九年级科学上册 第14讲 内能教案 浙教版

1、内能教学主题内能授课日期及时段教学过程学习内能相关知识冬天的时候坐在取暖器前为什么能感受到温暖,如何计算燃料燃烧的热量1.热运动：物体内部大量微粒的无规则运动。 温度越高，微粒的无规则运动越剧烈。2.内能：物体内部大量微粒作无规则运动时具有的能。任何物体都具有内能物体内能包括所有分子无规则运动动能、分子间相互作用势能内能的单位：焦耳。 物体所含的粒子数影响内能的因素 物体的温度3.物体内能的改变 做功改变物体内能的方法： 热传递(1) 做功改变物体的内能；对物体做功，可以使物体的内能增加；物体对外做功，本身的内能会减小。 压缩气体，即对气体做功，气体内能增加；气体膨胀，即气体对外做功，气体内能

2、减小(2) 热传递改变物体的内能：物体从外界吸收热量，内能就增加；物体向外界放出热量，内能就会减小。 热传递：热量从高温物体向低温物体或从同一物体高温部分向低温部分传递的现象。 （1）热传递的三种方式：传导、对流、辐射。 （2）热传递总是由高温物体指向低温物体，高温物体放出热量温度降低，低温物体吸收热量温度升高，直到两物体温度相等为止。4.热量，内能与温度之间的关系 热量：在热传递中，传递的能量的多少。 物体内能增加或减小，则物体的温度不一定上升或下降（比如晶体的熔化和凝固的过程） 物体温度上升或下降，则物体的内能一定上升或下降。 物体吸热，内能不一定增加。（还可以是同时对外做功了） 内能增加

3、，不一定吸收了热量（还可能是有外界对物体做了功）5.热量的计算 （1）比热容，简称比热，是单位质量物质的热容量，即是单位质量物体改变单位温度时的吸收或释放的热量。比热容是表示物质热性质的物理量。通常用符号c表示。比热容与物质的状态和物质的种类有关。它不随温度而改变，是物质的特性。 热量的计算：Q=cmt Q表示热量、c表示物体的比热、m表示物体的质量、t表示变化的温度; c水=4.2103焦/（千克）表示每千克的水温度升高1摄氏度，所吸收的热量为4.2103焦.燃烧的热值：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值。（2）热值的单位：焦/千克。燃料完全燃烧时放出的热量=燃料的热值燃料

4、的质量,即Q=mq【经典例题】题型一：热量，内能与温度之间的关系例1.关于温度、热量、内能，说法正确的是（）A 相互接触的两个物体，热量总是从内能多的物体传向内能少的物体B 物体吸收了热量，它的温度一定升高C 质量相同时，温度升高较多的物体吸收的热量一定多D 物体内能减小时，不一定是物体放出了热量【解析】A、相互接触的两个物体，热量总是从高温物体传到低温物体故A错误B、物体吸收热量，温度不一定增加，比如晶体在熔化过程中，虽然从外界吸收了热量，但温度保持不变故B错误 C、质量相同时，温度升高较多的物体吸收的热量不一定多，因为由吸热公式：Q=cmt可知，物体吸收的热量跟物质的比热容有关两个因素不能

5、决定物体吸热的多少故C错误 D、物体内能减小时，可能是放出了热量，也可能时对外做功。【答案】D例2.关于温度、热量、内能，以下说法正确的是 ( ) A0的冰没有内能 B水沸腾时继续吸热，温度保持不变 C物体的温度越低，所含的热量越多 D物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变【解析】：一切物体在任何情况、任何温度下都有内能，故A错误；水沸腾时继续吸热，温度保持不变，B正确；热量是热传递过程中物体内能转移的量度，但如果不发生热传递，内能没有改变，就不存在热量之说，所以物体“含有热量”的说法是错误的；物体内能的大小不仅与温度有关，还与物体的种类、质量、状态等因素有关，所以温度不变，

6、物体的内能不一定不变。【答案】B题型二：热量的计算例3.一个塑料瓶装有500mL水，则所装水的质量为_g，把它放置在太阳底下1小时后，水温由10升至30，水吸收的热量为_J【解析】水的质量可用公式m=V计算，水吸收的热量可用公式Q吸=mc计算水的质量m=V=10103 kgm350010-6m3=05kg=500g，这些水由10升至30的过程中吸收的热量Q吸=mc=42103J(kg)05kg(30一10)=42104J。【答案】500 2104题型三：改变物体内能的方法例4.下列有关能量转化或转移的说法中正确的是( )A电动机通过热传递的方式将电能转化为机械能B古人钻木取火是通过做功将机械能

