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第19課時 分子動理論、內(nèi)能
（含熱機）
01
課標解讀
1.了解物質(zhì)世界的大致尺度，能按空間尺度大小的順序排列一些從宏觀
到微觀有代表性的物體。
2.了解分子熱運動的主要特點，知道分子動理論的基本觀點。
3.了解內(nèi)能和熱量，知道影響內(nèi)能大小的因素，知道做功和熱傳遞是改
變物體內(nèi)能的兩個途徑。
4.通過實驗，了解比熱容，能運用比熱容說明簡單的自然現(xiàn)象，能計算
有關物質(zhì)的比熱容相關的簡單問題。
5.從能量轉化的角度認識燃料的熱值，能通過查閱燃料的熱值表，根據(jù)
燃料熱值進行簡單的計算。
6.了解熱機的工作原理，知道內(nèi)能的利用在人類社會發(fā)展史中的重要意
義，能從能量轉化的角度認識提高效率的重大意義，會進行熱機效率的簡
單計算，知道提高熱機效率的途徑。了解熱機對社會發(fā)展所起的作用和對
環(huán)境的影響。
02
知識點梳理
知識點
一
分子動理論
1.物質(zhì)的組成：物質(zhì)是由分子或
原子組成的，分子是由______組成的，
原子是由原子核和繞核運動的帶負電
原子
電子
中子
夸克
2.物質(zhì)的空間尺度：銀河系 太陽系 太陽 地球 月亮 生物體
分子 原子 原子核 質(zhì)子、中子 電子。
的______組成的，原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的______組成的，質(zhì)
子和中子都是由______組成的。
3.分子動理論
（1）分子之間存在著______。的水與 的酒精混合后，液體
總體積小于 。
（2）一切物質(zhì)的分子都不停地在做____________。溫度越____，分子
無規(guī)則運動越劇烈。
（3）分子之間存在______，如緊壓在一起的鉛柱很難被分開。分子之
間存在______，如固體和液體很難被壓縮。
空隙
無規(guī)則運動
高
引力
斥力
考點
1
物質(zhì)結構與空間尺度
例1 [2024廣東] 在如圖所示的原子模型中， 是( )
D
A.原子核 B.質(zhì)子 C.中子 D.電子
【名師點撥】 盧瑟福提出的原子核式結構模型應用了建立模型法。原
子的核式結構模型直觀形象地解釋了原子的內(nèi)部結構,對于這種結構的理解,
我們可以類比熟悉的太陽系：原子核位于原子的中心,電子在核外繞著原子
核運動,就像地球繞著太陽運動一樣。
變式訓練1 [2022福建] 中國航天從“天宮”建站到“嫦娥”奔月，從“天問”探火
到“羲和”追日，一步步邁進探索星辰大海的偉大征程。下列星球空間尺度最
大的是( )
D
A.地球 B.月球 C.火星 D.太陽
考點
2
分子動理論
例2 [2024江蘇連云港] 下列現(xiàn)象中能說明分子在不停地做無規(guī)則運動的是
( )
A
A.花香滿園 B.塵土飛揚 C.雪花飄飄 D.落葉紛紛
【名師點撥】 本題考查分子熱運動和機械運動的區(qū)分。從概念上判斷，
分子熱運動是物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動,而機械運動則是一個物體相
對于另一個物體位置的改變。從現(xiàn)象上判斷，微觀世界中分子的無規(guī)則運
動是肉眼看不到的,而宏觀世界中物體的機械運動是肉眼能看到的。從引起
運動的原因上判斷，分子熱運動是自發(fā)的,永不停息的,不受外力影響的,而物
體的機械運動要受到外力的影響。
變式訓練2 [2024四川成都] 成都別稱芙蓉城、蓉城，這座以花為名的城市
自古與花結緣，大詩人陸游魂縈夢牽的詩中美景“二十里中香不斷，青羊宮
到浣花溪”依舊是成都一道靚麗的風景線，詩人聞到花香屬于______現(xiàn)象。
