内能与热能(第十一)

1、无教学科目教学科目物理物理授课老师授课老师熊博文熊博文学学生生课件课件序号序号无一对一一对一教学辅导方案教学辅导方案课时统计：第（课时统计：第（ 11 ）课时）课时授课时间：授课时间：年年月月日日教学内容教学内容内能与热机内能与热机教学目标教学目标1、认识内能2、认识热量和热值3、认识比热容4、热机的应用重点难点重点难点1、认识内能2、比热容的应用3、热机的应用教教学学过过程程一一知识讲解知识讲解一一、内能：内能：1、内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。2、物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件

2、的存在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。3、影响物体内能大小的因素：温度：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。4、内能与机械能不同：机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的

3、整体运动。5、热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。温度越高扩散越快。温度越高，分子无规则运动的速度越大。二、内能的改变：二、内能的改变：1、内能改变的外部表现：物体温度升高（降低）物体内能增大（减小） 。物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）内能改变。反过来， 不能说内能改变必然导致温度变化。（因为内能的变化有多种因素决定）2、改变内能的方法：做功和热传递。A、做功改变物体的内能：做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化无如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。解释事例：图 15.2-5

4、 甲看到棉花燃烧起来了，这是因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花燃点使棉花燃烧。钻木取火：使木头相互摩擦，人对木头做功，使它的内能增加，温度升高，达到木头的燃点而燃烧。图 15.2-5 乙看到当塞子跳起来时，容器中出现了雾，这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气液化凝成小水滴。B、热传递可以改变物体的内能。热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。热传递的条件是有温度差，传递方式是：传导、对流和辐射。热传递传递的是内能（热量） ，而不是温度。热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少。热传递

5、过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。C、做功和热传递改变内能的区别：由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。D、温度、热量、内能 区别：温度：表示物体的冷热程度。温度升高内能增加不一定吸热。如：钻木取火，摩擦生热。热量：是一个过程。吸收热量不一定升温。如：晶体熔化，水沸腾。内能不一定增加。如：吸收的热量全都对外做功，内能可能不变。内能：是一个状态量内能增加不一定升温。如：晶体熔化，水沸腾。不一定吸热。如：钻木取火，摩擦生热指出下列各物理名词中指

6、出下列各物理名词中“热热”的含义：的含义：热传递中的“热”是指：热量热现象中的“热”是指：温度热膨胀中的“热”是指：温度摩擦生热中的“热”是指：内能（热能）四、比热容：四、比热容：1、比热容： 定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1时吸收（放出）的热量。 物理意义：表示物体吸热或放热的本领的物理量。比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。水的比热容为 4.2103J(kg ) 表示： 1kg 的水温度升高 （降低） 1吸收 （放出）的热量为 4.2103J水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大2、计算公式：吸m（t

7、t0） ，放m（t0t）3、热平衡方程：不计热损失 吸放五、内能的利用、热机五、内能的利用、热机( (一一) )、内能的获得、内能的获得燃料的燃烧燃料的燃烧无燃料燃烧：化学能转化为内能。( (二二) )、热值、热值1、定义：1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。2、单位：J/kg3、关于热值的理解：对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg” 、 “某种燃料” 、 “完全燃烧” 。1kg 是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是 1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧：表明要完全烧尽，否则 1kg 燃料化学能转变成内能就

8、不是该热值所确定的值。 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。3、公式：Qmq（q 为热值） 。实际中，常利用 Q吸Q放即 cm(t-t0)=qm联合解题。4、酒精的热值是 3.0107J/kg，它表示：1kg 酒精完全燃烧放出的热量是 3.0107J。煤气的热值是 3.9107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是 3.9107J。5、火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输6、炉子的效率：定义：炉子有效利用的热量

9、与燃料完全燃烧放出的热量之比。公式：=Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ qm( (三三) )、内能的利用、内能的利用1、内能的利用方式： 利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。 利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。2、热机：定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。能的转化：内能转化为机械能蒸气机内燃机喷气式发动机3、内燃机：将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。4、内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮

10、的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。5、 热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。公式：=W有用/ Q总= W有用/qm提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧尽量减小各种热量损失机件间保持良好的润滑、减小摩擦。1、 汽油机和柴油机的比较：汽油机柴油机无二二课堂练习课堂练习一一 填空题填空题（每空 1 分，共 28 分）1 有一支用毕没有甩过的体温计， 读数停留在 38.2， 被误用来测量病人的体温。病人实际体温是 37.8，体温计读数是_；如果病人实际体温是 38.5，体温计读数是_。