7、转化为内能C内燃机是通过做功的方式将机械能转化为内能D冷天搓手感到手掌发热，这是通过热传递的方式将机械能转移为内能【解析】电动机通过磁场对电流的作用将电能转化为机械能。内燃机是通过燃气做功的方式将内能转化为机械能。冷天搓手感到手掌发热，这是通过做功的方式将机械能转移为内能。【答案】B题型四：探究物质吸热能力的实验例5.为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验，实验数据记录如下表。 (1)从表中数据可知，水和食用油的质量_ (填“相同”或“不相同”)，加热结束时，食用油的温度比水温度_ (填“高”或“低”) (2)在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水

8、加热更长的时间，此时，水吸收的热量_(填“大于”、“等于或“小于)食用油吸收的热量 (3)实验表明，_(填“水”或“食用油”)吸热的能力更强【解析】用相同的酒精灯给水和食用油加热,加热时间越长,吸热时间就越长,吸热就越多,实验中,水和食用油的质量都相同,吸收的热量Q相同,水升高的温度低于食用油升高的温度,由公式可知, 大于,也就是说,水的吸热能力比食用油强【答案】(1)相同 高 (2)大于 (3)水题型四：热值例6.完全燃烧0.21kg的酒精所放出的热量，全部被质量为50kg、温度为20的水吸收，则水温升高 。（c水=4.2103J/（kg）q酒精=3.0107Jkg）【解析】酒精完全燃烧释放

9、的热量是Q=mq=0.21kg3.0107Jkg=0.63107J.这些热被水全部吸收后水温升高为t=Q/(mc)=0.63107J/50kg4.2103J/（kg）=30。【答案】30例7.为了响应“节能减排”的号召，小周家买了一台容积为100L的太阳能热水器。请你与小周一起，对太阳能热水器进行研究与计算。(1)太阳能是 能源(填“可再生”或“不可再生”)。太阳的巨大能量来自于太阳内部的 反应。(2)小周早晨把热水器加满水，温度传感器显示水温为18，下午放学时看到显示的水温为78，则热水器中的水吸收了多少热量?与使用电热水器相比，相当于节约了多少度电?【不计电热水器的热量损失，c水4.210

10、3J(kg)】(3)该热水器的说明书中介绍，真空管热水器可以把90的太阳能转化为水的的内能，真有这么高的效率吗?小周查阅资料知道，他们所在地区单位受光面积上接收太阳能的功率为P，小周还需要测量哪些物理量，并运用本题计算出的热量Q，就可估测出这台热水器的光热转化效率?写出效率的表达式。(用代表物理量的字母表示，不需要计算具体数据)【解析】(2)水的总质量:水吸收的热量:相当于节约电能:(3) 测出太阳能热水器的有效受光面积S和两次水温记录之间的光照时间t。光热转化效率：【答案】(1)可再生,核聚变(热核) （2）7度 （3）知识点1：内能的概念、因素、方式内能：物体内部所有分子 做无规则运动的动

11、能 和 分子势能的 总和，叫做物体的内能决定因素：物体的质量、温度等方式：热传递改变物体内能的一种方式做功 - 改变物体内能一种方式条件：物体间或同一物体的不同部分间存在着 温度差 ，就会发生热传递方向：热从 高温物体 传到 低温物体 ，或从物体的 高温部分 传到 低温部分 ，直到 温度相等 (热平衡)时为止知识点2：热机所有热机的共同特点：将燃料燃烧时获得的内能转化为机械能工作原理：内燃机的一个工作循环由 吸气、压缩、做功和排气 四个冲程组成活塞从 气缸一端运动到另一端 叫做一个冲程在压缩冲程中， 机械能 转化为 内能 ；在做功冲程中， 内能 转化为 机械能 在四个冲程中，只有 做功冲程 是