詩句“花氣襲人知驟暖”所蘊藏的物理知識是：分子做無規(guī)則運動的劇烈程度
與______有關。
擴散
溫度
例3 [2024江蘇鹽城] 將兩個表面光滑的鉛塊相互擠壓，它們會粘在一起，
不容易拉開，這一現(xiàn)象說明( )
D
A.分子間有空隙 B.分子在運動 C.分子間有斥力 D.分子間有引力
【名師點撥】 分子間的引力和斥力是同時存在的,并不是有引力時就沒
有斥力,有斥力時就沒有引力。只是當分子間距離在一定范圍內(nèi) 小于
時以排斥為主,斥力大于引力,對外表現(xiàn)為斥力;在大于 時以
吸引為主,引力大于斥力,對外表現(xiàn)為引力;若分子間的距離大到一定程度
大于 ,分子間的相互作用會變得十分微弱,可以認為沒有相互作用。
在具體現(xiàn)象中,要明確到底是引力還是斥力作用的結果,要特別注意區(qū)分分子
間的作用力與物體間的作用力,如：磁體與磁體間的作用力就不屬于分子間
的作用力。
變式訓練3 [2024漳州期末] 功夫茶是閩南地區(qū)流行的一種大眾飲茶方式，
泡茶時能聞到濃濃茶香，說明分子在不停地做____________；拿起杯蓋，
滴到桌上的兩滴水珠接觸時，能自動結合成一滴較大的水珠，表明分子間
存在______。
無規(guī)則運動
引力
知識點
二
物體的內(nèi)能
1.內(nèi)能
（1）定義：物體內(nèi)所有分子無規(guī)則運動的______以及分子______的總
和叫做物體的內(nèi)能。內(nèi)能是自然界能量存在的一種形式。內(nèi)能的國際單位
是______,符號為__。
（2）影響因素：一切物體,在任何情況下都具有內(nèi)能。同一物體,在相
同物態(tài)下,溫度越高,分子的熱運動越______,內(nèi)能越____,溫度降低時,內(nèi)能
______。此外,物體的內(nèi)能還與物體的質(zhì)量、材料、狀態(tài)有關。
動能
勢能
焦耳
劇烈
大
減小
2.改變內(nèi)能的方式
熱傳遞 做功
實質(zhì) 能量的______ 能量的______（其他形式能
內(nèi)能）
說明 ①發(fā)生條件：物體之間或物體的 不同部分之間存在________； ②方向：高溫處 低溫處； ③終止條件：溫度達到一致 ①外界對物體做功,物體內(nèi)能
______；
②物體對外界做功,物體內(nèi)能
______
聯(lián)系 熱傳遞和做功對改變物體的內(nèi)能是______的;物體的內(nèi)能發(fā)生改 變,可能是通過熱傳遞,也可能是通過做功 轉移
轉化
溫度差
增加
減少
等效
3.熱量
（1）在熱傳遞過程中______________的多少叫做熱量，熱量通常用字
母___表示,常用單位是______，符號是 。
（2）說明：熱量是過程量，只能用“吸收”或“放出”來描述。一般情況
下，物體吸收熱量時，內(nèi)能______；放出熱量時，內(nèi)能______。
物體內(nèi)能傳遞
焦耳
增加
減少
考點
3
內(nèi)能、改變內(nèi)能的方式
例4 [2024福建] “煮”的篆體寫法如圖。表示用火燒煮食物。下列實例與“煮”
在改變物體內(nèi)能的方式上相同的是( )
A
A.熱水暖手 B.鉆木取火 C.搓手取暖 D.擦燃火柴
【名師點撥】 做功和熱傳遞都是改變物體內(nèi)能的方式，但它們在本質(zhì)
上有明顯的區(qū)別：做功改變內(nèi)能是能量的轉化過程，當對物體做功時，物
體的內(nèi)能增加，因為外界對物體施加了力，并且物體在力的方向上發(fā)生了
位移，這樣物體的動能增加，而由于能量守恒，物體的內(nèi)能也隨之增加。
反之，當物體對外做功時，物體的內(nèi)能減少。這個過程涉及到力和位移，
是能量形式的轉化。熱傳遞改變內(nèi)能是能量的轉移過程，熱傳遞是指熱量