11、2 使用温度计前，要先观察它的_，并认清它的_；在用温度计测量液体的温度时，要使温度计的_全部浸入被测液体中3 （2002 年北京市海淀区中考题）图 13 所示是在我国南极“中山站”某次观测到的温度计的示意图，此时温度计指示的“中山站”的气温是_。4 丁香树开花时，我们很远就能闻到丁香花的香味，这是说明_现象，说明_5 内燃机的大量使用， 促进了社会的进步， 使人们享受了现代文明，但在使用内燃机的同时又给人类带来了污染， 这主要是指_污染和_污染 在内燃机工作过程中，由图 3 所示的内燃机能流图可以看出，它的能量损失所占的百分比是：废气内能 35，散热损失 30，机械损失 10，则内燃机的热机

12、效率是_我们在高效利用能源的同时，也必须重视保护环境62003 年 2 月 1 日，美国“哥伦比亚”号航天飞机在返回大气层后，舱体温度急剧升高，最后导致航天飞机解体 这是通过_方式改变了它的内能7 柴油机工作的四个冲程中，_冲程是燃气对活塞做功，此过程是将_能转化为_能8 火柴可以擦燃，也可以放在火上点燃，前者是用_方式使火柴头温度升高而点燃的，后者是用_方式使火柴头温度升高而点燃的。9 冬天人们常用两手搓擦取暧，这表明通过_方式可以改变物体的内能；用热水袋也能给手取暧，这表明通过_方式也可以改变物体的内能。10 用太阳能热水器给 40 千克的水加热，水温由 18升高到 36，水吸收的热量是_

13、焦耳。若用燃烧值为 3.0107焦耳/千克的煤给水加热，其效率为 20，则需要燃烧约_千克煤。11 在我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区 天然气与煤相比，从热学角度分析它突出的优点是_；从环保角度分析它突出的优点是_（天然气、煤的热值分别为 1.14108J/kg、3107J/kg）12 黑龙江省地处高寒地区， 冬天室内的暖气用热水循环供热， 而不用其他液体， 是因为_；在降低相同温度时，水比等质量的其他液体放出的热量_不同点构造：顶部有一个火花塞。顶部有一个喷油嘴。吸气冲程吸入汽油与空气的混合气体吸入空气点燃方式点燃式压燃式效率低高应用小型汽车、摩托车载

14、重汽车、大型拖拉机相同点冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。一个工作循环活塞往复运动 2 次，曲轴和飞轮转动 2 周，经历四个冲程，做功 1 次。无13 保温桶内装有质量为 50 千克、 温度为 95的热水， 水面下 0.5 米深处的水笼头受到水的压强为_帕。过了一段时间后，桶内水的温度降为 85，那么水放出的热量为_焦， 水的内能_ （选填“增加”、 “不变”、 或“减少”） 。 c 水4.2103焦/ （千克） 二二 选择题选择题 （每题 2 分，共 24 分）14 柴油机的效率比汽油机高，是由于（）A 柴油的燃烧值比汽油的燃烧值大B 柴油的比热比汽油的比热大C 柴油机气缸里的

15、燃气产生的压强比汽油机里的高D 柴油的密度比汽油的密度大15 在内燃机工作的四个冲程中，发生内能和机械能相互转化的是（）A 吸气冲程和压缩冲程B 压缩冲程和做功冲程C 做功冲程和排气冲程D 排气冲程和吸气冲程16 今年 2 月 1 日，美国“哥伦比亚号”航天飞机失事坠毁 据专家推断，这次失事的主要原因是航天飞机的隔热层在起飞时受燃料箱上掉下的一块泡沫状物体碰撞而受损，从而在返航进入大气层时机体升温过高，最终导致了人类航天史上的一大悲剧 这种推断认为：机体升温、内能增大的原因是（）A 与大气摩擦做功B 大气密度过大C 大气温度过高D 大气压强过大17 下面列举的现象中，由于做功使物体的内能发生改

16、变的是（）A 酒精涂在手背上觉得凉B 把铁钉钉进墙里，铁钉变热C 水被太阳晒热D 烧红的铁块放在冷水中，铁块温度降低18 下列实例中，属于用热传递的方法改变物体内能的是（）A 地球外的石块，坠入地球的大气层，成为流星B 凉鸡蛋泡在热水中温度升高C 两手相互摩擦，手心发热D 锯木头时，锯条变得烫手19 查表可知，天然气的热值为煤气热值的 2 倍，这表明（）A 产生相同的热量，使用天然气的成本为使用煤气成本的 2 倍B 产生相同的热量，完全燃烧天然气的质量为完全燃烧煤气质量的 2 倍C 产生相同的热量，完全燃烧天然气的质量为完全燃烧煤气质量的 1/2D 天然气火焰的温度为煤气火焰温度的 2 倍20

