物理(沪科版)第十三章-内能与热机复习完整ppt课件

内能与热机,燃料的热值,内能,比热容,内燃机,热机效率,例题与练习,内能,定义,内能大小的因素：,单位,改变内能的途径,做功,热传递,热量（Q）,温度、内能和热量三者的联系：,内能与机械能的区别,对物体做功,物体对外做功,实质,形式,条件,方向,实质,特点,等效的,.,内能,定义,内能大小的因素：,单位,改变内能的途径,做功,热传递,热量（Q）,温度、内能和热量三者的联系：,内能与机械能的区别,对物体做功,物体对外做功,实质,形式,条件,方向,实质,特点,等效的,1、定义：物体内所有分子由于热运动而具有的_和分子之间的_的总和叫做物体的内能。2、影响内能大小的因素：物体的_、状态、质量、体积和物质的种类。物体分子热运动的剧烈程度与温度有关。同一物体温度越高时内能越_。温度高的物体内能一定大（）。物体内能越大，温度一定越高（）3、内能的单位：焦耳（J）所有能量的单位与功单位都是相同的,一、内能,分子动能,分子势能,温度,大,4、改变内能的两种途径：_和_.两种途径在改变物体内能上是等效的。（1）做功：1）对物体做功，物体内能会，把能转化为能。如：压缩气体做功；摩擦生热，克服摩擦做功等。2）物体对外做功，物体内能会，能转化为能。常会伴有白烟生成。3）做功改变内能实质是：（2）热传递：能量（内能）从高温的物体向低温物体传递的过程。条件：_。形式：_、_、_实质是：_。方向：物体将向物体传递,直至物体相同(称为热平衡).特点：高温物体的内能传递给低温物体，高温物体内能，温度，_热量；低温物体内能，温度，热量。,做功,热传递,增大,机械,内,减小,内,机械,温度差,热辐射,热传导,对流,内能（能量）的转移,内能,高温,低温,温度,减少,降低,放出,增加,升高,吸收,内能与其他形式的能间的相互转化（能量的转化）。,一、内能,你对做功和热传递在改变内能上是等效的，怎样理解？,一个物体内能增大可以是：对物体做功，也可以是吸收热量。一个物体内能减少可以是：物体对外做功，也可以是物体放出热量。,一、内能,5、热量（Q）：物体通过热传递方式所改变的内能叫做热量。单位是焦耳（J）。热量是过程量，不能说有、含有、具有等，只能说：吸收或放出6、温度、内能和热量三者的联系：（1）物体温度升高，内能_，_吸收热量或做功.（其它影响因素相同时，温度高内能大）（做功和热传递改变物体内能等效的）（2）物体内能增大，温度_升高,_吸收热量或做功.（晶体熔化和液体沸腾时内能增大但温度不变）（做功和热传递改变内能等效的）(3)物体吸收热量,内能_,温度_升高.（热传递是改变物体内能方式之一）（温度不是影响内能的唯一因素，如晶体熔化和液体沸腾（状态改变）。,增大,可能,不一定,可能,一定增大,不一定,一、内能,内能与机械能的区别,相同点：都是能量的一种形式不同点：（1）一切物体都有内能，内能不可能为0；机械能可以为0。（2）内能：物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和机械能：物体动能和物体势能的统称（3）内能与物体内部分子的热运动和相互作用有关机械能与整个物体的机械运动有关,一、内能,.,比热容,定义,单位,物理意义,物质特性,热量的计算,实验探究,水比热容较大的应用,1、烧开一壶水比烧开半壶水需加热时间长,实验探究,结论：,相同物质，不同质量，升高相同温度，吸收的热量不同。,2、烧开一壶水比烧温一壶水需加热时间长,结论：,相同质量同种物质，升高的温度不同，吸收的热量不同。,（控制变量法）,思考：,怎样判断物体吸收热量的多少？,相同加热器加热时间的长短，长则吸收热量多，短则吸收热量少。,（一）、实验探究,二、比热容：,二、比热容：,3、实验探究：物体吸收热量与物质种类的关系,器材：烧杯、电源、导线、两相同的电加热器、两温度计、水、煤油还需,钟表和天平。,记录：,课本表格,初温、时间和对应的温度,物理方法：,控制变量法,方法一：,控制质量和温度变化量相同，让物质不同，比较吸收的热量多少（加热时间长短）。,结论：,相同质量不同物质，升高相同温度，吸收的热量不同,方法二：,控制质量和吸收的热量（加热时间长短）相同，让物质不同，比较升高的温度（温度变化量）。,结论：,相同质量不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同,（一）、实验探究,在不计热损失时，在通电时间相同时，控制Q吸相同。如果某同学把结论写成：在m和t相同时，不同物质升高相同温度，加热时间不同。你认为正确吗？错误的，应把“加热时间”改为：“吸收热量”,二、比热容：,思考：本实验中，为什么要用两个相同的电加热器？,O,思考:在实验中,某同学绘成的图像如图,则比热容大。,分析：在沸点前取一相同时间（表明吸相同），读取tBt。