内能和热机_专题复习课件

1、一、知识结构一、知识结构 物体内能与温度的关系、比热容物体内能与温度的关系、比热容的概念是重点；热量的计算是难点。的概念是重点；热量的计算是难点。内能与热机内能与热机复习复习二、重点、难点与方法二、重点、难点与方法1、理解内能、热量、热值、比、理解内能、热量、热值、比热容的概念热容的概念 内能内能是指物体的内能，不是分是指物体的内能，不是分子的内能；一切物体都有内能。子的内能；一切物体都有内能。 内能是能量的一种形式，与温度内能是能量的一种形式，与温度联系密切，当一个物体温度升高联系密切，当一个物体温度升高时，内能增大。时，内能增大。关于内能，下列说法正确的是（关于内能，下列说法正确的是（ ）

2、A.物体温度降低，该物体的内能减少物体温度降低，该物体的内能减少B.内能是机械能的一种形式内能是机械能的一种形式C.内能就是每一个分子具有的能内能就是每一个分子具有的能D.内能的大小就是热量内能的大小就是热量A热量热量 热传递过程中，物质内能热传递过程中，物质内能改变的多少叫热量。改变的多少叫热量。 物体本身没有热量，它是热传递物体本身没有热量，它是热传递过程中内能转移的数量，所以不能说过程中内能转移的数量，所以不能说某个物体具有多少热量；热量的大小某个物体具有多少热量；热量的大小与物体内能的多少、物体温度的高低与物体内能的多少、物体温度的高低无关。无关。热值热值 反映了燃料在反映了燃料在燃烧

3、过程中化学能转化为内燃烧过程中化学能转化为内能的本领，是燃料的一种特能的本领，是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧无关。是否完全燃烧无关。比热容比热容：用来比较不同物质吸热用来比较不同物质吸热（或放热）的能力的物理量。它是物质（或放热）的能力的物理量。它是物质的一种特性，不随物质的质量、形状、的一种特性，不随物质的质量、形状、温度的高低、放置的地点或吸（放）热温度的高低、放置的地点或吸（放）热的多少而变化。的多少而变化。说明：说明：比热容反映了物质的吸热本领，是物质的一种特性。比热容反映了物质的吸热本领，

4、是物质的一种特性。同种物质的比热容相同，不同物质的比热容一般不同。同种物质的比热容相同，不同物质的比热容一般不同。比热容与物质的种类、物态有关；与热量、质量、形状、比热容与物质的种类、物态有关；与热量、质量、形状、温度等因素无关。温度等因素无关。单位质量的某种物质温度升高单位质量的某种物质温度升高1 吸收的热量和温度降低吸收的热量和温度降低1放出的热量相等。放出的热量相等。 煤油的比热容是煤油的比热容是2.12.110103 3焦焦/ /（千克（千克），它），它表示表示 。 关于水的比热容，下列说法中正确的是关于水的比热容，下列说法中正确的是( ( ） A.1 A.1千克水在千克水在11时的热

5、量是时的热量是42004200焦焦 B.1B.1千克水每升高千克水每升高11放出的热量是放出的热量是42004200焦焦 C.1C.1千克水每升高千克水每升高11吸收的热量是吸收的热量是42004200焦焦 D.1D.1千克水每降低千克水每降低11吸收的热量是吸收的热量是42004200焦焦1 1千克煤油温度升高千克煤油温度升高11时，需吸热时，需吸热21002100焦焦C1.1.一滴水和一盆水的比热容谁大？一滴水和一盆水的比热容谁大？ 答：一样大。因为水的比热容是物质的答：一样大。因为水的比热容是物质的特性之一，不随质量的改变而改变。特性之一，不随质量的改变而改变。2.2.把一根铁丝截为长短

6、不同的两段，哪段铁把一根铁丝截为长短不同的两段，哪段铁 丝的比热大些？丝的比热大些？答：比热容一样大。答：比热容一样大。3.3.相同质量的水和沙土，吸收相同的热量，哪相同质量的水和沙土，吸收相同的热量，哪个升高的温度大？个升高的温度大？答：沙土升高的温度多。答：沙土升高的温度多。4.4.我们生活在大海边，一天的气温变化小，而我们生活在大海边，一天的气温变化小，而内陆的气温变化大，这是为什么？内陆的气温变化大，这是为什么？答：这是因为大海里的水的比热容大，答：这是因为大海里的水的比热容大，在同样的阳光照射下，不容易升温，也不在同样的阳光照射下，不容易升温，也不容易降温，温度变化小。容易降温，温度