從高溫區(qū)向低溫區(qū)移動的過程，熱量是一種能量形式，熱量從高溫物體傳
遞到低溫物體，或者是從物體的高溫部分傳遞到低溫部分，而不涉及到力
的作用和位移的產(chǎn)生，只是能量的直接轉移。
變式訓練4 [2024湖南] 有關能量的轉移、轉化和利用，下列說法正確的是
( )
C
A.電烤爐取暖，是電能轉移到人體
B.鉆木取火，是內(nèi)能轉化為機械能
C.中醫(yī)提倡的熱水泡腳，是通過熱傳遞的方式增大腳部的內(nèi)能
D.用嘴對著手哈氣取暖，主要是通過做功的方式增大手的內(nèi)能
變式訓練5 [2024龍巖模擬] 關于溫度、熱量、內(nèi)能和比熱容，下列說法中
正確的是( )
C
A.物體的溫度不變，它的內(nèi)能一定不變
B.物體吸收熱量后，內(nèi)能增大，比熱容增大
C.物體的內(nèi)能增加，可能是外界對物體做功
D.熱量總是從內(nèi)能大的物體向內(nèi)能小的物體傳遞
知識點
三
比熱容
1.比熱容
（1）定義：單位質(zhì)量的物質(zhì)______每升高（或降低） 所吸收
（或放出）的______;用符號__表示。
（2）物理意義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)升高（降低） 吸收（放出）
的______，是描述物質(zhì)________________的物理量。
（3）單位：焦耳每千克攝氏度，符號是__________。
（4）影響因素：與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關（不同的物質(zhì)，比熱容一般
不同）,與其質(zhì)量、體積、溫度等無關。
溫度
熱量
熱量
吸（放）熱能力
2.水的比熱容大的應用
水的比熱容是,表示 的水溫度升高（或降低）
吸收（或放出）的熱量是__________ ，能調(diào)節(jié)氣溫（人工湖、滇池），
取暖（秧田里灌水防凍），作冷卻劑等。
3.熱量的計算
______,其中表示______,單位為__；表示______,單位為____； 表
示______________,單位是___； 表示________,單位是__________。
注：吸熱時________，放熱時 ________。
熱量
質(zhì)量
溫度的變化量
比熱容
考點
4
比熱容的理解及應用
例5 [2024湖北武漢] 下列事例中，與“水的比熱容較大”這個特性無關的是
( )
B
A.汽車發(fā)動機用水作冷卻劑
B.人游泳之后從水中出來，風一吹感覺更冷
C.海邊晝夜溫度變化比沙漠中小，適于居住
D.生物體內(nèi)水的比例很高，有助于調(diào)節(jié)生物體自身的溫度
【名師點撥】 從兩個角度理解比熱容。一是從吸、放熱本領理解，物
質(zhì)的比熱容大小表示物質(zhì)的吸、放熱本領強弱，質(zhì)量相同的不同物質(zhì)升高
或降低相同的溫度,比熱容越大,吸收或放出的熱量越多,比熱容越小,吸收或
放出的熱量越少。
二是從溫度改變的難易程度理解，物質(zhì)的比熱容大小表示物質(zhì)的溫度
改變的難易程度，質(zhì)量相同的不同物質(zhì)吸收或放出相同的熱量,比熱容越大,
溫度變化越小,比熱容越小,溫度變化越大。
變式訓練6 [2024江蘇揚州改編] 選用水來冷卻拖拉機的發(fā)動機，是因為水
的比熱容____（選填“大”或“小”），如果水箱裝有質(zhì)量為 的水，水溫
從上升到，水吸收了__________ 的熱量。
大
變式訓練7 [2024龍巖一檢] 龍州濕地公園作為龍巖城區(qū)海綿生態(tài)公園之一，
不僅起到美化綠化的作用，還有效地調(diào)節(jié)周圍環(huán)境的氣溫，請你用所學的
物理知識解釋濕地公園能有效調(diào)節(jié)氣溫的主要原因。