12、燃气对外做功，其余三个冲程叫做辅助冲程，都是依靠 飞轮的惯性 带动曲轴完成的在内燃机的一个工作循环中，活塞来回 两次 ，曲轴转动 两周 ，对外做功 一次 ，共有 四个 冲程二、同步题型分析题型1：内能的概念、因素、方式例1：关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（） A温度低的物体可能比温度高的物体内能多 B物体内能增加，温度一定升高 C物体内能增加，一定要从外界吸收热量 D物体温度升高，它的热量一定增加答案：A例2：下列现象中，属于热传递的方法改变物体内能的是（） A刚从蒸笼里拿出的馒头，放一阵子变凉了 B冬天天冷，通过搓手发热取暖 C用锤子敲打石头时，锤子发热 D给自行车车胎打气，打气筒

13、壁变热了答案：A例3：如图4所示实例中，属于内能转化为机械能的是 （ ） A两手相互B水沸腾时 C锯木头D儿童沿滑梯 摩擦能发热蒸汽冲开壶盖锯子发烫滑下感到热答案：B题型2：热机例1：下图是汽油机工作时各种冲程的示意图，从能量转化的角度看，其中与左图实验相同的是（） A B C D答案：B例2：一台内燃机的转速是1440转分，那么在每秒钟内（） A转轴转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程 B转轴转动1440转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程 C转轴转动1440转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程 D转轴转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成2

14、4个冲程答案：B例3：下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况.关于对图中的补充正确的是 ( ) A做功冲程 内能转化为机械能 压缩冲程 机械能转化为内能 B压缩冲程 内能转化为机械能 做功冲程 机械能转化为内能 C做功冲程 机械能转化为内能 压缩冲程 内能转化为机械能 D压缩冲程 机械能转化为内能 做功冲程 内能转化为机械能 答案：D比热容1、比热容(C)单位质量的某种物质温度 升高（或降低）1吸收（或放出）的热量，叫做这一物质的比热容（1）单位 ： J/（kg）读作“焦每千克摄氏度”（2）比热容反映了物质的吸热本领，比热越大，不容易升温，也不容易降温。相

15、同质量的物质比热容大的，吸热能力大，但温度变化慢（3）比热定义也适用温度降低的情况例如水的比热：表示1千克水温度降低1摄氏度需要放出4.2103焦的热量2、热量计算(热量的表示Q，单位J)计算公式 Q吸=cm（tt0） Q放=cm(t0-t) t=tt0或t =t0t，3、探究物体温度升高吸收的热量与那些因素有关? 将一定质量的沙子和水分别放在相同烧杯中,用相同酒精灯加热,并用搅棒不断的搅拌,观察沙子和水升高20所需的时间.方案一：加热时间相同，比较升高的温度的多少。方案二：升高相同的温度，比较加热时间的长短。实验中注意问题：1、易拉罐（烧杯）应放在石棉网上加热,温度计的玻璃泡不能接触容器底部

16、。2、实验过程中要不断搅拌，注意不要损坏温度计（和烧杯）。3、实验时及时记下相关数据。热值比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量1、如何比较不同燃料燃烧时放出热量的多少？、方案用质量相等的水，吸收质量相等的不同燃料完全燃烧放出的热量，比较水吸热后升高的温度。2、研究方法：燃料完全燃烧放出热量的多少，是通过水吸热后升高的温度来反映的。3、控制相同的条件有：液体的初温（不同也行）4、器材5、要求：让燃料完全燃烧。6、现象：质量相等的酒精和碎纸片完全燃烧后，烧杯中水温的变化情况不同。7、结论：质量相等的不同燃料完全燃烧所放出的热量一般不同。例1：如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质

17、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，燃料完全燃烧放出的热量，是通过_来反映的；(2)比较不同物质吸热升温的特点：应选择_两图进行实验；不同物质吸热的多少是通过_来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）；关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是：_A采用相同的加热方法 B烧杯中分别装入相同体积的物质 C使用相同的烧杯如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，吸热后它们的 温度随时间变化的图象如图19所示，由图可以看出，_液体的温度升高得较慢，_液体的比热容较大 答案：（1）甲乙 温度计示数的变化 （2）甲丙 加热时间 B B B例2：

18、某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见下表）加热的时间/min0123456甲杯水温/25272932343638乙杯水温/25262728293031（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（在甲图中）：先调整固定 的位置，再调整固定 的位置（选填“A”或“B”）（2）为保证实验结论的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的 、 （3）通过表中记录本的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 （4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中