7、变化小。5.5.据有关专家预测，我国目前最大的水电站三据有关专家预测，我国目前最大的水电站三峡水电站完全建成后，三峡库区的气温会峡水电站完全建成后，三峡库区的气温会受到一定影响：夏天比原来下降受到一定影响：夏天比原来下降22左右，左右，而冬天比原来升高而冬天比原来升高22左右，为什么？左右，为什么？ 答：这是因为库答：这是因为库区里的水的比热大，区里的水的比热大，夏天不容易升温，冬夏天不容易升温，冬天也不容易降温，温天也不容易降温，温度变化小。度变化小。6.6.为什么我国吐鲁番盆地会出现为什么我国吐鲁番盆地会出现“早穿皮早穿皮袄午穿纱，夜抱火炉吃西瓜袄午穿纱，夜抱火炉吃西瓜”的现象？的现象？答

8、：因为吐鲁番盆地砂石、泥土较多，这些答：因为吐鲁番盆地砂石、泥土较多，这些物质的比热容较小，太阳一晒，它们的温度物质的比热容较小，太阳一晒，它们的温度很快升高；太阳一落山，温度很快降低，所很快升高；太阳一落山，温度很快降低，所以早晚温差较大。以早晚温差较大。水的比热容较大的应用(记住水的比热容)1.用热水取暖。2.用水冷却汽车的发动机。3.农村在培育秧苗时，为保证秧苗夜间不致冻坏，傍晚要往秧田里灌水。4.沿海与内陆的一天气候变化。在我国北方农村，农民常在菜窖里储存几桶水在我国北方农村，农民常在菜窖里储存几桶水，可防止蔬菜冻坏，这是因为，可防止蔬菜冻坏，这是因为 ( )( ) A. A.水的比热

9、容比较大，气温升高时放出的热量水的比热容比较大，气温升高时放出的热量 较多，使储存的蔬菜不容易冻坏。较多，使储存的蔬菜不容易冻坏。 B.B.水的比热容比较大，气温降低时放出的热量水的比热容比较大，气温降低时放出的热量较多，使储存的蔬菜不容易冻坏较多，使储存的蔬菜不容易冻坏 C.C.水的比热容比较大，气温降低时吸收的热量水的比热容比较大，气温降低时吸收的热量较少，使储存的蔬菜不容易冻坏较少，使储存的蔬菜不容易冻坏 D.D.水的比热容比较大，气温升高时放出的热量水的比热容比较大，气温升高时放出的热量较少，使储存的蔬菜不容易冻坏较少，使储存的蔬菜不容易冻坏B2、知道温度、内能、热量的联系、知道温度、

10、内能、热量的联系和区别。和区别。温度与热量温度与热量 v温度表示物体的冷热程度。物体不论处在那一种状态，总温度表示物体的冷热程度。物体不论处在那一种状态，总具有某一个确定的温度，物体在热传递的过程中温度会发具有某一个确定的温度，物体在热传递的过程中温度会发生变化。物体从外界吸收了热，物体的温度生变化。物体从外界吸收了热，物体的温度一般一般会升高；会升高；物体向外界放出热，物体的温度物体向外界放出热，物体的温度一般一般会降低。温度表示分会降低。温度表示分子运动的快慢。子运动的快慢。v热量是物体在热传递过程中，吸收或放出热的多少。一个热量是物体在热传递过程中，吸收或放出热的多少。一个物体具有某个温

11、度值，并不能说这个物体就具有多少热量。物体具有某个温度值，并不能说这个物体就具有多少热量。所以所以不能说温度高的物体热量大不能说温度高的物体热量大（或多），也（或多），也不能说同一不能说同一温度质量大的物体热量大温度质量大的物体热量大（或多）。热量的多少只有在热（或多）。热量的多少只有在热传递的过程中才有意义。说得明确一点，热量只有在物体传递的过程中才有意义。说得明确一点，热量只有在物体的温度发生变化或物体的内能发生变化时才有意义。的温度发生变化或物体的内能发生变化时才有意义。v物体的温度是某一确定的值，是对应了物体处于某一状态。物体的温度是某一确定的值，是对应了物体处于某一状态。物体吸收（或

