四川省達州市2020年中考物理一輪復習第5講內能與熱機課件

第5講

內能與熱機考點·梳理知識點知識點一分子動理論一?物質的組成常見的物質是由大量的_____組成的。_____能保持物質原來的性質。分子很小，通常以_____m為單位來量度分子。二?分子熱運動1.擴散：不同的物質在_________時彼此進入對方的現象叫做擴散。它表明了分子______________________和分子之間有______。2.分子熱運動：由于分子的無規(guī)則運動跟_____有關，所以這種無規(guī)則運動叫做分子的熱運動。溫度越高，分子運動越______。分子分子10-10間隙在不停地做無規(guī)則運動互相接觸溫度劇烈三?分子間的作用力1.分子間的作用力：分子之間存在_____，如被緊壓在一起的鉛柱很難被分開；分子之間存在_____，如鐵塊很難被壓縮。分子間的引力和斥力是同時存在的。2.分子間的作用力特點：當固體被壓縮時，分子間的距離變小，作用力表現為_____；當固體被拉伸時，分子間的距離變大，作用力表現為_____。如果分子相距很遠，作用力就變得十分微弱，可以忽略。3.分子動理論：物質是由大量分子組成的，____都在不停地做______的運動，分子間存在著_____和_____。引力斥力斥力引力分子無規(guī)則引力斥力1.分子運動和機械運動的區(qū)別：分子運動是肉眼看不見的，是分子自發(fā)的，而且是無規(guī)則的?永不停息的運動，屬于微觀粒子的運動，如花香四溢?蔬菜腌咸等；而機械運動是宏觀上物體的運動，是肉眼看得見的，如掃地時塵土飛揚?風吹樹葉搖動等。奪分點撥2.固態(tài)?液態(tài)和氣態(tài)的特征狀態(tài)微觀特性宏觀特性分子間距離分子間作用力有無固定形狀有無固定體積固態(tài)很小很大有有液態(tài)較大較大無有氣態(tài)很大很小無無示例1端午時節(jié)，空氣中彌漫著粽子的香味，“粽葉飄香”說明了分子____________；在吃粽子時，米粒和粽葉不容易分開，這說明分子間存在_____?！盎庖u人知驟暖”說明分子的運動與_____有關。雙基突破做無規(guī)則運動引力溫度知識點二內能和熱量一?內能1.定義：構成物體的所有分子，其熱運動的____與________的總和，叫做物體的內能。內能的單位是_______。2.影響因素：同一個物體，溫度越高，內能越____。3.特點：一切物體，不論溫度高低，都具有_____。例如：炙熱的鐵水具有內能；冰冷的鐵塊也具有內能。4.機械能和內能：機械能與整個物體的機械運動情況有關，而內能與物體內部分子的熱運動和分子之間的相互作用情況有關。動能分子勢能焦耳(J)大內能二?物體內能的改變1.改變物體內能的方式熱傳遞做功區(qū)別實質能量的_____能量的_____示例冬天對著手哈氣取暖冬天用力搓手取暖條件存在_______規(guī)律能量從高溫物體傳遞到低溫物體，直到溫度_____為止。物體放出熱量，內能____；物體吸收熱量，內能____外界對物體做功，物體的內能_____；物體對外界做功，物體的內能_____聯系熱傳遞和做功在改變物體的內能上是等效的轉移轉化溫度差相等減少增加增加減少2.熱量：在熱傳遞過程中，傳遞___________叫做熱量。熱量的單位是_______。三?燃料的熱值1.定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之___，叫做這種燃料的熱值。2.物理意義：熱值在數值上等于1kg某種燃料_________放出的熱量。3.單位：______________。能量的多少焦耳(J)比完全燃燒焦每千克(J/kg)4.性質：熱值是燃料本身的一種屬性，它只跟燃料的_____有關，與燃料多少?體積大小?溫度高低以及是否完全燃燒等均無關。5.公式：_______，式中q為燃料的熱值，m為燃料的質量；或______，式中V為氣體燃料的體積。種類Q放=mqQ放=Vq示例2下列關于溫度?熱量和內能的說法正確的是()A.物體吸收熱量，溫度一定升高B.60℃的水一定比30℃的水含有的熱量多C.熱傳遞過程中，熱量由高溫物體傳向低溫物體D.物體的內能增加，一定從外界吸收熱量雙基突破C【解析】物體吸收熱量，溫度不一定升高，比如，晶體在熔化過程中，吸收熱量，但溫度不變，故A錯誤；熱量是過程量，不能說含有熱量，故B錯誤；熱傳遞過程中，高溫物體放出熱量，低溫物體吸收熱量，即熱量由高溫物體傳向低溫物體，故C正確；物體的內能增加，可能是從外界吸收熱量，也可能是外界對物體做功，故D錯誤。故選C。知識點三比熱容一?比熱容1.定義：_________的物質，溫度每升高(或降低)___℃所吸收(或放出)的熱量，叫做該物質的比熱容，用符號___表示。2.單位：________________________。3.物理意義：反映了物質_____(或_____)熱量的能力。4.影響因素：比熱容是物質的一種重要特性，其大小與物質的_____?_____有關，與物質吸收或放出的熱量?質量?體積?溫度?形狀等無關。單位質量1c焦每千克攝氏度[J/(kg·℃)]吸收放出種類狀態(tài)5.物理含義：水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，其含義是