解：根據(jù)可知 ，濕地公園多水，水的比熱容較大，相同質(zhì)
量的水和土壤、沙石比較，白天吸收相同的熱量，水的溫度升高的少；夜
晚放出相同的熱量，水的溫度降低的少，能有效調(diào)節(jié)周圍環(huán)境的氣溫。
變式訓練8 [2024山東煙臺] 在探究“物質(zhì)的吸熱能力與哪些因素有關”的實
驗中，用質(zhì)量是 的水和表中等質(zhì)量的另一種物質(zhì)進行對比，作出的圖
像如圖所示。實驗過程中，水和另一種物質(zhì)在相同時間內(nèi)吸收的熱量相等，
分析圖像可以得出圖線___（選填“”或“ ”）對應的物質(zhì)為水，另一種物質(zhì)
為______，這種物質(zhì)在內(nèi)吸收的熱量為___________ 。
煤油
物質(zhì) 比熱容
水
酒精
煤油
蓖麻油
考點
5
探究不同物質(zhì)的吸熱能力
【名師點撥】
1.實驗器材：______和______相同的水和煤油、溫度計、秒表、天平、
選取相同的酒精燈或電加熱器的目的：_______________________________
_________。加熱液體時應用攪拌器攪拌的目的：使燒杯中的液體________
___。
質(zhì)量
初溫
保證相同時間內(nèi),水和食用油吸收的熱量相同
受熱均勻
2.實驗方法
（1）__________法：選取______、______相同的不同物質(zhì)，用______
的電加熱器加熱。
（2）轉換法：
①通過________________來反映物質(zhì)吸收熱量的多少;
②升高相同的溫度時，通過比較________________來判斷吸熱能力的
強弱；加熱時間相同（吸收相同的熱量）時，通過比較____________來判
斷物質(zhì)吸熱能力的強弱。
控制變量
質(zhì)量
初溫
相同
加熱時間的長短
加熱時間的長短
升高的溫度
3.進行實驗并記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制溫度—時間圖像，得出結論。
4.實驗結論：相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量______。
5.實驗誤差分析：實驗使用酒精燈的小組實驗數(shù)據(jù)可能有較大的差異。
原因是____________________________________________________。
改進方法是__________________________________________，其優(yōu)點
是：（1）__________________________________________________；（2）
____________________________。
不同
實驗中所使用的酒精燈在相同的時間內(nèi)供給的熱量有差異
用規(guī)格相同的電加熱器對不同的物質(zhì)進行加熱
與酒精燈相比，更容易控制相同時間內(nèi)提供的熱量相同
從物質(zhì)內(nèi)部加熱，熱量損失少
例6 [2022福建改編] 在探究“不同物質(zhì)吸熱的情況”實驗中，實驗裝置如圖
甲所示。
（1）在兩燒杯中分別裝入初溫相同且______相等的水和沙子；
（2）用相同的酒精燈加熱的目的是__________________________________
_____；
（3）在組裝器材時應先調(diào)節(jié)___（選填“”或“ ”）的高度,調(diào)節(jié)它的高度是
為了__________________________________；
（4）加熱時用玻璃棒不斷攪拌的目的是____________________；
（5）要完成該實驗,除圖甲所示器材外,還需要的一個測量工具是______；
質(zhì)量