12、放出）的热量某一确定值，是对应于物体一物体吸收（或放出）的热量某一确定值，是对应于物体一定的温度变化。物体吸收热量温度升高，放出热量温度降定的温度变化。物体吸收热量温度升高，放出热量温度降低，它反映了两个不同状态之间的一个变化过程。低，它反映了两个不同状态之间的一个变化过程。内能和热量内能和热量 v内能和热量是跟大量分子做无规则运动有关的，内能和热量是跟大量分子做无规则运动有关的，两者之间有一定联系，但是含义不同。它们是两两者之间有一定联系，但是含义不同。它们是两个不同的概念。内能是能量的一种。内能是物体个不同的概念。内能是能量的一种。内能是物体中所有分子的动能和分子的势能的总和。一切物中所有

13、分子的动能和分子的势能的总和。一切物体都具有内能。物体的内能与物体的温度有关，体都具有内能。物体的内能与物体的温度有关，同一物体温度升高，内能增加；温度降低，内能同一物体温度升高，内能增加；温度降低，内能减少。内能的转移可以通过热传递，内能转移的减少。内能的转移可以通过热传递，内能转移的量是可以测量的，它就是热量。从这一意义上来量是可以测量的，它就是热量。从这一意义上来说，热量是传递着的内能或内能的变化，是内能说，热量是传递着的内能或内能的变化，是内能变化多少的一种量度。变化多少的一种量度。v关于热量与温度，下列说法正确的是（关于热量与温度，下列说法正确的是（ ） A.物体温度越高，所含的热量

14、越多物体温度越高，所含的热量越多 B.物体温度降低，吸收的热量减少物体温度降低，吸收的热量减少 C.物体的质量越大，放出的热量越多物体的质量越大，放出的热量越多 D.以上讲法都不正确以上讲法都不正确D关于热量、温度、内能之间的关系，下列关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是（说法正确的是（ ）A.物体温度的升高一定吸收了热量物体温度的升高一定吸收了热量B.物体吸收了热量，温度一定升高物体吸收了热量，温度一定升高C.物体内能的增加，一定吸收了热量物体内能的增加，一定吸收了热量D.物体的温度升高，内能一定会增加物体的温度升高，内能一定会增加D3、理解改变物体内能的两种方、理解改变物体内能

15、的两种方式式做功和热传递做功和热传递。做功的实质能的转化能的转化热传递的实质能的转移能的转移对物体做功，物体内能会增大（压缩物体 摩擦生热 锻打物体 拧弯物体等）物体对外做功，物体内能会减少关于热传递，下列说法正确的是关于热传递，下列说法正确的是( )A.热量总是从热量多的物体传向热量少热量总是从热量多的物体传向热量少的物体的物体B. 使热可以从温度高的物体传向温度低使热可以从温度高的物体传向温度低的物体的一种方式的物体的一种方式C.物体之间不接触就不能进行热传递物体之间不接触就不能进行热传递D.热传递就是温度的传递热传递就是温度的传递B4、利用公式、利用公式 Q=cmt进行计进行计算时要注意

16、以下四点：算时要注意以下四点：（1）正确理解公式中各量的物理意义。）正确理解公式中各量的物理意义。（2）同一公式中各物理量的单位务必统一到国际单位）同一公式中各物理量的单位务必统一到国际单位 制中来。制中来。（3）公式适用于物态不发生变化时物体升温（或降温）公式适用于物态不发生变化时物体升温（或降温）过程中吸热（或放热）的计算，若吸放热过程中发生过程中吸热（或放热）的计算，若吸放热过程中发生物态变化，则不能使用这个公式。物态变化，则不能使用这个公式。（4）注意题目文字叙述中温度升高了或升高到、降低）注意题目文字叙述中温度升高了或升高到、降低了或降低到所对应的温度变化。了或降低到所对应的温度变化

17、。教育科学版教育科学版教育科学版教育科学版质量和初温都相同的一块铝和一杯水，质量和初温都相同的一块铝和一杯水，它们吸收相等的热量后，把铝块投它们吸收相等的热量后，把铝块投入水中，那么（入水中，那么（ ）A.热量由铝块传给水热量由铝块传给水B.热量由水传给铝块热量由水传给铝块C.水和铝块之间没有热传递水和铝块之间没有热传递D.条件不足无法判断条件不足无法判断A燃料的热值燃料的热值v不同的燃料，即使质量相同，完全燃烧放出的热量也是不同的，这个特性可以用热值表示燃料的热值：燃料的热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与质量某种燃料完全燃烧放出的热量与质量之比叫做这种燃料的热值。之比叫做这种燃料的热值。单位

