知识清单：第13单元内能与热机（原卷版）

学而优教有方第十三单元内能与热机考点一、内能物体内部大量分子做无规则运动所具有的能量叫分子动能。由于分子之间有一定的距离，也有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫物体的内能。要点：

1、单位：焦耳，符号J。2、同一个物体，它的温度越高，内能越大。物体内能的大小，除与温度有关外，还与物体的体积、状态、质量等因素有关。3、一切物体都有内能。4、内能与机械能的区别

物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关，是物体能量的微观表现；物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关，是物体能量的宏观表现。物体的内能在任何情况下都不会为零（因为分子不停地做无规则运动总有动能），而物体的机械能可以相对为零。所以内能和机械能是两种不同形式的能量。5、内能的改变，通过做功和热传递这两种方法都可以改变物体的内能。考点二、比热容单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做物质的比热容。符号c，单位为焦每千克摄氏度，符号为J/(㎏·℃）。要点：

1、比热容是物质本身的一种性质。

（1）同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收（或放出）热量的多少及温度的改变无关。

（2）同一种物质在不同的状态下比热容不同，如冰、水的比热容是不同的。

2、水的比热容比较大，是4.2×103J/(㎏·℃）。主要表现：

（1）由于水的比热容较大，一定质量的水升高（或降低）一定的温度吸收（或放出）的热量较多，我们用水作为冷却剂和取暖用。

（2）由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）较多的热量而自身的温度却改变不多，这一点有利于调节气候。夏天，太阳晒到海面上，海水的温度升高过程中吸收大量的热，所以人们住在海边并不觉得特别热；冬天，气温低了，海水由于温度降低而放出大量的热，使沿海气温降得不是太低，所以住在海边的人又不觉得特别冷。

3、热量的计算（1）吸热公式：Q吸=cm(t-t0)

式中Q吸表示物体吸收的热量，c表示物质的比热容，m表示物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度。（t-t0）表示温度的升高量。

（2）放热公式：Q放=cm(t0-t)

式中（t0-t）表示物体温度的降低量。

考点三、热机把内能转化为机械能的机器叫热机。热机常见种类有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。要点：1、内燃机及其工作原理

（1）内燃机：内燃机是热机的一种，内燃机在气缸里燃烧汽油或柴油。

（2）内燃机的工作原理。汽油或柴油在气缸里燃烧时生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功。活塞通过连杆使内燃机的飞轮转动，从而带动其他机械转动。

（3）内燃机的四个冲程，活塞在气缸内往复运动，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程，汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。在一个工作循环中，汽缸内的活塞往复两次，曲轴转动两周。四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的。一个工作循环有两次能量转化，在压缩过程中，机械能转化为内能，在做功过程中，内能转化为机械能。2、汽油机和柴油机的异同点不同点相同点项目汽油机柴油机（1）构造基本相同都是燃料在气缸内燃烧，都是内燃机。

（2）都将内能转化为机械能。

（3）每一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。构造气缸顶部有火花塞气缸顶部有喷油嘴点火方式压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，称点燃式压缩冲程末由喷油嘴向气缸内喷雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式燃料汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物柴油、吸气冲程吸进气缸的只是空气压缩比压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／9至1／6压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／22至1／16做功做功冲程初燃气压强为30至50个大气压，温度2000℃至2500℃，高温高压的气体推动活塞做功做功冲程初燃气压强为50至100个大气压，温度1700℃至2000℃，高温高压的气体推动活塞做功效率效率较低20％至30％效率较高30％至45％用途轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械3、燃料的热值及热机的效率

（1）燃料的热值。把某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值，热值的单位是焦每千克（J/kg）。热值是反映燃料燃烧释放热量的本领大小的物理量。热值是燃料本身的一种特性，同种燃料的热值不随燃烧充分与否而变，不随燃料质量的大小而变，即每种燃料都有一个确定的燃烧值，不同燃料的燃烧值一般不同。

（2）热机的效率。在热机中，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。燃料在热机中燃烧时，总有一小部分燃料不能完全燃烧而损失掉，燃料释放出的内能只有一部分用来推动热机的运动，即转化为热机的机械能，其余的能量在废气、散热、机械摩擦中损失掉了，其中废气带走的能量最多，所以设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。4、热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题，需要我们注意环境保护。【例题1】．关于内能、热量和温度，下列说法正确的是（）A．物体温度升高，内能一定增大 B．物体内能增大，温度一定升高C．热量一定是从内能大的物体传向内能小的物体 D．物体温度越高，含有的热量越多【例题2】．下列说法正确的是（）A．比热容是物质的一种属性B．一切物质的比热容均不相同，所以比热容是物质的一种特性C．比热容大的物体比比热容小的物体吸收热量多D．比热容大的物质比比热容小的物质吸收热量能力强【例题3】．下列四个现象中，属于机械能转化为内能的是（）A．

压缩点燃棉花 B．

蒸汽顶起壶盖C．

冬天哈气取暖 D．

燃气推动活塞【例题4】．下列说法正确的是（）A．擦黑板时粉笔灰四处飞扬是因为分子在不停息的运动B．通过技术改进，热机效率可达100%C．用酒精灯烧水时，热损失很大，酒精的热值变小D．水壶里的水烧开时，水蒸气把壶盖顶起，内能转化为机械能【例题5】．小明家在郊外野餐时，用酒精炉子将2kg初温为20℃的水烧开，消耗了80g的酒精。下列相关说法正确的是[当地大气压为标准大气压，酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]（）A．随着水温度的升高水的比热容逐渐变大B．水沸腾以后继续加热温度不断升高C．整个过程中水吸收的热量为8.4×105JD．酒精炉子烧水的效率为28%【例题6】．如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出，下列描述正确的是（）

