无关 此选项错误 c 质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量 由于铜的比热容较小 由公式 t q cm知 铜块温度变化较大 此选项正确 d 水结冰时 体积膨胀密度变小 所以冬天放在室外盛有水的水缸会破裂 与水的比热容大小无关 此选项错误 热值 化学能 化学反应中能量的转化 1 热值 1千克某种燃料完全燃烧放出的热量 用 q 表示 单位 j kg 2 化学反应中的能量变化 在化学反应中伴随能量的变化 主要表现形式为 化学反应中放出热量 即 反应 化学能转化为内能 或吸收热量 即 反应 内能转化为化学能 放热 吸热 3 常见的吸热 放热反应 1 常见吸热反应 大多数分解反应 大多数需要加热或高温条件下才能进行的反应 2 常见放热反应 燃烧 燃料将 转化为 中和反应 金属与酸的反应 一般的化合反应 生石灰与水反应会 热量 化学能 内能 放出 例4 如图所示四种情景中 能说明化学能转化为内能的是 a 植物的光合作用b 电灯发光c 木材燃烧d 电风扇吹风 c 解析 a 植物的光合作用 将光能转化为化学能 b 电灯消耗电能 大部分白炽灯会把消耗能量中的90 转化成无用的热能 只有少于10 的能量会成为光 c 木材燃烧放出大量的热 将化学能转化为内能 符合题意 d 电风扇消耗电能 使扇叶转动 将电能转化为机械能 8 某同学进行如下实验 探究化学反应中的能量变化 通过实验测出 反应前后 烧杯中的温度升高 烧杯中的温度降低 由此判断naoh溶液跟盐酸的反应是 填 吸热 或 放热 反应 ba oh 2 8h2o跟nh4cl的反应是 填 吸热 或 放热 反应 放热 吸热 解析 通过实验测出 反应前后 烧杯中的温度升高 烧杯中的温度降低 根据温度升高 反应放热 温度降低 反应吸热 所以naoh溶液跟盐酸的反应是放热反应 ba oh 2 8h2o跟nh4c1的反应是吸热反应 9 关于燃料的热值 下列说法正确的是 a 燃料的热值与燃料的燃烧情况有关b 容易燃烧的燃料的热值一定大c 煤的热值比干木柴的大 煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多d 0 5kg煤油和1 5kg煤油的热值一样大 解析 热值是燃料的一种性质 与质量无关 所以0 5kg煤油和1 5kg煤油的热值一样大 d 热机 1 汽油机的一个工作循环共有 四个冲程 其中 冲程是燃料对外做功的过程 2 在汽油机的压缩冲程中 能转化为 能 在做功冲程中 内 能转化为 能 3 在汽油机的一个工作循环中 活塞往复运动 次 曲轴转动2周 对外做功 次 4 用来做 的那部分能量与 放出的能量之比叫做热机效率 吸气 压缩 做功 排气 做功 机械 内 机械 2 1 有用功 燃料完全燃烧 例5 如图所示是四冲程汽油机的两个冲程 甲图显示的是汽油机的 冲程 乙图中是 能转化为 能 解析 由图甲可知 进气门 排气门关闭 活塞上行 所以是压缩冲程 乙图中进气门 排气门关闭 活塞下行 所以是做功冲程 在该冲程中将燃气的内能转化为活塞的机械能 压缩 内 机械 10 莲莲家的汽车尾部上标有 2 0t 的字样 其中 t 就是 涡轮增压 是利用高温 高压的废气去冲击 废气涡轮 高速旋转 来带动同轴的 进气涡轮 也高速旋转 从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压 使汽油燃烧更充分 燃气压强更大 同时也减少了废气中的有害物质 达到提高发动机效率和减少废气污染的目的 这辆汽车的最低油耗可达0 2kg kw h 已知汽油的热值为4 6 107j kg 温馨提示 最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量 0 2kg kw h 表示获得1kw h能量消耗0 2kg汽油 求 1 0 2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少 2 该汽车发动机的效率最高可达多少 结果保留整数 核能的利用 1 获得核能的途径 和 2 重核裂变 较大的原子核在 轰击下分裂成2个 并释放出 的过程 3 轻核聚变 在超高温温度下 2个质量 的原子核结合成质量较大的新核 同时释放出能量的过程 裂变 聚变 中子 质量 新原子核 能量 较小 4 原子核的 和 都会产生一些放射性物质 