据mt可知,提示：同样吸热或放热及质量相同时，也可用C大的t小来判断,（一）、实验探究,二、比热容：,1、定义：单位质量的物质温度升高（降低）1所吸收（放出）的热量为该物质的比热容，符号“c”。思考:“1Kg的物质在1时吸收的热量叫这种物质的比热容”说法正确吗?不正确,在1为状态量,升高（降低）1是过程量.2、单位：_.3、物理意义：水的比热容C水=_,物理意义:_,J/(Kg),4.2103J/(Kg),1Kg的水温度升高(降低)1时吸收(放出)的热量是4.2103J,判断:,1、1Kg的水温度在1时吸收(放出)的热量是4.2103J,2、1Kg的水温度升高(降低)1时吸收(放出)的热量是4.2103J/(Kg),错误，没有区分过程量和状态量。,错误，热量的单位应是J而不是J/(Kg),（二）、定义、单位、物理意义,4、比热容是物质本身的特性,只跟物质种类和状态有关.比热容表示物质的哪种特性？质量和升高温度相同时，不同种物质吸收的热量不同（吸热的本领）。每种物质都有自己的比热容。不同种物质一般不同（水和煤油比热容不同），同种物质与状态有关（冰与水是同种物质，但状态不同比热容不同）思考：还有哪些物理量能表示物质的某种特性？比热容C：表示体积相同时不同物质质量一般不同，只与种类和状态有关。表示燃料的化学特性，只与燃料的化学成分（种类）有关匀速直线运动的特点，与路程和时间无关,二、比热容：,密度：,热值q：,速度v：,（三）、物质特性,特别注意：,比热容C、热值q、密度都不能据定义式说成与分子成正比，与分母成反比。（密闭气体除外）,二、比热容：,提示：,它们的图像也一定要掌握，望课后自己总结,思考：有哪些物理量表示物体的属性或相关知识？,质量：表示物体的属性，与形状、状态和位置的改变无关。,惯性：一切物体都有惯性，大小与质量有关,内能：一切物体都有内能。,（三）、物质特性,在同样吸热或放热时，比热容（c）大的温度变化小,（四）、水比热容较大的应用,为什么？,据t=Q/cm可知，在Q和m一定时,c大则t小。,1、人们为什么用冷水冷却发动机？,在m和t相同时，据Q吸=cmt可知，水的c大能吸收更多的热量,2、人们为什么用热水取暖？,在m和t相同时，据Q放=cmt可知，水的c大能放出更多的热量,3、沙漠地区昼夜温差大，而沿海地区昼夜温差不大的原因？,沙漠多沙石少水分，沿海地区水分多，而水的比热容（c）比较大。在白天，在太阳同样照射时，据t=Q吸/cm可知，在Q吸和m相同时t小，升高的温度小。在夜间放出热量，据t=Q放/cm可知，在Q吸和m相同时t小，升高的温度小。因此，沿海地区昼夜温差小。,二、比热容：,（四）、水比热容较大的应用,早春时节，气温较低，应提高秧苗的温度使秧苗生长的快。早上放水，当白天太阳照射时吸收热量，利用少水分，c较小，据t=Q吸/cm可知，在在Q吸和m相同时t大，升高的温度高。傍晚充水，当夜间放出热量时，利用水的c大，据t=Q放/cm可知，在在Q吸和m相同时t小，降低的温度少，温度高。,4、在早春时节，播育秧苗时，早上需水，傍晚时需水，为什么？,放,充,二、比热容：,1、Q=Cmtt升=t2-t1t降=t1-t2,（五）、热量的计算,升高（了）或上升（了）,t,升高到或上升到或加热到,t2,3、t=Q/cm,降低（了）或下降（了）,降低到或下降到,t,t2,1、c=Q/mt,可据此式求比热容和鉴别物质,注意：不能据此式说：c与Q成正比，与mt成反比。因c是物质的特性，只与种类和状态有关。,变形式：,2、m=Q/ct,4、t1=,5、t2=,求t和t2时需注意沸点和熔点,求t1和t2时建议先求t后再求t1和t2,二、比热容：,二、比热容：,（五）、热量的计算,2、不计热损失时：Q吸=Q放,3、存在热效率时：=Q吸/Q放100,联系：,八年级中的机械效率：=W有/W总100,炉子、热机效率：=W有/Q放100=Q吸/Q放100,强调：,Q吸=cmt=cm（t2-t1）,Q放=,cmt=cm（t1-t2）物体热传递放热,mq或vq（燃料燃烧放热）,变形式:,Q吸=Q放,Q放=Q吸/,三、内燃机,内燃机,能量转化：,燃料燃烧（转化为）释放的_转化为_,汽油机,柴油机,汽油机与柴油机的区别,化学能,内能,内能,机械能,应用,.,三、内燃机,内燃机,能量转化：,汽油机,柴油机,汽油机与柴油机的区别,应用,2、汽油机,（1）构造：气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴连杆、飞轮、火花塞。（2）工作过程：四个冲程吸气冲程：（吸入_的混合气体）；压缩冲程:（压缩缸内混合气体，内能_,温度_,压强增大,把_转化为_）；做功冲程:（压缩冲程末,气缸顶部的火花塞发出电火花,点燃缸内气体爆发性燃烧,产生高温高压的燃气推动活塞做功,把_转化为_）；排气冲程:（排出废气）。