資源簡介

(共52張PPT)
內能及其利用
分子動理論
常見的物質是由大量的分子、原子構成的
物質內的分子在不停地做熱運動
分子之間存在引力和斥力（分子間存在間隙）
改變方式
做功
熱量 熱傳遞
內能
影響因素
比熱容
定義
圖像
應用
熱量計算：Q=cm t
熱值
定義
單位
計算：Q放=mq或Q放=Vq
熱機效率
定義
影響因素
計算：η=
熱機
內燃機
汽油機
柴油機
能量守恒定律
一種形式
吸、放熱能力
可以類比機械能
完全燃燒
4個沖程的特點及能量轉化
利用
熱
考點一
分子動理論、內能和熱量
分子 動理論 　①常見的物質是由大量的　　　　　　構成的;
　②構成物質的分子在不停地做　　　　運動;(擴散現象)
　③分子間同時存在相互作用的　　　　和　　　　。
　[注意]擴散現象還表明,分子間　　　　(選填“存在”或“不存在”)間隙。擴散現象的快慢與溫度有關,溫度越　　　　,擴散現象越明顯
分子、原子
無規則
引力
斥力
存在
高
(續表)
內能 定義 　構成物質的所有分子,其熱運動的　　　　與分子　　　　的總和叫物體的內能
改變方式 　熱傳遞 　做功
實質 　能量的　　　　(包括輻射、對流和傳導三種方式) 　能量的　　　
動能
勢能
轉移
轉化
(續表)
內能 補充 說明 　①熱傳遞的條件:物體間存在　　　　。 　②熱傳遞的方向:能量從　　　　物體傳遞到　　　物體,或從同一物體的　　　部分傳遞到　　　　部分(自發的),直至溫度相同。 　③規律:物體吸收熱量,內能　　　　;物體放出熱量,內能　　　　　 　做功的兩種情況:一是外界對物體做功,物體的內能　　　,其他形式的能轉化為　 　;二是物體對外界做功,物體的內能　　　　,
　　　　轉化為其他形式的能
聯系 　熱傳遞和做功在改變物體的內能上是　　　　的
溫度差
高溫
低溫
高溫
低溫
增加
減少
增加
內能
減少
內能
等效
(續表)
熱量 　定義:在熱傳遞過程中,傳遞內能的多少叫熱量(Q),單位是焦耳(J);注意熱量是過程量,只能說“吸收”或“放出”
1.【易錯辨析】判斷下列說法的正誤。
(1)固體很難被壓縮,表明固體分子間只存在斥力 (　　)
(2)破鏡不能重圓,說明分子之間只有斥力沒有引力(　　)
(3)我們不敢大口喝熱氣騰騰的湯,是因為湯中含有的熱量較多 (　　)
(4)物體溫度升高,內能一定增加 (　　)
(5)發生熱傳遞時,熱量總是從內能大的物體傳遞給內能小的物體 (　　)
基礎配練
×
×
×
√
×
2.(2024廣西)關于分子動理論,諺語“有麝自來香,不必迎風揚”表明了分子在不停地做無規則的　　　　;寒冬,我們常搓手取暖,這是通過　　　　(選填“做功”或“熱傳遞”)的方式增大內能的。
運動
做功
[解析]諺語“有麝自來香,不必迎風揚”,這是擴散現象,說明分子在不停地做無規則運動;我們常搓手取暖,克服摩擦做功,將機械能轉化為內能,是通過做功的方式改變物體內能的。
3.江西真題組合 (1)(2023江西節選)近年來,江西多措并舉,打造美麗鄉村,為老百姓留住了鳥語花香的田園風光。聞到“花香”是　　　　現象。
(2)(2024江西節選)某同學用餐時發現從熱湯中取出的金屬勺很燙手,這是通過　 　　的方式改變物體內能的。
擴散
熱傳遞
物理量 比熱容 熱值
定義 　一定質量的某種物質,在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比,叫這種物質的比熱容(c) 　某種燃料　　　　燃燒放出的熱量與其質量(或體積)之比,叫這種燃料的熱值(q)
單位 　焦每千克攝氏度[符號:　 ] 　焦每千克(符號:J/kg);焦每立方米(符號:J/m3)
考點二
比熱容、熱值
完全