这些物质的原子核内部会向外辐射出肉眼看不见的 能量很高的射线 如 射线 射线 x射线 射线等 5 核能的和平利用 核电站 1 工程流程 利用原子核裂变时产生的大量热量 使水变成蒸汽 推动汽轮机运转 再带动发电机发电 2 核电站中发生的能量转化 聚变 裂变 核能 内能 机械能 电能 例6 如图为核电站的结构图 以下说法错误的是 d a 在反应堆中核燃料发生核裂变b 核反应堆中发生的链式反应是可以控制的c 蒸汽机驱动涡轮机旋转时 内能转化为机械能d 涡轮机带动发电机发电时 电能转化为机械能 解析 a 核反应堆主要是通过核裂变反应来利用核能的 b 核反应堆中的核裂变属于链式反应 是可以控制的 c 蒸汽机驱动涡轮机旋转时 消耗蒸汽的内能 产生机械能 使将内能转化为机械能 d 涡轮机带动发电机发电时 消耗机械能 产生电能 是将机械能转化为电能 11 目前核能已经被广泛利用 核电站工作时利用 填 核裂变 或 核聚变 反应释放出大量的核能 再通过发电机转化为 能 12 核电站利用核能发电 它的核心设备是核反应堆 下列说法错误的是 a 目前核电站都是通过聚变反应来利用核能b 核反应堆中发生的链式反应时可以控制的c 原子核分裂或聚合时释放出核能d 核能是一种不可再生的能源 核裂变 电 a 能的转化和守恒定律 1 能量的转化和守恒定律 能量既不会 也不会凭空产生 它只会从 转化为 或从 转移到 而能的总量 它是自然界最普遍 最重要的基本定律之一 是人们认识自然和改造自然的重要科学依据 凭空消灭 一种形式 另一种形式 一个物体 另一个物体 保持不变 2 永动机 违背了 定律 所以不可能成功 3 能量转化和转移具有一定的 例如煤炭可以通过燃烧将 转化成 但不可能将内能自发地转化成化学能储藏起来 又如内能自发的转移的方向是从 物体到 物体 不能相反 能量的转化和守恒 方向性 化学能 内能 高温 低温 例7 各种形式的能量都不是孤立的 它们可以在一定条件下发生转化 且能量的转化是有方向的 下面几幅图按能量转化的顺序 排列正确的是 a b c d c 解析 各种形式的能量都不是孤立的 它们可以在一定条件下发生转化 且能量的转化是有方向的 地球上所有能量直接或间接来自于太阳能 所以上图能量的转化顺序为 太阳 树林 燃煤电厂 空调 例8 能量守恒定律 能量既不会凭空消灭 也不会凭空产生 它只会从一种形式 为其他形式 或者从一个物体 到其他物体 在这些变化过程中 能量的总量保持不变 能源是人类社会生存和发展的重要物质 你熟悉的能源中 属于可再生能源 属于不可再生能源 各举一例 解析 转移是从一个地方移到另外一个地方 转化是一样东西变成另外一样东西 转移的东西 还是原来的 转化 转移 太阳能 石油 本质未变 转化的东西变成了别的东西 本质变了 能量守恒定律 能量既不会凭空消灭 也不会凭空产生 它只会从一种形式转化为另一种形式 或者从一个物体转移到另一个物体上 在转移和转化过程中 能的总量保持不变 煤和石油是动植物体经过亿万年的时间形成的 是不可再生能源 天然气是在开采石油的同时得到的 也是不可再生能源 太阳能可以源源不断地得到 是可再生能源 例9 核电池是一种通过换能器将核能最终转化成 能的装置 具有体积小 质量轻 寿命长等特点 请列举一个将来有可能利用核电池供电的产品 解析 核电池是一种通过换能器将核能最终转化成电能的装置 所有用电器都可以用核电池供电 比如电动车 电动车 电 13 根据能量守恒定律 以下情形可能发生的是 a 出膛的子弹射穿木板 以更快的速度继续前进b 电水壶里的水沸腾了 给该电水壶断电 水的沸腾却永远不会停止c 两个斜面相对接 小球从左斜面滚下后 继续冲上右斜面d 孤岛上被人们遗忘的一只机械表 默默地走了几十年 c 14 如图所示为太阳能飞机 它的动力装置由太阳能电池板 电动机等组成 机翼上的太阳能电池板面积较大是为了获得更多的 能 并将其转化为 能 使电动机带动螺旋桨转动 电动机的能量转化是 能转化成 能 太阳 电 电 机械 1 如图所示 小明同学嗅到瓶中醋的气味 这是因为 a 分子在永不停息地运动b 分子间有间隙c 分子间存在斥力d 分子间存在引力 解析 由于分子在永不停息地运动 因此分子运动到小明的鼻子中 小明闻到瓶中醋的气味 a 2 关于温度 内能和热量 下列说法正确的是 a 物体内能减少时 一定对外做功b 物体内能增加时 温度不一定升高c 汽油机的做功冲程把机械能转化为内能d 温度高的物体含有的热量比温度低的物体多 