。6.熱平衡方程：在熱傳遞過程中，若不考慮能量的損失，則高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸收的熱量，即Q放=Q吸。(當兩物體溫度相等時達到熱平衡)

質量為1kg的水，溫度每升高(或降低)1℃吸收(或放出)的熱量為4.2×103J示例3下列事例中不是利用水的比熱容較大的特性的是()A.夏天在地上灑水會感到涼快B.北方樓房內的“暖氣”用水作為介質C.海邊晝夜溫差變化比沙漠中小D.生物體內水的比例高，有助于調節(jié)自身的溫度雙基突破A示例4用如圖所示的裝置，先后加熱初溫?質量均相同的水和煤油，比較兩種液體比熱容的大小，多次實驗表明：要讓水和煤油升高相同的溫度，水需要的加熱時間更長，以下關于該實驗的操作及分析錯誤的是()A.水比煤油的比熱容大B.加熱時用玻璃棒不斷攪拌，是為了使水和煤油受熱均勻C.實驗中可以不使用溫度計，讓水和煤油都沸騰后再比較加熱時間D.相同質量的水和煤油，若吸收相同熱量后，煤油比水升高的溫度大A知識點四熱機一?熱機1.定義：利用燃料的燃燒獲得的______來做功的機械叫做熱機。其能量轉化是___能轉化為______能。2.內燃機：燃料直接在發(fā)動機汽缸內燃燒產生動力的熱機，叫做內燃機。按照所用燃料的不同，可分為汽油機和柴油機。內能內機械二?汽油機吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程示意圖進氣門_____關閉_____關閉排氣門關閉_____關閉_____活塞_________向上運動__________向上運動能量轉化____能轉化為__能__能轉化為____能打開關閉關閉打開向下運動向下運動機械內內機械三?熱機效率1.定義：熱機所做_______與燃料______燃燒釋放的能量之比叫做熱機的效率。2.公式：__________。(熱機工作時總是有能量的損失，因此熱機效率總是小于100%)3.熱機效率的實際意義：熱機效率是熱機性能的重要指標。效率越高的熱機，性能就越好。有用功完全η=W有/Q放4.熱機的污染：熱機排出的熱量會引起________，對地球表面的熱平衡有較大的影響。5.提高熱機效率的措施：使燃料充分燃燒；盡量減少各種熱損失；保持良好的潤滑，減小摩擦等。溫室效應1.汽油機一個工作循環(huán)的特征(1)有四個沖程，依次是吸氣?壓縮?做功?排氣沖程；(2)除了做功沖程外，其他三個沖程都是依靠飛輪的慣性完成的；(3)曲軸和飛輪轉2周，活塞往復運動2次，對外做功1次；(4)若在1min內火花塞點火1800次，則此汽油機飛輪的轉速是60r/s，每秒汽油機對外做功30次。知識鏈接2.汽油機和柴油機的不同點(1)汽油機汽缸頂部是火花塞，而柴油機汽缸頂部是噴油嘴；(2)汽油機吸氣沖程吸入汽缸里的是汽油和空氣的混合物，而柴油機吸入汽缸里的是空氣；(3)汽油機的點火方式是點燃式，而柴油機的點火方式是壓燃式。熱效率的相關計算公式奪分點撥類型能量轉化計算公式煤爐化學能→內能熱機化學能→機械能太陽能熱水器太陽能→內能電熱水器電能→內能火力發(fā)電化學能→電能光伏發(fā)電太陽能→電能示例5一臺單缸四沖程汽油機的轉速是1200r/min，這臺汽油機的活塞每秒對外做了__次功。如圖所示是汽油機的_____沖程，若該汽油機的效率是25%，在汽油機內完全燃燒2kg汽油時，這些熱量通過汽油機的轉化，能夠對外做_______J的有用功。(汽油的熱值為4.6×107J/kg)雙基突破10做功2.3×107考法·聚焦重難點焦點1物體內能的改變(重點)指點迷津確定內能變化過程是能量轉化還是轉移：能量轉化——做功改變內能；能量轉移——熱傳遞改變內能。樣題1下列生活場景中，通過做功來改變物體內能的是()A.鋸木頭鋸條發(fā)熱B.用冰袋給發(fā)燒病人降溫C.放進冰箱的水果溫度降低D.陽光照射使石凳溫度升高A1.如圖所示，瓶內有一些水，用帶孔的橡皮塞把瓶口塞住，向瓶內打氣一會兒后，瓶塞跳起。在瓶塞跳起的過程中，下列關于瓶內氣體說法正確的是()A.氣體對瓶塞做功，氣體的內能減少B.瓶塞對氣體做功，氣體的內能減少C.氣體對瓶塞做功，氣體的內能增加D.瓶塞對氣體做功，氣體的內能增加對應訓練A焦點2熱現象綜合(重點)樣題2關于熱現象，下列說法正確的是()A.將沸點為12.5℃的氯乙烷噴到運動員扭傷的部位，氯乙烷會放熱止疼B.沂河寬闊的水面可緩解城區(qū)的熱島效應，主要是因為水的比熱容較大C.物體的溫度越高，分子運動得越快，物體的動能越大，含有的熱量越多D.裝著開水的暖水瓶瓶塞有時會跳起來，這與內燃機的壓縮沖程相似B2.下列關于熱現象的說法中正確的是()A.冬天，嘴里呼出“白氣”屬于汽化現象B.水凝固過程中，溫度不變，內能減少C.擴散現象的發(fā)生是由于分子間有斥力D.汽油機飛輪轉速是3600r/min，則在1s內汽油機對外做功60次對應訓練B焦點3