J/(kg·℃)
(續表)
物理量 比熱容 熱值
理解 　比熱容是描述物質吸、放熱本領的物理量,只與物質的　　　　和　　　　有關,與物體的質量、體積、吸熱、放熱等無關 　熱值是燃料本身的一種特性,它只與燃料的
有關,與燃料的質量、體積、是否完全燃燒等無關
公式 　Q=　　　　　(用Δt表示溫度變化); 　變形公式:m=　　　,Δt=　　　　 　固體、液體燃料:Q放=
　　　;
　氣體燃料:Q放=　　　
種類
狀態
種類
cmΔt
qm
qV
水的比熱容是　　　　　　　　　　;利用水的比熱容大的實例:一是取暖,二是散熱,三是調節氣候。
注意
4.2×103 J/(kg·℃)
4.【易錯辨析】判斷下列說法的正誤。
(1)1000 g水的比熱容是500 g水的比熱容的兩倍(　　)
(2)物質的比熱容只與物質的種類有關 (　　)
(3)同種物質,狀態改變,比熱容不變 (　　)
(4)冬天樓房中的暖氣用水做介質,是因為水的比熱容大 (　　)
(5)熱值大的燃料,放出的熱量一定多 (　　)
(6)燒水時,加大燃氣灶的火力可以提高燃氣的熱值(　　)
(7)發射火箭用液態氫作燃料是因為氫的密度小 (　　)
基礎配練
×
×
×
√
×
×
×
5.(2024廣元)隨著科技發展,人們已經開始將氫能作為一種新能源加以利用。已知氫燃料的熱值為1.4×108 J/kg,水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)。如果一輛汽車平均每月消耗氫燃料30 kg,這些氫燃料完全燃燒釋放的熱量為
　　　　　J,若這些熱量完全被水吸收,可使　　 　　kg水的溫度從20 ℃升高到100 ℃。
4.2×109
1.25×104
[解析]氫燃料完全燃燒釋放的熱量:
Q=mq=30 kg×1.4×108 J/kg=4.2× 109 J;
根據熱量的計算公式可得水的質量:
m==1.25×104 kg。
熱機 　定義:利用內能做功的機械。 　工作原理:燃料的化學能 內能 　　　　能
內燃機 汽油機 柴油機
相同點 　①一個工作循環有四個沖程:　　　沖程、　　　沖程、　　 沖程、　　　　沖程。1個工作循環中,曲軸和飛輪轉動　　　　周,活塞往復運動　　　　次,對外做功　　　　次。 　②做功沖程中將　　　轉化為　　　　;壓縮沖程中將　　 　轉化為　　　　。吸氣、壓縮和排氣沖程是依靠飛輪的　　　　來完成的,　　　 沖程是唯一對外做功的沖程
考點三
熱機、熱機效率
機械
吸氣
壓縮
做功
排氣
2
2
1
內能
機械能
機械能
內能
慣性
做功
(續表)
不同點 　①汽缸頂部有　 ; 　②汽缸吸入的是汽油與空氣的混合物; 　③汽油機是點燃式 　①汽缸頂部有　　 　;
　②汽缸吸入的是空氣;
　③柴油機是壓燃式
熱機 效率 　定義:熱機用來做　　　　的那部分能量與燃料完全燃燒放出的 　　　　之比叫熱機的效率。 　公式:η=　　　　。 　提高熱機效率的方法:①使燃料充分燃燒;②保持良好潤滑,減小機械摩擦;③減少各種熱量損失等
火花塞
噴油嘴
有用功
能量
6.汽油機在壓縮沖程中,進氣門關閉,排氣門　　　　(選填“關閉”或“打開”),此時是將　　 　能轉化為　　 　能,使汽缸內汽油的溫度　　　(選填“升高”或“降低”)。如圖5-1所示是汽油機的　　　沖程,此沖程是將
　　　能轉化為　　　　能。
基礎配練
圖5-1
關閉
機械
內
升高
做功
內
機械
突破
探究不同物質吸熱的情況
【問題】
1.夏季,白天海灘上的沙子燙腳,但海水卻非常涼爽,這表明不同物質的吸熱本領不同,水和食用油誰的吸熱能力強呢
【證據】
2.實驗所選用的器材中測量工具有溫度計、天
平、　　　　。實驗裝置如圖5-2所示。