解析 a 物体内能减少时 可能放出了热量 也可能对外做了功 故a错误 b 物体内能增加时 温度可能不变 如冰熔化 吸热内能增加 但温度不变 故b正确 c 汽油机的做功冲程将内能转化为机械能 故c错误 d 由于热量是个过程量 所以不能说物体含有多少热量 故d错误 b 3 人类对核能的开发和利用不断取得新的进展 根据目前的科研水平 你认为以下关于原子弹和核电站的说法正确的是 a 核电站能控制裂变的反应速度b 原子弹对聚变的链式反应不加控制c 原子弹利用核裂变 核电站利用核聚变d 原子弹利用核聚变 核电站利用核裂变 解析 原子弹与核电站都是利用了重核的裂变 但原子弹是让核能瞬间释放 不加以控制 而核电站通过吸收中子而控制反应速度 从而使能量缓慢释放 a 4 木工师傅做家具时 来回拉动锯条锯木头 锯条温度将升高 该过程主要通过 a 热传递使锯条的内能增加b 做功使锯条的内能增加c 热传递使锯条的内能减少d 做功使锯条的内能减少 解析 用锯条锯木头 要克服摩擦做功 消耗机械能转化为内能 使木头的内能增加 温度升高 这是通过做功的方式使锯条内能改变的 b 5 目前 低碳 绿色 等词语逐渐成为人们日常生活中谈论的热门话题 各级政府对此高度重视 并采取了一系列措施 下列措施不符合 低碳 绿色 要求的是 a 大力发展风力发电b 倡导多乘公交车 少开私家车c 大力发展火力发电d 加大对污染企业的减排监管力度 解析 火力发电以煤为能源 大量煤的燃烧会产生大量的二氧化碳气体和二氧化硫气体 污染环境 并不 绿色 低碳 c 6 下列事例中 能表示能量转化或转移具有 方向性 的事例是 a 电能可以转化为机械能 机械能也可以转化为电能b 热量可以自发地从高温物体传递给低温物体 但却不能自发地从低温物体传递到高温物体c 动能可以和重力势能相互转化d 电能可以转化为内能 内能也可以部分地转化为电能 解析 热量可以自发地从高温物体传递给低温物体 但却不能自发地从低温物体传递到高温物体 说明能量转移具有方向性 b 7 在烈日当空的海边玩耍 海滩上的沙子热得烫脚 而海水却凉凉的 主要是因为 a 海水的密度大b 海水的比热容大c 沙子的密度大d 沙子的比热容大 解析 海水比沙子的比热容大 因此 相同质量的海水和沙子 在吸收相同的热量时 沙子温度高 海水温度低 b 8 下列关于 热机 的说法中 正确的是 a 通过技术改进 热机效率可达100 b 做功冲程将机械能转化为内能c 热机常用水做冷却剂 是因为水的沸点高d 火箭发动机属于热机 解析 机械工作过程中 不可避免的存在摩擦 热量的损失等情况 因此热机效率不可能达到100 做功冲程将内能转化为机械能 热机常用水做冷却剂 是因为水的比热容大 火箭发动机是利用燃料燃烧释放的热能转化为火箭上升的机械能 因此火箭属于热机 d 9 以下关于核电站工作情况的说法正确的是 a 核反应堆将核能转化为电能b 蒸汽轮机将内能转化为电能c 发电机将机械能转化为电能d 各种用电器只能将电能转化为内能 解析 核电站发电过程 核能先转化为内能 水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气 水蒸气会推动蒸汽轮机转动 将内能转化为机械能 蒸汽机又带动发电机转动 最后发电机将机械能转化为电能 用电器将电能转化为内能 机械能等我们需要的各种能量 c 10 四冲程汽油机的工作示意图如下 其中使汽车获得动力的冲程是 解析 汽油机只有做功冲程才能对外做功 此时两气门都关闭 活塞下行 汽缸容积变大 c 11 目前 科学家提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系 如图 下列说法错误的是 a 燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能b 该氢能源的循环体系能够实现太阳能转化为电能c 在此循环中发生了反应 2h2o2h2 o2 d 目前急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂 c 12 如图所示 在大口厚玻璃瓶内装入少量的水 并滴入几滴酒精 塞紧塞子后 用气筒往瓶内打气 当塞子跳出时 看到瓶口有白雾出现 下列关于该实验的分析错误的是 a 往瓶内打气时 外界对瓶内气体做功b 往瓶内打气时 瓶内气体内能变小c 瓶塞跳出时 瓶内气体温度降低d 瓶塞跳出时