比熱容的概念及溫度—時間圖像的理解(重點?難點)樣題3如圖所示是根據研究物質比熱容實驗時繪制的圖像，實驗中兩種不同的物質質量相同，初溫度相同，選用的加熱器相同，根據圖像可知()A.若加熱相同時間，則a物質吸收的熱量多，比熱容小B.若吸收的熱量相同，則b物質溫度升高得多，比熱容大C.若加熱時間相同，則b物質的末溫度高，比熱容小D.若吸收的熱量相同，則b物質末溫度低，比熱容大D【解析】若加熱相同時間，因為選用的加熱器相同，所以兩種物質吸收的熱量相同，故A錯誤；加熱相同時間，由圖可知，b物質的末溫度低，故C錯誤；若吸收的熱量相同，因為選用的加熱器相同，所以加熱時間是相同的，由圖可知，加熱時間相同時，b物質末溫度低，b物質溫度升高得少，兩種不同的物質質量相同，根據c=Q/mΔt可知，b物質的比熱容大，故B錯誤，D正確。故選D。3.在相同加熱條件下，對初溫相同的甲?乙兩個物體加熱，設它們的質量分別為m甲?m乙，比熱容分別為c甲?c乙，甲?乙兩物體的溫度與加熱時間關系如圖所示，則()A.若c甲=c乙，則m甲=m乙B.若c甲>c乙，則m甲>m乙C.若m甲=m乙，則c甲>c乙D.若m甲>m乙，則c甲<c乙對應訓練D焦點4