3.液體選擇:實驗中應選用　　　　相同的不同
液體進行實驗。
停表
圖5-2
質量
4.選用相同熱源的目的: 　 。
5.轉換法:
(1)通過觀察相同加熱時間內　　　　　　　　　來比較不同物質的吸熱能力,溫度變化慢的物質吸熱能力強。
(2)通過比較升高相同溫度所需要的　　　　　　來比較不同物質的吸熱能力,加熱時間長的物質吸熱能力強。
6.控制變量法的應用:加熱時間相同時,控制物質的　　　　相同,改變物質的種類。
保證相同加熱時間內物質吸收的熱量相同
溫度變化的快慢
加熱時間
質量
7.下表是某實驗小組獲得的實驗數據:
加熱時間/min 0 2 4 6 8 10
水的溫度/℃ 5 10 15 20 25 30
食用油的溫度/℃ 5 15 25 35 45 55
【解釋】
8.分析表格數據可知,當質量相同的水和食用油升高相同溫度時,　　　吸收的熱量更多,由此可得　　　　的吸熱本領更強。(均選填“水”或“食用油”)
9.分析表格數據可知,當相同質量的水和食用油加熱時間相同時,水和食用油吸收的熱量相同,　　　　升高的溫度更多,　　　的吸熱本領更強。(均選填“水”或“食用油”)
水
水
食用油
水
【交流】
10.本實驗中水和食用油的初溫可以不相同,這是因為該實驗比較的是水和食用油的　　　　　　　　,所以只需記錄它們的初溫和末溫即可。
11.比熱容的應用:應選用比熱容較　　　的物質作為冷卻劑。
溫度的變化量
大
例 如圖5-3甲所示是“探究不同物質吸熱升溫的現象”的實驗裝置,林紅同學用兩個相同的容器(圖中用虛線表示)分別裝入質量相等的A、B兩種液體,用相同的裝置加熱。
【證據】
(1)實驗前,按　　　　　　(選填“自上而下”或“自下而上”)的順序組裝器材,除了圖中顯示的實驗器材,還要用到的
測量工具有天平和　　　　。
圖5-3
(2)從實驗效果考慮,本實驗選擇　　　　(選填“燒杯”或“易拉罐”)作為盛放液體的容器較好,實驗中使用玻璃棒的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)實驗中兩種液體吸收熱量的多少可通過　　　　　　　　(選填“液體升高的溫度”或“加熱時間”)來比較。
圖5-3
【解釋】
(4)根據實驗數據繪制的溫度與時間的關系圖像如圖乙所示,分析圖像可知:質量相等的A和B兩種液體,在升高相同溫度時,　　　液體吸收的熱量較多;質量相等的A和B兩種液體,在吸收相同熱量時,　　　　升溫較高。
【交流】
(5)冬天,小華想自制一個暖手袋,若只能從A或B中選一種液
體裝入暖手袋作為供暖物質,則應選擇　　　　液體。
圖5-3
例 如圖5-3甲所示是“探究不同物質吸熱升溫的現象”的實驗裝置,林紅同學用兩個相同的容器(圖中用虛線表示)分別裝入質量相等的A、B兩種液體,用相同的裝置加熱。
【證據】
(1)實驗前,按　　　　　　(選填“自上而下”或“自下而上”)的順序組裝器材,除了圖中顯示的實驗器材,還要用到的
測量工具有天平和　　　　。
圖5-3
自下而上
停表
例 如圖5-3甲所示是“探究不同物質吸熱升溫的現象”的實驗裝置,林紅同學用兩個相同的容器(圖中用虛線表示)分別裝入質量相等的A、B兩種液體,用相同的裝置加熱。
(2)從實驗效果考慮,本實驗選擇　　　　(選填“燒杯”或“易拉罐”)作為盛放液體的容器較好,實驗中使用玻璃棒的目的是
　　　。
(3)實驗中兩種液體吸收熱量的多少可通過
　　 (選填“液體升高的溫度”或“加熱時間”)
來比較。
圖5-3
易拉罐
攪拌使液體受熱
均勻
加熱
時間
例 如圖5-3甲所示是“探究不同物質吸熱升溫的現象”的實驗裝置,林紅同學用兩個相同的容器(圖中用虛線表示)分別裝入質量相等的A、B兩種液體,用相同的裝置加熱。