（3）点火方式：_.,三、内燃机,汽油和空气,增大,升高,机械能,内能,内能,机械能,点燃式,（1）构造：气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴连杆、飞轮、喷油嘴。（2）工作过程：四个冲程吸气冲程:（只吸入_）；压缩冲程:（压缩缸内气体，内能增大,温度升高,压强增大,把_能转化为_能）；做功冲程:（压缩冲程末,气缸顶部的喷油嘴喷出雾状柴油,压燃式点火,产生高温高压的燃气推动活塞做功,把_转化为_）；排气冲程:（排出废气）。（3）、点火方式:_.,3、柴油机,空气,机械,内,内能,机械能,压燃式,三、内燃机,4、应用,应用：,汽油机：,多用在小汽车、摩托车、低速飞机及轻巧的机械上,柴油机：,载重汽车、火车、轮船、拖拉机、坦克等,内燃机优点：,运转速度快，重量轻，功率大,内燃机缺点：,排出高温废气，携带有毒、有害物质，污染环境。,三、内燃机,1、汽油机与柴油机都是_，都是_转化为_的热机。2、喷油嘴和火花塞工作时刻都是在3、四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，_个冲程，活塞往复运动_次，曲轴连杆转_周，飞轮转_周，只有_冲程对外做功_次,其它三个冲程靠_完成。有能量转化的冲程是_和_。,5、汽油机与柴油机的区别,相同点,内燃机,机械能,压缩冲程末。,四,两,两,两,做功,一,惯性,压缩冲程,做功冲程,不同点,结构：,吸入气体：,汽油机,柴油机,火花塞,喷油嘴,空气和汽油,空气,压缩冲程末压强：,点火方式：,使用范围：,点燃式,压燃式,压强非常大,压强大,轻巧机械,载重车等,效率:,稍为高些,很低,内能,三、内燃机,四、燃料的热值,1、定义：_某种燃料_燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值.2、单位：_或_。3、热值是燃料本身的一种特性。（1）热值表示燃料的什么特性：（2）与_有关.与是否完全燃烧及燃料的质量_关。（3）据q=得：q与Q放成正比，与m成反比。（4）联系其它特性：4、燃料燃烧放出热量的公式：Q放=_（固液）或Q放=_（气）;变形式:m=;q=5、物理意义：如q焦炭=3.0107J/Kg表示：,燃料种类,无,不同燃料质量相同时完全燃烧放出的热量不同。,错误,mq,Vq,1Kg,完全,J/Kg,J/3,1Kg的焦炭完全燃烧放出的热量是3.0107J,五、热机效率,1、热机燃料燃烧释放能量的主要走向：（1）燃料未完全燃烧；（2）克服摩擦消耗的能量；（3）废气带走的能量；（4）机械传热损失能量；（5）对外做有用功的能量。2、定义：热机转变为有用功的能量（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率。（热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率始终小于1）3、效率的计算式：=变形式:Q有用=_;Q放=_.4、提高热机效率的途径：减少热机工作中的各种能量损失。（1）使燃料充分燃烧；（2）减少机械摩擦损失；（3）减少机械散热和废气带走热量。5、热机工作的污染：废气（二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物）；粉尘；噪声。,Q有用,Q放,Q放,100%,六例题与练习,1、下列属于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、金属汤匙放在热汤中，温度升高了C、食品放入电冰箱里，温度降低D、热水器放在太阳下照射，水温升高,A,2、王小聪同学的家住在新农村建设示范村里，他父亲年前拉回了一套液化石油气灶具。液化石油气热值为3.510Jkg，燃烧放出的热量只有60被水吸收。将质量为5kg，初温为20的水加热到100，水吸热多少J？需燃烧液化石油气多少g？,解：,Q吸=cm(t2-t1)=4.210J/(Kg.)5kg(100-20)=1.6810J,3,因所以,六例题与练习,1、关于温度、热量、内能，以下说法正确的是()A.物体的温度越高，所含的热量越多B.0的冰没有内能C.一个物体吸收热量时，温度不一定升高D.