保證相同時間內(nèi)水和沙子吸收的熱量相同
確保實驗過程中用酒精燈的外焰加熱
使水和沙子受熱均勻
停表
（6）加熱后，測得水的溫度如圖乙所示，該示數(shù)為____ ；
48
（7）多次實驗后得到的數(shù)據(jù)如下表
升高的溫度/ 5 10 15 20
加熱水的時間/ 2.5 5 7.5 10
加熱沙子的時間/ 1 2 3 4
（8）分析實驗數(shù)據(jù)可得：質(zhì)量相同的水和沙子,升高相同的溫度,水吸收的
熱量大于沙子吸收的熱量,說明____（選填“水”或“沙子”）的吸熱本領大；
水
（9）在對實驗進行反思時,某同學將實驗裝置進行了改進，如圖丙所示。與
原裝置相比,該裝置的優(yōu)點是_________________________________________
______；（答出一條即可）
用水浴法加熱,水和沙子受熱更均勻并且不需要攪拌
（10）此實驗中把沙子或者水吸收熱量的多少轉換為________________
（選填“升高溫度的多少”或“加熱時間的長短”）；
加熱時間的長短
（11）本次實驗采用的科學方法有___。
A
A.控制變量法 B.比值定義法 C.類比法
變式訓練9 [2024齊齊哈爾] 小姜利用如圖甲所示的裝置“比較不同物質(zhì)吸熱
的情況”。
（1）器材：相同規(guī)格的電加熱器、燒杯、溫度計各兩個，以及______
（填測量工具）、托盤天平（含砝碼）、水和煤油；
秒表
（2）選取兩個相同規(guī)格的電加熱器進行實驗，目的是為了通過比較______
___________來比較物質(zhì)吸收熱量的多少；
加熱時間的長短
（3）實驗中選取初溫不同、______相同的水和煤油，分別倒入燒杯中，用
電加熱器加熱，當它們吸收相同的熱量時，通過比較____________來比較
不同物質(zhì)吸熱能力的強弱；
質(zhì)量
升高的溫度
（4）如圖乙所示，小姜正確使用溫度計測量液體的溫度，按照圖中___
（選填“”“”或“ ”）方法讀數(shù)是正確的；實驗中某時刻溫度計示數(shù)如圖丙
所示為____ ；
66
（5）部分實驗數(shù)據(jù)如表所示，分析數(shù)據(jù)可得出結論：____（選填“水”或“煤
油”）的吸熱能力更強。
加熱時間/ 0 1 2 3 4 …… 10
水的溫度/ 30 34 38 42 46 …… 70
煤油的溫度/ 10 18 26 34 42 …… 90
水
知識點
四
熱機
1.定義：熱機是利用______做功的機械。常見的熱機有蒸汽機、內(nèi)燃機、
汽輪機、噴氣發(fā)動機等。
2.內(nèi)燃機：燃料直接在發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機。常見的有汽
油機和柴油機。
內(nèi)能
3.汽油機四沖程及特點：
示意圖 __________________ ____________________ ____________________ __________________
名稱 吸氣沖程 ______沖程 ______沖程 排氣沖程
能量轉化 / ______能轉化為 ____能 ____能轉化為 ______能 /
壓縮
做功
機械
內(nèi)
內(nèi)
機械
說明 四沖程汽油機的一個工作循環(huán)中，活塞往復運動___次，曲軸轉
動___圈，對外做功___次
與柴油機 的區(qū)別 （1）柴油機吸氣沖程進入汽缸中的只有空氣
（2）柴油機壓縮沖程中，缸內(nèi)氣體被壓縮的程度比汽油機更
大，因此缸內(nèi)氣體的溫度更高，壓強更大
（3）柴油機壓縮沖程末，噴油嘴噴出霧狀柴油，進行壓燃式點
火
2
2
1
續(xù)表
考點
6
熱機
例7 [2024福建模擬] 如圖所示是汽油機工作的四個沖程，其中表示機械能
轉化為內(nèi)能的沖程是( )