【解釋】
(4)根據實驗數據繪制的溫度與時間
的關系圖像如圖乙所示,分析圖像可
知:質量相等的A和B兩種液體,在升高
相同溫度時,　　　液體吸收的熱量較多;質量相等的A和B兩種液體,在吸收相同熱量時,　　　　升溫較高。
圖5-3
A
B
例 如圖5-3甲所示是“探究不同物質吸熱升溫的現象”的實驗裝置,林紅同學用兩個相同的容器(圖中用虛線表示)分別裝入質量相等的A、B兩種液體,用相同的裝置加熱。
【交流】
(5)冬天,小華想自制一個暖手袋,若只
能從A或B中選一種液體裝入暖手袋
作為供暖物質,則應選擇　　　　液體。
圖5-3
A
(6)實驗方案的改進:
①用如圖5-4所示裝置進行實驗的優點:
使用同一熱源加熱可以 　 。
②用規格相同的電加熱器代替酒精燈,對不同物質進行加熱的好處:

　(寫出一點即可)。
· 考情預測
圖5-4
確保相同時間內兩種物質吸收的熱量相同
電加熱
器更容易控制相同時間內提供的熱量相同(或內部加熱熱量損失少)
(7)[表格設計]為了比較水和沙子吸熱本領的大小,小明用兩個相同的酒精燈分別給水和沙子加熱,并設計了記錄實驗數據的表格,請你幫他將實驗表格中A處的內容補充完整:　　　　　　　。
物質 A 升高5 ℃ 所需時間t/s 升高10 ℃ 所需時間t/s 升高15 ℃
所需時間t/s
水
沙子
質量m/kg
例 1 (2018江西)經過美食街時,同學們總能聞到風味獨特的“臭豆腐”的味道,這屬于　　　 現象;“臭豆腐”經過烹飪后,加快了　　　的無規則運動。
例 2 (2019江西)當液體溫度升高時,其分子　 　　　　　　加劇,以至于表層中有更多的分子脫離液體分子的束縛跑到空氣中去。氣體分子間距很大,相互作用力很小,表現為氣體沒有固定的　　　　和體積。
考向一
分子動理論
擴散
分子
無規則(或熱)運動
形狀
例 3 關于如圖5-5所示的四個演示實驗現象,下列說法中不正確的是 (　　)
A.圖甲:墨水在熱水中擴散得快,說明溫度
越高分子無規則運動越劇烈
B.圖乙:懸掛一定重物后兩個鉛塊沒有被
拉開,是由于大氣壓作用的結果
C.圖丙:用力推入活塞,活塞內的水很難被
壓縮,說明分子間存在相互作用的斥力
D.圖丁:水與酒精混合時,總體積比預計的
要小,說明分子之間有空隙
圖5-5
B
[解析]墨水在熱水中擴散得快,說明溫度越高分子無規則運動越劇烈,故A正確;
兩個鉛塊沒有被重物拉開說明分子間存在相互作用的引力,不是大氣壓的作用,故B錯誤;
用力推入活塞,活塞內的水很難被壓縮,說明分子間存在相互作用的斥力,故C正確;
水與酒精混合時,總體積比預計的要小,這是因為分子之間有空隙,水和酒精分子相互填補了對方的空隙,因而體積變小,故D正確。
例 4 (2021江西)2020年我國開啟了航天新征程,“嫦娥五號”成功登月并順利取回了1731 g月壤樣品,樣品的質量不會隨它的形狀、狀態、溫度和　　　　　　的改變而改變。如圖5-6所示,返回艙穿越大氣層時溫度升高,這是通過　　　　的方式使其內能增加而導致的。
考向二
改變內能的兩種方式
圖5-6
空間位置
做功
例 5 (2018江西)如圖5-7所示是課間同學們在教室里嬉戲的場景,恰巧被老師用手機拍下。上課后,老師形象地將圖中①的動作描述為熱傳遞中的傳導,其②和③可分別描述為熱傳遞中的　　　　和　　　　。
圖5-7
對流
輻射
例 6 (2016江西)家庭取暖用的電油汀是一種電熱器,電油汀工作時,其溫度升高是通過電流　　　　的方式改變物體的內能;電油汀周圍氣溫升高是通過　　　　的方式改變物體的內能。
做功
熱傳遞
[解析] 電池汀工作時,消耗電能產生內能,即通過電流做功的方式改變物體的內能;電油汀周圍氣溫升高是通過熱傳遞的方式改變物體的內能。
