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文档简介
1、第31讲内能、核能、能量的转化与守恒浙江专用内能 1内能:物体内部_所具有的能,叫做物体的内能。物体在任何情况下都有内能,因为物体内部分子永不停息地运动着,物体的内能是无条件地存在着的。无论是高温的铁水,还是寒冷的冰块,都具有内能。【注意】影响物体内能大小的因素:温度;质量;材料;存在状态。2内能的改变(1)做功:外界对物体做功,内能_;物体对外做功,内能_;实质是_和_能之间的转化。(2)热传递:物体吸收热量,内能_;放出热量,内能_。实质是能量的_。大量粒子做热运动增加减少内能其他形式增加减少转移【例1】(2016,邵阳)下列实例中,属于内能转化为机械能的是()A冬天,人们常常搓手取暖B烧
2、开水时,水蒸气将壶盖顶起C钻木取火D用打气筒给篮球打气时筒壁温度升高【分析】A冬天搓手后会变暖和,是摩擦生热,将机械能转化为内能;B.烧开水时,水蒸气将壶盖顶起,是气体对外做功,将自身的内能转化为机械能;C.钻木取火,属于克服摩擦做功,将机械能转化为内能,使物体的内能增加、温度升高;D.打气筒给篮球打气时筒壁温度升高,是活塞压缩气体做功,将机械能转化为内能。B1(2016,成都)小李喜欢喝咖啡,冲调咖啡时总能闻到浓浓的香味。以下关于咖啡的说法不正确的是()A咖啡在变冷的过程中,内能不断增加B咖啡在变冷的过程中,以热传递的方式改变了内能C咖啡香飘四溢是扩散现象,说明分子在运动D咖啡温度越高,分子
3、的热运动越剧烈A比热容 1比热容(1)比热容定义:单位质量的某种物质温度升高(或降低)1 时吸收(或放出)的热量。(2)物理意义:表示物体吸热或放热的本领的物理量。(3)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。2热量(1)公式:Q_,Q吸_,Q放_。(2)热平衡方程:不计热损失,Q吸_Q放。cmtcm(tt0)cm(t0t)【例2】(2016,南京)根据表中的数据,下列判断正确的是()一些物质的比热容J/(kg)D水4.2103铝0.88103煤油、冰2.1103干泥土0.84103沙石0.92103铜0.39103A不同物质的比热
4、容不可能相同B在阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢C因为水的比热容较大,所以沿海地区比内陆地昼夜温差大D质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多【分析】A不同种物质比热容可能相同,如煤油和冰的比热容相同,此选项错误;B.水的比热容较大,所以湿泥土的比热容比干泥土要大一些在阳光照射下,由公式tQ/cm可知,干泥土温度升高得更快。此选项错误;C.沿海地区水多,内陆地区水少、沙石多。因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得沿海地区昼夜的温差小,此选项错误;D.质量相等的铝块和铜块,升高相同的温度,由于铝
5、的比热容比铜的比热容大,根据吸热公式Qcmt可判断,铝块吸收的热量多,此选项正确。2关于比热容的概念,下列说法错误的是()A单位质量的某种物质,温度升高1 所吸收的热量,叫做这种物质的比热容B单位质量的某种物质,温度降低1 所放出的热量,叫做这种物质的比热容C某种物质吸收或放出的热量越多,比热容也越大,比热容与热量有关D各种物质都有自己的比热容,它是物质的特性之一C热机、热值 1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,_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
6、转动_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内机械221有用功燃料完全燃烧【注意】关于热值的理解:对于热值的概念要注意理解三个关键词“1 kg”“某种燃料”“完全燃烧”。“1 kg”是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1 kg,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1 kg燃料化学能转变成内能就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
7、有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。【例3】(2015,温州)如图是四冲程内燃机的某一冲程示意图,该冲程是()A吸气冲程B压缩冲程C做功冲程D排气冲程【分析】判断冲程名称可用口诀:“先看气门开关情,再看活塞上下行;开下吸气开上排,关上压缩关下功”进行分析;由图可知,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,同时火花塞发出电火花,所以是做功冲程。C3(2016,天门)如图是四冲程汽油机工作的四个冲程示意图,其中使汽车获得动力的冲程是()A核能 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链式反应:裂变过程释放出新的中子,这些中子若继续轰击_,导
