第十二章内能内能的利用

1、第十二章内能 内能的利用,1. 物质的构成 （1）常见的物质是由大量的 和 构成的. （2）分子直径的数量级一般为10-10 m. 2. 原子及其结构 （1）原子的结构：原子由原子核和核外电子构成.原子核带 电荷，由质子和中子构成；核外电子带 电荷. （2）在通常情况下，原子核和核外电子所带电荷数相等，原子整体不显电性，物体对外也不显电性.,分子,原子,正,负,（3）空间尺度大小比较： 分子原子原子核；宇宙银河系太阳系. 3. 分子热运动 （1）扩散现象 定义：不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散.气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象. 举例：“夏天荷花飘香”；闻到气味；堆煤的

2、地面土层发黑等. 扩散现象的解释： a.一切物质的分子都在 ； b.物质的分子之间存在 . 影响因素：扩散现象的剧烈程度与 有关， 越高，扩散现象越明显.,不停地做无规则运动,间隙,温度,温度,（2）分子热运动：扩散现象等大量事实表明，一切物质的分子都在不停地做 ，这种运动叫做分子的热运动.温度越 ，分子运动越剧烈. （3）分子热运动和机械运动的区别,无规则运动,高,4. 分子间作用力 （1）分子之间同时存在 .分子间作用力是这种斥力和引力的合力. （2）分子间作用力的特点 a.固体、液体被压缩时，作用力表现为斥力，所以固体和液体很难被压缩； b.固体被拉伸时，作用力表现为引力，所以拉伸固体需

3、要用力； c.气体中，分子相距较远，作用力常可忽略，所以气体的体积容易改变. 5. 分子动理论 a.物质是由大量 组成的；b.分子在永不停息地做 运动； c.分子间存在着相互作用的 力和 力.,引力和斥力,分子,无规则,引,斥,1. 定义：物体内部所有分子无规则运动的 与分子 的总和. 2. 特点：一切物体在任何情况下都具有内能. 3. 影响因素：同一物体的 越高，其内能越大.物体的内能还与物体的质量、状态等有关. 4. 改变内能的方式 （1）热传递 实质：能量的 . 条件：不同物体或同一物体的不同部分之间存在 .,动能,势能,温度,转移,温度差,方向：热量总是从高温物体传向低温物体，或从物体

4、的高温部分传向低温部分. 结果：使不同物体或同一物体的不同部分 相同. 应用举例：炒菜烧饭，用煤气灶烧水，用热水袋取暖，烤火取暖，晒被子等. （2）做功 实质：内能与其他形式能的转化. 应用举例：钻木取火，搓手取暖，燃气推动活塞运动，摩擦生热等. （3）做功和热传递对内能的影响:不存在热传递时，物体对外做功，物体的内能 ；外界对物体做功时，物体的内能 . 不存在做功时，物体吸热，内能 ；物体放热，内能 . 做功和热传递对改变物体的内能是 的.,温度,减小,增大,增大,减小,等效,5. 温度、内能、热量三者的区别,（1）同一物体温度变化，物体的内能一定发生变化. （2）内能变化有可能是热传递的结

5、果，也可能是做功的结果. （3）物体吸收或放出热量一定是发生了热传递. （4）物体只吸收或放出热量，它的内能一定变化，但温度不一定改变.如冰熔化时吸收热量，内能增加，但温度却保持在0 不变.同样，物体放出热量，温度也不一定降低.,判断以下命题的正误 1. 破镜不能重圆，是因为分子间存在斥力. ( ) 2. 温度低于0 ，水分子停止无规则运动. ( ) 3. 温度足够低时，物体内能可能为零. ( ) 4. 30 的水的内能一定大于20 的水的内能. ( ) 5. 物体内能增大时，温度一定升高. ( ) 6. 一定质量的物体温度不变时，内能一定不变. ( ) 7. 物体运动越快，分子动能越大，物体

6、内能越大. ( ) 8. 内能相等的物体间不会发生热传递. ( ) 9. 物体含有的热量越多，温度就越高. ( ),1. 定义：一定质量的某种物质，在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的 和升高(或降低)温度的乘积之比；符号： . 2. 单位： ， 符号： 3. 物理意义：表示物质吸热或放热能力的强弱. 4. 公式表述：,质量,c,焦/(千克摄氏度),j/(kg),5. 比热容的理解 （1）比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度、吸放热的多少均无关； （2）质量相同的不同物质，当吸收或放出相同热量时，比热容大的物质温度变化 ； （3）质量相同的不同物质，

7、当温度的变化量相同时，比热容大的物质吸收或放出的热量 . 6. 水的比热容 （1）水的比热容是4.2103 j/(kg)； （2）水比热容大的利用：一是取暖，二是散热(冷却剂)，三是调节气候.,小,多,1. 定义：利用内能做功的机械叫热机. 2. 内燃机： （1）工作特点：燃料直接在发动机汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功； （2）种类：常见的内燃机有汽油机和柴油机； （3）冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程.,3. 汽油机的工作原理,内,内,机械,两,1,做功,飞轮的惯性,4. 汽油机与柴油机的区别,1. 定义：某种燃料完全燃烧放出的 与其