例 7 科學推理 (2017江西)如圖5-8所示,兩個容積相同的保溫杯,同時裝滿溫度相同的熱水,過了一會兒,甲杯的外壁比乙杯熱,由此可判斷　　　杯保溫性能較好,杯壁變熱是通過　　　　的方式改變了它的內能。
圖5-8
乙
熱傳遞
例 8 (2010江西)如圖5-9所示,火柴頭在火柴盒上輕輕劃過就能擦燃,這是通過　　　　的方式改變了物體的　　　　能。
圖5-9
做功
內
例 9 (2011南昌)生產生活中,我們常利用水的比熱容大這一特征,下列實例中與這一特征無關的是 (　　)
A.福島核電站受損后灌注海水降溫
B.汽車發動機中用水循環冷卻
C.晚間,在春播秧田里灌水保溫
D.三峽水電站建水壩儲水發電
考向三
比熱容與熱值的理解
D
例 10 (2023撫州二模)2020年6月我國用長征三號乙運載火箭(如圖5-10所示),成功發射“北斗”系統最后一顆全球組網衛星,火箭發射時,在發射臺下有一個大水池,讓高溫火焰噴到水中,用水來降溫是利用水具有較大的　　 　這一性質。火箭用液態氫作燃料,是因為液態氫的　　　 大。
圖5-10
比熱容
熱值
例 11 (2019江西)如圖5-11所示是小普同學跟爺爺學習氣功的四個基本動作。由此他聯想到熱機的四個沖程,下圖中與做功沖程最相似的是(　　)
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
考向四
熱機及能量的轉化
圖5-11
C
例 12 (2017江西)在汽油機的做功沖程中,高溫、高壓的燃氣推動活塞運動做功,則下列說法中正確的是 (　　)
A.燃氣的內能減少,溫度升高
B.燃氣的內能增加,溫度升高
C.燃氣的內能減少,溫度降低
D.燃氣的內能增加,溫度降低
C
例 13 (2024齊齊哈爾)(多項選擇)關于單缸四沖程汽油機,下列說法正確的是(　　)
A.加潤滑油可以減小汽油機零部件間的摩擦
B.通過改進可以使汽油機的效率達到100%
C.除做功沖程外,其他三個沖程都是依靠飛輪的慣性完成的
D.若飛輪的轉動速度為1200 r/min,則該汽油機每秒鐘對外做功40次
AC
[解析]加潤滑油可以減小摩擦,A正確;由于存在能量損失,汽油機的效率不可能達到100%,B錯誤;除做功沖程外,其他三個沖程都是依靠飛輪的慣性完成的,C正確;若飛輪的轉動速度為1200 r/min,則該汽油機每秒鐘飛輪轉20圈,完成10個工作循環,對外做功10次,D錯誤。
例 14 傳統文化 (2014江西)《舌尖上的中國第二季》聚焦于普通人的家常菜,讓海內外觀眾領略了中華飲食之美。如圖5-12所示是通過煎、炒、蒸、拌烹調的四種美食,下列對其中所包含
的物理知識的認識正確的是(　　)
A.煎:煎鍋一般用鐵制造,主要是利用了鐵的
比熱容大
B.炒:主要是通過做功的方式使藜蒿和臘肉
的內能增加
考向五
熱學綜合
圖5-12
C.蒸:是通過熱傳遞和高溫水蒸氣液化放熱,使榆錢飯蒸熟
D.拌:香蔥和豆腐要拌著才能入味,說明分子沒有做無規則運動
圖5-12
[答案] C
例 15 (2014撫州)(多項選擇)下列關于熱現象的說法,正確的是 (　　)
A.物體的溫度越高,分子熱運動越劇烈
B.同一物體溫度越高,具有的內能越多
C.物體吸收的熱量越多,其比熱容越大
D.燃料燃燒越充分,其熱值越大
AB
[解析] 物體吸收的熱量越多,其比熱容不一定越大,因為吸收熱量的多少還與質量和溫度的變化量有關,故C錯誤;燃料的熱值與燃料的種類有關,與其他因素無關,故D錯誤。