8、致其他重核继续裂变。4轻核聚变:在超高温度下,2个质量_的原子核结合成质量_的新核,同时释放出能量的过程。5聚变需要很高的温度,所以也叫_反应。氢弹是根据_的原理制造的。6核能的和平利用核电站(1)工作流程:利用原子核裂变时产生的大量热量,使水变成水蒸气,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:核能内能_电能。裂变聚变质量中子新原子核能量其他重核较小较大热核聚变机械能【例4】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
9、聚变D原子弹利用核聚变,核电站利用核裂变【分析】原子弹及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,而核电站通过控制中子来控制反应速度,从而使能量缓慢释放。AB 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。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。凭空消灭一种
10、形式另一种形式一个物体另一个物体保持不变能量的转化和守恒方向性化学能内能高温低温【例5】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()C树林太阳燃煤电厂空调A BC D【分析】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性的,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。5(2016,泰州)汽车刹车的过程,伴随着能量从机械能转化为内能,内能散失到空气中,此过程能量的总和_(选填“增大”“不变”或“缩小”)。散失到空气中的内能无法自动转化为机械
11、能再用来驱动骑车,这是因为能量的转移和转化具有_性。不变方向1(2016,无锡)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是()A物体的温度升高,内能增大B物体的温度越高,所含的热量越多C物体内能增大,一定从外界吸收热量D物体的温度不变,其内能就一定不变【解析】A.物体温度升高,分子运动加剧,所以内能增加,故A正确;B.热量是一个过程量,不能用含有、具有等来修饰,故B错误;C.物体内能增大可能是吸收了热量,也可能是外界对它做了功,故C错误;D.物体的温度不变,其内能可能不变,也可能增加,如晶体熔化时,吸热但温度不变,内能增加,故D错误A2(2016,黑龙江)下列事件中在改变物体内能的方式上与其他三项
12、不同的是()CA搓手取暖 B玩滑梯,臀部发热C放大镜聚光烤焦纸片 D压缩空气3(2016,自贡)下面是小明同学“物理学习笔记”中的摘录,其中错误的是()A做功和热传递在改变物体的内能上是等效的B分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的C热量总是自发地从温度低的物体向温度高的物体传递D燃料的热值与燃料的总质量没有关系C4(2016,巴中)下列是一些物质的比热容,根据表中的数据,下列判断正确的是()B一些物质的比热容单位:J/(kg)水4.2103冰2.1103酒精2.4103蓖麻油1.8103甘油2.4103沙石0.92103煤油2.1103铝0.88103A.1 kg铝的比热容是2 kg铝的比热
13、容的1/2B工厂里冷却塔大多用水作为冷却剂是利用水的比热容大的特性C物质的比热容与物质的状态无关D质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水的温度变化较大【解析】A.比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类有关,与物质的质量无关,所以1 kg铝的比热容和2 kg铝的比热容相同,此选项错误;B.在所有物质中,水的比热容最大,相同质量的水和其他液体、升高相同的温度时,由Q吸cmt知,水吸收的热量最多,所以冷却塔大多用水作为冷却剂。此选项正确;C.分析表中数据可知,水和冰是水的两种状态,比热容是不同的,说明比热容与物质状态有关,此选项错误;D.分析表中数据可知c水c煤油,质量相同的水和煤油吸收相同的热量时
14、,根据tQ/cm知,水的温度变化较小。此选项错误5(2016,娄底)下列说法中正确的是()A原子核在常温下就能发生轻核的聚变B太阳的能量来自大量的氖核的裂变C核电站内的核反应堆是可控制的铀核裂变D煤、石油、天然气都属于可再生资源6(2016,营口)我国用长征火箭发射“嫦娥”系列卫星,火箭发射升空时,燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能,再转换为火箭的_能;火箭的燃料使用液态氢,主要是因为它的 _大;“嫦娥”卫星绕月飞行时在遭遇月食期间没有太阳光照射,卫星表面的温度会急剧下降,这是通过_的方式改变物体的内能。C机械热值热传递7(2016,日照)1 kg铀全部裂变,释放的能量不低于2000 t煤完全燃烧时释放的能量。已知煤的热值为3.0107 J/kg,那么1.2 kg铀全部裂变,释放的能量至少为_J。8(2016,陕西)图示为“长征六号”运载火箭,它首次采用了我国最新研制的大推力液氧煤油发动机。(1)煤油燃烧过程中,其热值大小_;(2)火箭起飞时,煤油燃烧产生大量高温高压的燃气,燃气对
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