溫度?熱量和內能之間的關系(難點)指點迷津溫度?熱量?內能的聯系與區(qū)別溫度熱量內能性質狀態(tài)量過程量狀態(tài)量表述“升高”“升高到”“降低”“降低到”“吸收”“放出”，不能用“含有”“具有”“改變”“增加”“減少”聯系與區(qū)別樣題4判斷下列關于溫度?內能和熱量的說法是否正確。(1)0℃的冰塊內能一定不為零。()(2)物體溫度升高，內能一定增加。()(3)熱量總是從內能大的物體向內能小的物體傳遞。()(4)溫度高的物體，內能不一定大。()(5)溫度相同的物體，內能一定相等。()√√×××(6)物體的溫度越高，所含的熱量越多。()(7)溫度相同的物體接觸時不發(fā)生熱傳遞。()(8)物體的內能增大，一定是外界對物體做了功。()×√×4.生活中的“熱”含義非常豐富，物理學中，“天氣很熱”中的“熱”是指______高；“兩手相互摩擦手會發(fā)熱”的“熱”是指______增加。對應訓練溫度內能5.關于溫度?熱量和內能，下列說法正確的是()A.熱量可以從內能少的物體傳遞到內能多的物體B.物體機械能越大，內能越大C.物體的內能增加，溫度一定升高D.冰在熔化過程中吸收熱量，溫度和內能均不變A焦點5

熱量的相關計算(重點)指點迷津1.應用熱量公式計算時須注意：“升高”“升高了”“降低”“降低了”對應的是物體溫度的改變量；“升高到”“降低到”對應的是物體的末溫。標準大氣壓下，水的沸點為100℃。2.熱平衡方程：在熱傳遞過程中，若不考慮能量的損失，則高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸收的熱量，即Q放=Q吸。(當兩物體溫度相等時達到熱平衡)樣題5(2014·達州)完全燃燒0.3m3的天然氣來加熱水箱中的水，放出的熱量是______J；若放出熱量的84%被水吸收，則可以將水箱中20kg，20℃的水加熱到___℃[天然氣的熱值為3.0×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)，當地大氣壓為一個標準大氣壓]。在洗浴過程中我們看到浴室里有大量“白氣”產生，這些“白氣”是水蒸氣______(填物態(tài)變化名稱)形成的。9×106100液化6.(2013·達州)被譽為“氣都”的達州，天然氣儲量豐富，天然氣是_________(選填“可再生”“不可再生”)能源。小明同學需要在標準大氣壓下燒開初溫為20℃?質量為3kg的一壺水，若天然氣完全燃燒放出熱量的80%被水吸收，則要完全燃燒_____m3的天然氣。[天然氣的熱值取3.0×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)]對應訓練不可再生0.042焦點6