C
A. B. C. D.
【名師點撥】 如何判斷沖程和能量轉化。（1）判斷汽油機的四個沖
程,先看進氣門和排氣門的關閉情況,進氣門打開的是吸氣沖程,排氣門打開的
是排氣沖程,進氣門和排氣門都關閉的是壓縮沖程或做功沖程;活塞上行為壓
縮沖程或排氣沖程;活塞下行為吸氣沖程或做功沖程。（2）汽油機工作過程
中能量的轉化：①壓縮沖程：機械能 內(nèi)能;②做功沖程：化學能 內(nèi)能
機械能。
變式訓練10 [2024江蘇揚州] 家用燃油汽車的發(fā)動機主要是汽油機，下列說
法正確的是( )
B
A.汽油機的效率能達到
B.汽油機燃燒汽油會造成環(huán)境污染
C.汽油機的一個工作循環(huán)中，對外做功4次
D.汽油機在吸氣沖程中只吸入汽油
變式訓練11 [2024廈門模擬] 光發(fā)動機可用于衛(wèi)星的能源補充，原理如圖，
密閉氣室中 在光照下會分解，使氣室氣壓增大，推動活塞右移，無光
條件下發(fā)生逆反應，控制光照即可實現(xiàn)活塞往復運動。活塞右移過程相當
于汽油機的( )
C
A.吸氣沖程 B.壓縮沖程 C.做功沖程 D.排氣沖程
知識點
五
熱值與熱機效率
1.熱值
（1）定義：在標準狀態(tài)下某種燃料__________放出的熱量與所用該燃
料的質(zhì)量（體積）之比，用符號___表示，單位：______________________
_______，符號：___________。
（2）公式：____; 的單位為_____。
（3）特點：熱值是燃料的一種特性,只與____________有關,與燃料的
體積、質(zhì)量以及是否充分燃燒等無關。
完全燃燒
焦耳每千克（焦耳每立方米）
燃料的種類
2.熱機效率
（1）定義：熱機運轉中對外做的________與燃料__________所釋放的
能量的比值。
（2）公式：_ ___________（熱效率： ___________）
不僅適用于發(fā)動機等“標準”熱機,也適用于所有熱量轉化效率的計算。
有用功
完全燃燒
（3）燃料的能量走向示意圖
（4）提高途徑：①__________________________________;②使燃料充
分燃燒;③合理利用廢氣帶走的能量。
減少熱機工作過程中的各種能量損失
考點
7
熱值
例8 [2024江蘇連云港] 下列關于燃料的熱值說法正確的是( )
D
A.燃料燃燒越充分，其熱值越大
B.燃料的熱值越小，完全燃燒放出的熱量越少
C.一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的熱值將減小
D.焦炭的熱值是，完全燃燒焦炭能放出 的熱量
【名師點撥】 ①熱值是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關,與
燃料的質(zhì)量、體積、狀態(tài)、燃料是否完全燃燒及放熱多少均無關。②燃料
完全燃燒放出的熱量不僅與熱值的大小有關,還與燃料的質(zhì)量有關。
考點
8
熱量、熱效率的計算
例9 [2024四川達州] 在1個標準大氣壓下，小明用天然氣灶將質(zhì)量為 的
水，從加熱到沸騰，水吸收的熱量是___________ 。他家天然氣熱水
器的熱效率是，他某次洗澡，耗水，熱水器進水溫度是 ，出
水溫度是，他這次洗澡消耗天然氣______ 。已知水的比熱容是
，天然氣的熱值是 。
0.075
【名師點撥】
變式訓練12 [2024山西] 山西擁有豐富的歷史文化遺產(chǎn)。暑假期間小明一家
從平遙古城自駕前往五臺山，進行古建筑研學旅行。平遙古城到五臺山全
程約，駕車前往大約需要。汽油的熱值取 ，汽油
的密度 取
（1）求汽車的平均速度；
[答案] ；
解：汽車的平均速度 ；
（2）汽車全程消耗汽油，求汽油完全燃燒放出的熱量 ；
[答案] ；
【解析】全程消耗汽油的體積為 ；
汽油的質(zhì)量為 ；
汽油完全燃燒放出的熱量 ，
（3）若汽車發(fā)動機全程的平均功率為 ，求汽車發(fā)動機的效率。
[答案]
【解析】汽車全程所做的有用功為
，
則汽車發(fā)動機的效率 。

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