对物体做功，物体的温度一定升高2、“神舟七号”载人飞船完成各项任务后，在返回的过程中，返回舱进入大气层将通过一段黑障区，这一段时间飞船将“烧成”一个大火球，而飞船内的宇航员和设备则安然无恙，下列说法正确的是（）A飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦内能转化为机械能B飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦机械能转化为内能C飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的高温消毒措施D飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而放出了大量的热保护了飞船,C,B,六例题与练习,3、下列过程中，将内能转化为机械能的是（）A汽油机的压缩冲程B水蒸气顶起水壶盖的过程C小孩沿滑梯下滑的过程D流星在大气层中穿行的过程4、南极“万年冰”中含有很多压缩气泡，科考队员取一小块放入盛有酒的杯中，冰块会在酒面上飘来飘去。下面几种说法中错误的是（）冰块熔化，气泡破裂，使冰块飘来飘去B.冰块吸热，内能增加，使冰块飘来飘去C.冰块熔化，气泡破裂，气泡的内能减少D.冰块吸热，酒水放热，酒水的内能减少,B,机械能转化为内能,内能转化为机械能,机械能转化为内能,机械能转化为内能,内能转化为机械能,B,前半句正确但不是后面的原因,内能转化为机械能,冰熔化从酒水吸热,5、根据表中几种物质的比热容，判断下列说法中不正确的是（）A.制作体温计常用水银做介质，原因之一是水银的比热容小B.北方楼房中的暖气用水做介质，利用了水的比热容大的特性C.由于水比沙石的比热容大，所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大D.由于水比冰的比热容大，所以冷却食品时0的水比0的冰效果好,D,6、关于热机，下列说法错误的是（）A、热机性能好坏的重要标志之一是热机效率B、在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率C、柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大D、在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能7、甲、乙两种物质，质量之比为4:1，放出热量之比是3:1，则它们的比热之比和降低温度之比分别是下列四种情况，可能满足题设条件的是（）1:13:42:11:31:23:21:39:4ABCD,B,B,C甲t甲/C乙t乙=(Q甲/m甲)/(Q乙/m乙)=(3/4)/(1/1)=3/4若乘积为3/4的则为可能的答案,8、一台效率为40%的柴油机，当输出3.4410J有用功时，消耗的柴油质量是（）（柴油的热值是4.310J/kg）A0.8kgB2kgC0.32kgD2.8kg_。,Q放=Q吸/=3.4410J/40%=8.610Jm=8.610J/4.310J/kg=2kg,B,11、炎热的夏天中午，在太阳光的照射下，海滨浴场沙滩上沙子的温度升高、内能增大，这是通过_方式改变内能的。而海水的温度明显低于沙滩的温度，其原因是_,热传递,据t=Q/cm知，在Q和m相同时，水的c大t小。,12、我市在科学规划和建设山水园林城市时，修建了天宫堂水电站，大量增加水面面积，是利用水的_大的特性，且水在蒸发时_（选填“吸热”或“放热”），可以调节气温，营造“宜居内江”的舒适环境。13、如图所示，用气筒向装有少量水的瓶里打气，当瓶塞从瓶口跳出时看到瓶中出现了白雾。在“瓶塞跳出，出现白雾”这个过程中，发生的物态变化是_这个现象说明:_,比热容,吸热,液化,分析：水蒸气对瓶塞做功，内能转化为机械能，内能减少，温度降低，水蒸气遇冷液化生成小水滴。,做功可以改变物体内能,14、生活中，掉在地上的弹性小球会跳起，由于与空气摩擦，小球会越跳越低，最终停在地面上，在此过程中，_能最终转化为_能15、用两个相同的“热得快”分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图像如图所示。_液体的比热容较小。如果要你从甲、乙两液体中选择汽车的冷却液，应选择_液体。,机械能,内,甲,乙,联系:单摆最后会停下的原因,同等条件下,C小的温度变化t大,C大的温度变化t小.,加热时间相同表示Q吸相同,Q吸和m相同时，t甲t乙,16、一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1800r/min，该汽油机每秒钟内完成_个工作循环,做功_次.17、柳州鑫能生物发电项目是广西第一个新型环保清洁和可再生能源生物发电示范项目，以热值为l.210J的秸杆作燃料。完全燃烧_的秸杆得到8.410J的热量；若这些热量全部被水吸收，可使_的水从30上升到70。18一台太阳能热水器装满水后，水的质量是30kg。使这些水的温度从20升高到70需要吸收J的热量。若这些热量由燃烧天然气来提供，则至少应完全燃烧_m的天然气。（天燃气的热值为4.010Jm）,3,3,15,15