A．试管中的水在升温过程中所含热量增加B．在水沸腾前后，试管内的气压不变C．酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收D．水蒸气对橡皮塞做功，其原理与汽油机做功冲程相同【例题7】．质量相同，温度相同的铝块甲和铁块乙（），将它们分别加热，吸收相同的热量后接触，此时（）A．温度从甲传向乙B．内能从甲传向乙C．内能从乙传向甲D．甲、乙间不发生热传递【例题8】．如图所示为济南和青岛两市2022年全年平均气温的变化。由图可知：济南全年的平均气温和青岛相差不大，但济南的平均高温要明显高于青岛，而平均低温要比青岛低。从物理学的角度看，这主要是因为（）

A．海水的密度比砂石的密度大B．海水的内能比砂石的内能大C．海水的比热容比砂石的比热容大D．海水的温度比砂石的温度高【例题9】．通过学习热机的工作的过程，小王知道了汽油机工作的四个过程，如图所示。关于下列四幅图说法中正确的是（）

A．丙冲程是吸气冲程 B．甲冲程是压缩冲程C．乙冲程是把内能转化为机械能 D．丁冲程是排气冲程【例题10】．如图所示为四冲程汽油机的某一冲程，下列说法不正确的是（）

A．该冲程为做功冲程B．四个冲程中，只有该冲程向外提供动力C．该冲程将内能转化为机械能，气缸内气体内能减少D．若此时汽油机飞轮的转速为300r/min，则1s对外做功50次【例题11】．赵阳同学从下面一些常见物质的比热容表中，分析归纳出几个结论，其中正确的是（）一些常见物质的比热容水水银砂石煤油玻璃铁干泥土铝A．在同样的阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢B．不同物质的比热容一定不同C．给小质量的物体测量温度时适宜用水银温度计D．给常温下质量相同的铁块、铝块用相同方式加热相同时间，铁的温度升高得少【例题12】．如图所示，规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水，并用不同加热器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图，已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），则下列说法正确的是（）

A．由丙图知，甲杯中水的比热容小于乙B．甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为9︰4C．加热相同的时间，甲、乙两杯水升高的温度之比2︰3D．加热相同时间时，两杯水将吸收相等的热量【例题13】．有两个温度为质量相等的金属球，先把甲球放入温水杯中，热平衡后水温升高了；取出甲球，将乙球放入该杯中，热平衡后水温又升高了10℃（末温未达100℃），则甲球比热容c甲和乙球比热容c乙，大小的关系是（）A． B．C． D．以上三种情况都有可能一、单选题【强化1】．关于物体内能、热量和温度，下列说法中正确的是（）A．物体的内能增加，温度一定升高B．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能减少C．的物体内能为零D．热值大的燃料，燃烧放热就多【强化2】．双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，汽车在行驶过程中燃料的热值将（）A．始终不变 B．逐渐变小C．逐渐变大 D．先小后大【强化3】．关于热机及其效率，下列说法正确的是（）A．热机做的有用功越多，效率就一定越高B．热机的功率越大，效率就一定越高C．热机把燃料燃烧所释放出的内能全部转化为机械能D．以上说法都不正确【强化4】．如图所示，四冲程内燃机工作循环中一个冲程的示意图，它是（）A．压缩冲程，将内能转化为机械能 B．压缩冲程，将机械能转化为内能C．做功冲程，将内能转化为机械能 D．做功冲程，将机械能转化为内能二、填空题【强化5】．“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的很大。以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为J（q煤气=3.9×107J/kg）。【强化6】．某汽车汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图为冲程工作示意图，在这个过程中能转化为机械能；汽车发动机工作时，会在汽车周围闻到汽油味，这是现象。

【强化7】．小明在寒假期间去东北的舅舅家游玩，看到舅舅家有一辆雪地摩托，雪地摩托铭牌上的数据如下表所示。请回答下列问题。车型雪地摩托质量90kg最大输出功率12kW最大时速85km/h（1）雪地摩托的汽油发动机的压缩冲程过程中将能转化为能；（2）雪地摩托以36km/h的速度在水平地面上匀速直线行驶2h，输出功率为8kW，共消耗燃油3.6kg。求雪地摩托受到的阻力和发动机的效率。()()（燃油的热值q=4.0×107J/kg）三、实验题【强化8】．如图为同学们探究水和沙石的吸热能力的实验装置图。

次数物质质量/g升高10℃所用的时间/s1水20552沙石4026（1）实验中除了温度计之外，还需要的测量工具是，实验中能说明被加热的物体内能增了的现象是；（2）实验小组的同学决定采用比较加热时间的方法来判断水和沙石的吸热能力，他们应该收集的证据是；（3）表一为某实验小组同学记录的部分实验数据。请根据表中的实验数据进行分析比较出水和沙石的吸热能力。结论：。【强化9】．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择两图进行实验，实验时要观察比较两种燃料的热值大小；（2）若图甲烧杯中为50mL的水，若10g酒精燃烧后放出的热量被水吸收，温度计示数升高了20℃，则酒精的热值是。这种方法测出的热值比“标准值”（选填“偏大”“偏小”或“一样”）。理由是。（3）比较不同物质的比热容，老师选用图丁中的装置进行试验，根据实验结果绘制出a、b两种液体的温-时间图像（如图戊）。由图像可看出液体a的比热容（选填“大于”、“小于”或“等于”）液体b的比热容。若液体b是水[]，则液体a的比热容为。四、计算题【强化10】．高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具将10kg的水从25℃加热到100℃。已知水的比热容是，高能聚合油的热值约为。求：（1）这些水吸收的热量；（2）若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%，则燃烧了多少千克高能聚合油。【