19、燃料的质量，并根据记录的数据，利用公式Q吸=cm（t-t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值你认为他的计算结果可靠吗？ ，为什么？ 解析：（1）实验前，首先调整好实验装备，根据酒精灯外焰的高度调整铁架台的高度，根据烧杯和烧杯中水的高度调整温度计的高度（2）实验时应控制两套装置中相同的量，加热时间，水的质量，水的初温（3）甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由Q=cmt知，末温高的吸收的热量较多；在相同的加热设备下，相同时间内，消耗的燃料相同，由Q=qm知，水温上升高的，对应的燃料的热值较大（4）要考虑实验的严密性，燃料并没有完全燃烧，且燃烧后所产生的热

20、量并没有全部传递给水，有热量损失答案：（1）B，A（2）质量，初温（3）煤油（4）不可靠，燃料并没有完全燃烧，且燃烧后所产生的热量并没有全部传递给水，有热量损失例3：刘芳同学制作了一个底面积为1m2的透明玻璃箱，中午测得玻璃箱吸收太阳能的功率为100W，经过太阳100min的照射则（1）在这段时间内玻璃箱所吸收太阳的能量是多少？（2）在玻璃箱内装有质量为l0kg温度是20的水，若有42%的太阳能被水吸收，这些太阳能可以使玻璃箱内的水温度升高到多少？（3）若改用热值为2.1107J/kg的生物燃油给水加热，燃油完全燃烧所产生的热量只有20%被水吸收，要使同样的水升高相同的温度至少需要燃烧多少kg

21、的燃油？若燃油的密度为0.75103kg/m3，则这些燃油的体积是多少？解析：由题知，P=100W，t=6000s，m=l0kg，t0=20，（1）玻璃箱所吸收的太阳能量：Q=Pt=l00W6000s=6105J，（2）水吸收的热量Q吸=Q42%=42%6105J=2.52105J，Q吸=cmt，水升高到的温度：t=t0+t=20+6=26；（3）由题知，Q吸=qm20%，答案：（1）玻璃箱所吸收的太阳能为6105J；（2）水升高到的温度为26；（2）需要燃烧0.06kg的柴油，柴油的体积为80cm3检测题1：关于物体的内能，下列说法正确的是（） A温度相等的1 kg和100 g的水内能相同

22、B物体内能增加，一定要从外界吸收热量 C温度为0的物体没有内能 D在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少解析：A、水的内能不仅与温度有关，还和水的质量有关；故温度相等的1kg水和100g水的内能不同；故A错误； B、改变内能的方法有两种，做功和热传递；物体内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能外界对它做功；故B错误； C、一切物体都有内能，故C错误； D、物体的内能与温度有关；同一物体温度升高时，内能增加，温度降低时，内能将减小；故D正确答案：D检测题2：对于下列四幅图中解释错误的是（）A B 下滑时臀部有热的感觉是由于克服摩擦做功 冷天人们喜欢搓手取暖是由于热传递改变内能C D水的比

23、热容大用来冷却发动机 酒精蒸发吸热用来给高烧病人降温解析：A、下滑时臀部有热的感觉是由于克服摩擦做功使物体的温度升高，不符合题意； B、冷天人们喜欢搓手取暖是由于摩擦做功改变内能，符合题意； C、因为水的比热容大常用来冷却发动机，不符合题意； D、因为酒精蒸发吸热所以可用来给高烧病人降温，不符合题意；答案：B检测题3：如下图所示向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电火花发生器的按钮，看到盒盖飞出去。在此过程中，酒精燃烧后的燃气的_能转化为塞子的_能。图_中(填“乙”或“丙”)汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。若某四冲程汽油机在工作时飞轮转速为3600rmin，则每秒做功

24、_次。答案：内 机械 丙 30检测题4：空气能热水器是通过吸收空气中的热量来制造热水的“热量搬运”装置其工作原理是：空气能热水器在工作时，吸收空气中的能量Q，消耗的电能为W，通过热交换使水吸收的热量为Q吸，即Q吸=Q+W，所以它的热效率（ 的值）可以达到300%500%已知某型号空气能热水器的热效率为400%，电功率为1400W，当用此热水器将100kg的水从15加热到55时水的比热容为4.2103J/（kg），干木柴的热值为1.2107J/kg求：（1）水吸收的热量；（2）水吸收的热量相当于完全燃烧多少千克的干木柴所释放的热量；（3）空气能热水器完成上述加热过程所用的时间解析：（1）水吸收的