例 16 跨學科實踐 (2022江西)如圖5-13所示,某同學用燃氣灶燒水給餐具消毒。已知密閉鍋內水的質量為5 kg,水的初溫為22 ℃,當水剛好燒開時,共消耗了0.06 m3的天然氣(設天然氣完全燃燒),該燃氣灶燒水的熱效率為70%。求:[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),天然氣的熱值為4.0× 107 J/m3]
(1)0.06 m3的天然氣完全燃燒所放出的熱量。
(2)以上過程中,水吸收的熱量。
(3)密閉的鍋內水燒開時的溫度。
考向六
熱量的相關計算
圖5-13
例 16 跨學科實踐 (2022江西)如圖5-13所示,某同學用燃氣灶燒水給餐具消毒。已知密閉鍋內水的質量為5 kg,水的初溫為22 ℃,當水剛好燒開時,共消耗了0.06 m3的天然氣(設天然氣完全燃燒),該燃氣灶燒水的熱效率為70%。求:[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),天然氣的熱值為4.0×
107 J/m3]
(1)0.06 m3的天然氣完全燃燒所放出的熱量。
圖5-13
解:(1)0.06 m3的天然氣完全燃燒所放出的熱量:
Q放=V天然氣q天然氣=0.06 m3×4.0×107 J/m3=2.4×106 J。
例 16 跨學科實踐 (2022江西)如圖5-13所示,某同學用燃氣灶燒水給餐具消毒。已知密閉鍋內水的質量為5 kg,水的初溫為22 ℃,當水剛好燒開時,共消耗了0.06 m3的天然氣(設天然氣完全燃燒),該燃氣灶燒水的熱效率為70%。求:[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),天然氣的熱值為4.0×
107 J/m3]
(2)以上過程中,水吸收的熱量。
圖5-13
(2)燃氣灶燒水的熱效率為70%,則水吸收的熱量:
Q吸=ηQ放=70%×2.4×106 J=1.68×106 J。
例 16 跨學科實踐 (2022江西)如圖5-13所示,某同學用燃氣灶燒水給餐具消毒。已知密閉鍋內水的質量為5 kg,水的初溫為22 ℃,當水剛好燒開時,共消耗了0.06 m3的天然氣(設天然氣完全燃燒),該燃氣灶燒水的熱效率為70%。求:[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),天然氣的熱值為4.0×
107 J/m3]
(3)密閉的鍋內水燒開時的溫度。
圖5-13
(3)水燒開時,水溫度的變化量:
Δt==80 ℃,
所以密閉的鍋內水燒開時的溫度:
t=t0+Δt=22 ℃+80 ℃=102 ℃。
例 17 (2024九江永修模擬)跨學科實踐 如圖5-14所示,我國自主研制的大型水陸兩棲滅火機“鯤龍號”在低空進行投水表演。若航行20 min,滅火機消耗航空燃油900 kg,發動機的平均功率為1.5×107 W,航空燃油的熱值為4×107 J/kg。求:
(1)消耗的航空燃油完全燃燒放出的熱量。
(2)發動機的效率。
圖5-14
解:(1)航空燃油完全燃燒放出的熱量:
Q放=m燃油q=900 kg×4×107 J/kg=3.6×1010 J。
例 17 (2024九江永修模擬)跨學科實踐 如圖5-14所示,我國自主研制的大型水陸兩棲滅火機“鯤龍號”在低空進行投水表演。若航行20 min,滅火機消耗航空燃油900 kg,發動機的平均功率為1.5×107 W,航空燃油的熱值為4×107 J/kg。求:
(2)發動機的效率。
圖5-14
(2)根據P=得,滅火機發動機做的功:
W=Pt=1.5×107 W×20×60 s=1.8×1010 J,
發動機的效率:
η=×100%=×100%=50%。

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