8、之比. 2. 符号及单位：热值用字母 表示，热值的单位是j/kg或j/m3. 3. 特点：热值是燃料的一种属性，只与燃料的 有关，与燃料的形状、体积、质量无关.,热量,质量,q,种类,1. 利用比热容计算热量 公式：q=cmt c表示比热容，单位是j/（kg）；m表示质量，单位是kg；t表示温度的变化量，单位是；,1,判断以下命题的正误 1. 冰和水属于同一种物质，因此比热容相同. ( ) 2. 比热容大的物质，升温时吸收的热量一定多；热值大的燃料，燃烧时放出的热量一定多. ( ) 3. 燃料没有充分燃烧时，热值将减小. ( ) 4. 燃料的热值越大，热机的效率越高. ( ) 5. 水的温度从

9、10 升高到30 ，温度的变化量是30 . ( ) 6. 沿海地区昼夜温差较小，是因为水的比热容大. ( ) 7. 热电厂将废热用来供暖，提高了燃料的利用率. ( ) 8. 不计热量损失，标准大气压下，1 kg水吸收4.2105 j的热量，温度一定升高100 . ( ),【例1】（2019烟台）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ） a. 物体的内能增加，温度一定升高 b. 物体温度升高，一定吸收了热量 c. 物体温度降低，内能一定减少 d. 物体吸收了热量，温度一定升高 【例2】（2018贵港）关于温度、热量、热传递和内能，下列说法中不正确的是（ ） a. 0 的冰块内能一定不为零b.

10、 物体温度升高，内能一定增加 c. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 d. 温度高的物体，内能不一定大,c,c,【例3】（2019盐城）用天然气灶将一壶质量为2 kg、初温为30 的水加热到80 ，消耗了16 g天然气.已知水的比热容为4.2103 j/（kg），天然气的热值为 j/kg，则天然气完全燃烧放出的热量为 j，水吸收的热量为4.2105j，天然气灶烧水的效率为 %. 【例4】（2019广安）太阳能具有环保、可再生等优点，某品牌太阳能热水器在一天的有效照射时间内，将热水器中质量为50 kg、初温为15 的水升高到55 .水的比热容c水=4.2103 j/(kg）求： （1）热

11、水器中水吸收的热量q； （2）若改用焦炭来加热这些水，需要完全燃烧多少千克焦炭？（焦炭的热值q=3107 j/kg，设焦炭放出的热量全部被水吸收）,6.72105,4.2105,62.5,【例5】豆浆是中国传统饮品，营养丰富，易消化吸收，有美白皮肤，抗衰老的作用，小明利用某豆浆机制作豆浆时，观察到该款豆浆机的铭牌参数如下所示.求: （1）电机正常工作1 min消耗的电能. （2）由于豆浆机加热功率模糊不清，为了测出它加热时的功率，小明关闭家中其他用电器，让豆浆机正常加热2 min，观察到标有“3 000 r/（kwh）”字样的电能表转盘闪烁80转，求豆浆机的加热功率. （3）在某次制作豆浆时，

12、将1 kg温度为14 的豆浆加热到64 ，用时5 min，则该豆浆机的加热效率是多少？豆浆的比热容为4.2103 j/（kg）,1. 实验所用器材：水、食用油、相同规格的电加热器、温度计两个、 、天平、烧杯两个. (1)温度计的使用：不能接触容器底或容器壁. (2)温度计的读数=大格示数小格示数分度值. 2. 实验物质的选择：选择 相同的不同物质. 3. 实验器材的组装顺序： . 4. 选择相同的热源的目的：保证相同时间内吸收的热量相同.,秒表,质量,先下后上,5. 控制变量法及转换法的应用 (1)通过质量相等的不同物质在加热相同的时间，比较温度变化的快慢来判断物质的吸热能力：温度变化快的物质

13、吸热能力弱. (2)通过质量相等的不同物质在升高相同的温度，比较加热时间长短来判断物质的吸热能力：加热时间长的物质吸热能力强. 6. 根据实验数据绘制温度时间图像. 7. 误差分析：存在热量损失.,8. 实验相关拓展：实验中需要保持水和食用油的初温相等吗？为什么？,不需要；原因是实验中通过比较水和食用油的温度变化情况来判断它们的吸热能力，因此不需要控制初温相同.,9. 实验改进 （1）更换热源（酒精灯换成电热器加热，加热器能够更好地控制在相同时间内物质吸收的热量相同） （2）用如图所示的装置进行实验（同一热源加热，确保相同时间内吸收的热量相同）,实验结论： 相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同；相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同,【例】（2019泰州）如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华用两个相同的容器（图中用虚线框表示）分别装入质量相等的a、b两种液体，用相同的装置加热.,（1）从实验效果考虑，本实验选择 （选填“烧杯”或“易拉罐”）作为盛放液体的容器较好，实验中使用玻璃棒的目的是 . （2）两种液体吸收热量的多少可通过 （选填“液体升高的温度”或“加热时间”）比较. （3）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：质量相等的a和b两种液体，在升高相同温度时，