18、：单位： J/kg(或或J/m3)计算计算:5千克烟煤完全燃烧，所释放出来的热量千克烟煤完全燃烧，所释放出来的热量是多少？（烟煤的热值为是多少？（烟煤的热值为2.9107 J/kg）解：解：=2.9107 J/kg 5kg质量（质量（m）热值热值qQ放放=qm有效利用燃料有效利用燃料v在实际利用燃料中，燃料很难完全燃烧，而且放出的内能不能被完全利用，有效利用的只是其中一部分v炉子的效率：有效利用的热量与理想情况下放出的热量的比值 燃料利用效率图燃料利用效率图未燃烧的能量散失的能量利用的能量v提高燃料利用率的方法v1、改善燃烧条件，使燃料尽可能充分燃烧；v2、尽可能减少各种热量损失。例题：例题：

19、v把5kg40的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干 木 柴 ？ （ 已 知 干 木 柴 的 燃 烧 值 为1.2107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收） 分析：分析：v利用吸热公式Q吸=Cm(t-t0)可以算出将水烧开要吸收多少热量，解题时应注意在标准大气压下，水的沸点是100，即水烧开时的温度为100，再利用燃料的燃烧值求干木柴的质量 解：解：vQ吸=Cm(t-t0)v =4.2103J/(kg)5kg(100-40)v =1.26106Jv因为Q吸=Q放=1.26106Jv所以干木柴质量0.105kgJ/kg101.2J101.2673qQm答：需要完全燃烧

20、0.105KG干柴会看到什么现象？会看到什么现象？塞子被冲出塞子被冲出在此过程中，能量是如何转化的？在此过程中，能量是如何转化的？燃料的化学能燃料的化学能水蒸气的内能水蒸气的内能塞子运动的机械能塞子运动的机械能热机：热机：燃料的化学能燃料的化学能内能内能机械能机械能做功做功燃烧燃烧热机是把内能转化为机械能的机器热机是把内能转化为机械能的机器热机的种类：热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机蒸汽机、内燃机、汽轮机喷气发动机、火箭等喷气发动机、火箭等5、关于热机的一个工作循环有、关于热机的一个工作循环有几个冲程，活塞往复几次，曲几个冲程，活塞往复几次，曲轴转几周，对外做功几次之间轴转几周，对外做功几次

21、之间的关系是一个易错点。的关系是一个易错点。教育科学版教育科学版汽油机的构造汽油机的构造火花塞火花塞气缸气缸进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门曲轴曲轴内燃机：内燃机：吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气内燃机的内燃机的冲程冲程和和工作循环工作循环汽油机工作原理汽油机工作原理吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程1、这是什么冲程？、这是什么冲程？2、吸入什么物质？、吸入什么物质？吸气冲程吸气冲程汽油和空气 进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。1、这是什么冲程？、这是什么冲程？2、把什么能转化为、把什么能转化为什么能

22、？什么能？压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。1、这是什么冲程？、这是什么冲程？2、把什么能转化为什、把什么能转化为什么能？么能？3、点火装置叫什么？、点火装置叫什么？做功冲程做功冲程 在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。1、这是什么冲程？、这是什么冲程？2、排出什么物质？、排出什么物质？排气冲程排气冲程燃烧后的废气 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 1、 汽油机的四个冲程中，哪个冲程发生了能量的转化？ 2、汽油机的一个工作循环中，活塞上下往

23、复( )次，曲轴转动( )周，做( )次功。你知道了吗？你知道了吗？两两21你知道下列的各个图，表示的是汽油机的哪个工作过程吗？ 1 2 3 4试试看！试试看！汽油机工作原理汽油机工作原理思考：思考：1. 在四个冲程中，哪些冲程发生能量的转化？在四个冲程中，哪些冲程发生能量的转化？压缩冲程：压缩冲程：机械能机械能内能内能做功冲程：做功冲程：机械能机械能内能内能2. 哪个冲程获得动力？哪个冲程获得动力？做功冲程做功冲程柴油机的构造柴油机的构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴柴油机工作原理柴油机工作原理吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程内燃机的启动内燃机的启动

24、 内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。内燃机的应用内燃机的应用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。(1)(1)汽油机的应用汽油机的应用(2)(2)柴油机的应用柴油机的应用 柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。想想议议：想想议议： 汽油机和柴油机的工作过程有什汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？么相同点，有什么不同点？1基本构造和主要部件的作用相似。2 每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3 四个冲程中，只有做功冲程对外做