25、热量：Q吸=cm（t-t0）=4.2103J/（kg）100kg（55-15）=1.68107J；（2）由题知，Q吸=Q放，需要的干木柴质量：解得t=3103s，答案：水吸收的热量为1.68107J：需要完全燃烧1.4kg干木柴；空气能热水器用时3103s检测题5：小明在研究物体吸收的热量与哪些因素有关时，他在两只相同的杯子里，装入质量相等的A、B两种不同的液体，用两个相同的加热器给它们加热，如图甲所示用温度计测出两种液体在不同时刻的温度，并画出它们温度随时间变化的图像，如图乙所示（1）根据实验物体吸收热量的多少可能与 和 有关。（2）热量是一个抽象的物理量。本实验将“物体吸收热量的多少”转化

26、为通过比较_来实现,这种方法称为“转换法”。(3) 以下描述中同样采用“转换法”的是_ A水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流 B根据物质在常态下的形状和体积是否固定，可将物质分为三态 C研究导体的电阻与导体的长度，横截面积，材料是否有关系 D通过观察木桩被重物打入沙子的深度，可比较重物重力势能的大小答案：（）物质的种类（比热容） 升高的温度（）加热时间的长短 D能力培养综合题1: 将质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了3，然后又向保温容器中倒入一小杯同质量同温度的热水，水温又上升了2.8不计热量的损失，则可判断（） A热水和冷水的温度差为

27、87，m0：m=1：28 B热水和冷水的温度差为69，m0：m=1：32 C热水和冷水的温度差为54T：，m0：m=1：24 D热水和冷水的温度差为48，m0：m=1：20解析：设热水和冷水的温度差为t，质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了3，Q吸=Q放，从而可知，cm0（t-3）=cm3，又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水，水温又上升了2.8，Q吸=Q放，从而可知，cm0（t-3-2.8）=c（m+m0）2.8，则-得：2.8cm0=3cm-2.8cm-2.8cm0，整理得：5.6cm0=0.2cm，把它代入式得：cm0（t-3）=c28

28、m03，解得：t=87答案：A综合题2: 比热容是2.44103焦/（千克）的酒精和水（4.19103焦/千克）均匀混合后，比热容变成了2.94103焦/（千克），则混合液中酒精和水质量之比是多少？解析：混合液温度升高t吸收的热量：Q总=c液m液t=c液（m1+m2）t，酒精吸收的热量：Q酒=c酒m1t，水吸收的热量：Q水=c水m2t，则Q总=Q水+Q酒，c液（m1+m2）t=c酒m1t+c水m2t，（c液-c酒）m1=（c水-c液）m2，m1：m2=（c水-c液）：（c液-c酒）=（4.19g/cm3-2.94g/cm3）：（2.94g/cm3-2.44g/cm3）=5：2答案：A综合题3:

29、 森林是一巨大的天然“氧吧”，因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气.小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：用一脸盆装6kg的水,水面的表面积为0.1m2，经太阳垂直照射15min，温度升高了5.请计算：（1）实验时6kg的水吸收了多少热量？（2）若地表植物接收太阳能的能力与水相等，每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳？（3）100 m2绿地每秒可以放出多少升的氧气？（若绿色植物在光合作用下每吸收103J的太阳能可以放出0.05L的氧气）答案：（1）6kg水经15min照射吸收的热量： Q吸=cm（t-t0）=4.2103J/(kg)6kg5=1.26105J （

30、2）每秒钟获得的能量为:1.26105J / (1560) =1.4102J 每平方米绿色植物每秒钟接收的太阳能为：1.4102J / 0.1=1.4103J （3）100 m2绿色植物每秒钟接收的太阳能可以放出的氧气为： (1.4103J / 103J)0.05 L100 =7L 综合题4: 有一堆从河中捞出的湿砂子，测得其比热容为1.2103J/（kg）已知干砂子的比热容为0.9103J/（kg），则这堆砂子含水的质量百分比是多少？水的比热容为4.2103J/（kg）解析：设出以下物理量：m1-干砂子的质量，m2-水的质量，m-砂子和水的混合物的质量；c1-干砂子的比热容，c2-水的比热容，c-砂子和水的混合物的比热容；Q1-干砂子吸收的热量，Q2-水吸收的热量，Q-砂子和水的混合物吸收的热量；t-温度差砂子和水的混合物、砂子、水各自吸收的热