17、 汽车的发动机外有一个水套，利用循环流动的水冷却发动机，这是因为水（）A 传热快B 温度降低得快C 内能多D 比热容大21 下列事实中， 最能说明单位质量的物质温度升高 1时吸收的热量跟物质的种类有关的是 （）A 体积相同的两杯水温度都升高 5，它们吸收的热量相同B 质量相同的两块铜温度分别升高 5和 10，它们吸收的热量不相同C 体积相同的水和煤油温度都升高 10，它们吸收的热量不相同D 质量相同的水和铜温度都升高 10，它们吸收的热量不相同22 苏州属沿海地区，昼夜温差较小，而内陆沙漠地区的昼夜温差较大，这主要是因为（）A 海水的密度小，砂石的密度大B 海水的比热大，砂石的比热小C 海水的

18、内能多，砂石的内能少D 海水吸收的热量少，砂石吸收的热量多23 水的比热容较大这一特点在日常生活中有广泛的应用。下列事例中不属于应用这一特点的是（）A. 培育水稻秧苗时往稻田里灌水B 用水来冷却汽车发动机无C 炎热的夏天，往室内地面上洒水降温D 冬天供暖时用水作循环液24 如图所示，实验室内两个相同的烧杯中装有等质量的水和煤油，用同一规格的电加热器同时加热一段时间（热量损失不计，且液体均未沸腾） ，则加热过程中甲乙两支温度计升高的温度之比为C 煤油2.1103 焦（千克） （）A 21B 12C 11D 1425 小丽测量烧杯中热水温度时。将热水倒入另一烧杯中很少，然后像图中所示的那样去测量和

19、读数。她这样做初小宇找出了一些错误，但有一条找得有点问题，请你把它挑出来（）A 不应该倒入另一烧杯，这会使温度降低B 水倒得太少，温度计玻璃泡不能完全浸没C 读数时，视线应该与刻度线相平，而不能斜视D 应该将温度计取出读数，而不应该放在水中读数三三 实验题实验题（每题 5 分，共 15 分）26家中常见的两种温度计如图所示（1）体温计的测量范围是_到_（2）家庭用寒暑表能测量的最高温度为_在使用温度计前，首先应做到以下两点：A _B _27 把分别盛有热水和冷水的两个玻璃杯放在桌面上，小心地向杯中各滴入一滴红墨水，不要搅动，观察到的现象是_该实验说明_28 某校太阳能科技活动小组用口径为 1

20、米的铁锅，内壁贴上表面光亮的铝箔制成太阳灶，把太阳灶正对着太阳，太阳灶能将照射到它上面的光和热集中在灶前某处，在该处放一把盛水铝壶，就可给壶中的水加热。 在晴朗的日子里实验小组将太阳灶正对着太阳， 铝壶中装入 2.5 千克的水，并在水中插人温度计，实验时每隔 3 分钟测量一次水的温度，每隔 10 分钟调整一次太阳灶的方向使它正对太阳，每次实验都是从中午 12 时开始做到水沸腾为止。应用所学的知识和表中的数水煤油无据回答下列问题：(1)太阳是通过_的方式将热传递到地球的(填“传导”、“对流”或“辐射”):(2)每次实验中水沸腾时的温度都未达到 100,表明该地的大气压_1 标准大气压(填“大于”

21、、“等于”或“小于”)(3)分析表中的数据可知，水的升温特点是“低快高慢”，这是因为_。四四 简答题简答题（每题 5 分，共 15 分）29 如图所示，将金属块在砂石上迅速地来回摩擦，金属块的温度就会升高，为什么?30 热机（如汽车、拖拉机的发动机等）是将燃料的内能转化为机械能的装置，热机的发展和应用推动了社会的快速发展，热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量，并且会对环境造成一定程度的污染。请指出热机工作过程中存在的各种形式的能量损失，同时指出可能造成哪些环境污染31 下表列出由实验测定的几种物质的比热。几种物质的比热焦/（千克） 水4.2103酒精2.4103煤油2.1103冰2.1103蓖麻油 1.8103砂石0.92103铝0.88103干泥土 0.84103铁、钢 0.46103铜0.39103水银 0