25、功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4 一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。相同点相同点不同点不同点1构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。2 燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。3 吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。4 点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。知识纵横教育科学版教育科学版汽油机的效率：汽油机的效率：2030%你认为它们的效率比你想象的高？还是低？你认为它们的效率比你想象的高？还是低？汽油机的效率大约是多少？汽油机的效率大约是多少？猜猜看猜猜看:热机的效率：热机的效率：用来做有用功的能量，与燃

26、料完全燃烧用来做有用功的能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比放出的能量之比热机效率是指热机效率是指_的能量与的能量与_之比。热机效率总小之比。热机效率总小于于1，因为，因为a、_b、_c、_d、_用来做有用功的能量用来做有用功的能量量燃料完全燃烧放出的量燃料完全燃烧放出的热热燃燃料并未完全燃烧料并未完全燃烧废气带走一部分能量废气带走一部分能量零件之间摩擦，消耗部分能量零件之间摩擦，消耗部分能量曲轴获得的机械能也没有完全用来对外做功曲轴获得的机械能也没有完全用来对外做功教育科学版教育科学版教育科学版教育科学版质量的转化和守恒质量的转化和守恒v1.能的转化：各种形式的能在一定的条件下都可以相互转化。

27、v2.能量守恒定律：能量既不会凭空消失也不会凭空产生,它只会从一种形式转化成其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能的总量保持不变。v它是自然界中最普遍最重要的基本定律之一，适用于任何领域。现有质量和初温相同的铝块、铁块和现有质量和初温相同的铝块、铁块和铜块，其比热容铜块，其比热容C铝铝C铁铁C铜铜 ，它们吸收相它们吸收相等的热量后，末温最高是等的热量后，末温最高是_块，块，末温最低的是末温最低的是_块块。 热点问题探究热点问题探究铜铜铝铝注：注：1 相同质量的不同比热容物体，吸收相同热量时，相同质量的不同比热容物体，吸收相同热量时， 比热大的温度升高得小，比热小的温

28、度升高得多。比热大的温度升高得小，比热小的温度升高得多。2 相同质量的不同比热容物体，温度升高相同时，相同质量的不同比热容物体，温度升高相同时，比热大的吸热多，比热小的吸热少。比热大的吸热多，比热小的吸热少。根据下表的数据可知，要使质量相同的表中所根据下表的数据可知，要使质量相同的表中所列三种物质列三种物质升高相同升高相同的温度，吸收热量最多的温度，吸收热量最多的是的是_。 比热容比热容J/(kgOC)煤油煤油 2.1103 砂石砂石 0.92103 铅铅 0.88103热点问题探究热点问题探究煤油煤油v质量相同的两金属块，在沸水中烧煮质量相同的两金属块，在沸水中烧煮10min后取出放在后取出

29、放在0C的冰块上使冰块的冰块上使冰块熔化较多的那块金属是具有熔化较多的那块金属是具有 ( )A)较大的密度较大的密度 B)较高的温度较高的温度 C)较多的热量较多的热量 D)较大的比热容较大的比热容 热点问题探究热点问题探究Dv已知铝的比热大于铜的比热，质量相等已知铝的比热大于铜的比热，质量相等的铜块和铝块，在沸水中加热相当长的的铜块和铝块，在沸水中加热相当长的时间后取出，再让它们时间后取出，再让它们放出相等的热量放出相等的热量，这时比较铝块的末温与铜块的末温这时比较铝块的末温与铜块的末温 vAt铜铜 t铝铝 Bt铜铜 t铝铝vCt铜铜=t铝铝 D无法确定无法确定 热点问题探究热点问题探究Bv下列事例中，是机械能转化为内能的是下列事例中，是机械能转化为内能的是 （ A ）A)锯子锯木头，锯子发烫锯子锯木头，锯子发烫 vB)爆竹飞上天空爆竹飞上天空C)热水瓶塞被水蒸气冲出热水瓶塞被水蒸气冲出 vD)烧水水温升高烧水水温升高 热点问题探究热点问题探究v热水和冷水混合时，不计热量损失，下热水和冷水混合时，不计热量损失，下面说法正确的是面说法正确的是 A热水降低的温度一定等于冷水升高的热水降低的温度一定等于冷水升高的温度温度B热水初温度高，它降低的温度一定热水初温度高，它降低的温度一定多多C热水放出的热量一定等于冷水吸收的热水放出的热量一定等于冷水吸收的热量热量D冷水初温度