熱機(重點)樣題6關于四沖程內燃機，下列說法正確的是()A.四個沖程曲軸轉兩周，做功兩次B.若轉速為2400r/min，則一秒鐘完成40個沖程C.進氣門和排氣門既不能同時關閉也不能同時打開D.在做功沖程中，燃料燃燒推動活塞向下運動，內能轉化為機械能D7.隨著人們的生活水平的提高，汽車走進千家萬戶。關于小汽車涉及的知識，下列說法正確的是()A.用甘油做發(fā)電機的冷卻劑B.發(fā)動機壓縮沖程將機械能轉化為內能C.精心保養(yǎng)可使發(fā)動機的效率達到100%D.排出的尾氣對環(huán)境沒有任何污染對應訓練B8.汽車的發(fā)動機工作時，吸入汽缸的汽油和空氣的比例，決定了汽車的動力性能和經濟性能。某汽車四沖程汽油發(fā)動機的汽缸總排量為2L(發(fā)動機每個工作循環(huán)吸入或排出的流體體積稱為汽缸排量)，發(fā)動機工作時，吸入汽缸的是由汽油和空氣所形成的混合物，混合物的密度ρ=1.44kg/m3，汽油和空氣的質量之比為1∶15，汽油的熱值取4.5×107J/kg。如果發(fā)動機曲軸在1min轉動3×103轉，發(fā)動機的效率為40%，求：(1)汽車在1min做的有用功是多少?(2)汽車在平直公路上勻速行駛時受到的阻力為f=3×103N，汽車行駛的速度是多少?解：(1)根據ρ=m/V可得，發(fā)動機工作時，一次吸入混合物的質量：m1=ρV=1.44kg/m3×2×10-3m3=2.88×10-3kg，因為曲軸每轉動兩周，完成一個工作循環(huán)，吸氣一次，也做一次功，所以發(fā)動機曲軸在1min轉動3×103轉，吸氣和做功都為1500次，汽油和空氣的質量之比為1∶15，可見汽油占混合物總質量的1/16，則發(fā)動機在1min內吸入汽油的總質量：m=m1×1500×1/16=2.88×10-3kg×1500×1/16=0.27kg，這些汽油完全燃燒放出的熱量：Q放=mq=0.27kg×4.5×107J/kg=1.215×107J，根據η=W有/Q放可得，汽車在1min做的有用功：W有=Q放η=1.215×107J×40%=4.86×106J；(2)汽車在1min做的有用功的功率：P=W有/t=4.86×106J/60s=8.1×104W。因為汽車勻速行駛，所以汽車受到的阻力與牽引力是一對平衡力，大小相等，即F=f=3×103N，根據P=Fv可得，汽車行駛的速度：v=P/F=（8.1×104W）/（3×103N）=27m/s?？紙觥ぷ哌M達州中考命題點1分子動理論1.(2013·達州)5月31日是“世界無煙日”，吸煙有損自己和他人的健康，據世衛(wèi)組織統計，每年因吸煙導致近600萬人失去生命，造成他人吸二手煙是由于()A.煙分子間存在著引力B.煙分子間有空隙C.煙分子在不停地做無規(guī)則運動D.煙分子間存在著斥力C2.(2015·達州)關于物體的內能，下列說法正確的是()A.物體內能增加，一定要從外界吸收熱量B.1kg0℃的水和1kg0℃的冰內能相同C.做功和熱傳遞都能改變物體的內能D.溫度高的物體內能一定大C命題點2內能的理解及其改變方式3.(2017·達州)近年來，為改造人居環(huán)境，達州市城鎮(zhèn)及部分農村居民都用上了管道天然氣。天然氣屬于_________(選填“可再生”或“不可再生”)能源。點燃天然氣，將食用油倒入鍋中，通過________的方式使油的內能增加，溫度升高；若油鍋起火，可采取的措施是_________________________________(寫一條)。不可再生熱傳遞用鍋蓋蓋住鍋(或將菜立即倒入鍋中)命題點3熱現象綜合4.(2019·達州)下列關于熱現象的說法中正確的是()A.物體的溫度越高所含的熱量越多B.內燃機的做功沖程將機械能轉化成內能C.打掃衛(wèi)生時灰塵飛揚說明分子在永不停息地做無規(guī)則運動D.物質的比熱容越大反映了物質吸收或放出熱量的能力越強D5.(2018·達州)對于圖中所示的四幅圖，下列說法中正確的是()A.甲圖中軟木塞飛出時，管內水蒸氣的內能增加B.乙圖中兩個壓緊的鉛塊能吊起鉤碼，主要是因為分子間存在引力C.丙圖中活塞向上運動是內燃機的做功沖程D.丁圖中小朋友下滑時，內能轉化為機械能B6.(2017·達州)下列關于熱現象的說法中正確的是()A.冬天，嘴里呼出“白氣”屬于汽化現象B.水凝固過程中，溫度不變，內能增大C.擴散現象的發(fā)生是由于分子間有相互作用力D.汽油機飛輪轉速是3600r/min，則在1s內汽油機內能轉化為機械能30次D7.(2016·達州)關于熱現象，下列說法正確的是()A.水結冰后，水分子靜止不動B.夏天吃冰糕時，冰糕周圍的“白氣”是冰糕升華形成的C.用零下18℃的鹽水使水凝固，此過程中水的內能不變D.六月梔子花飄香，說明分子在永不停息地做無規(guī)則運動D命題點4溫度?熱量和內能之間的關系8.(2010·達州)關于溫度?熱量?內能，下列說法正確的是()A.溫度高的物體，內能一定大B.對物體做功，物體的內能一定增大C.物體的溫度越高，所含的熱量越多D.晶體在熔化過程中，繼續(xù)吸熱，溫度不變，內能增大D命題點5熱量的相關計算9.(2018·達州)如圖所示是小李同學在一個標準大氣壓下探究某物質熔化時溫度隨時間變化的圖像，第6min時的內能

(選填“大于”“等于”或“小于”)第8min時的內能；該物質在CD段的比熱容是AB段比熱容的

倍。(被加熱物質的質量和吸放熱功率不變)小于2【解析】晶體熔化過程要吸收熱量，內能增加，所以第6min時的內能小于第8min時的內能。根據圖中坐標信息可知，該物質在AB段溫度升高10℃，被加熱4min；在CD段溫度升高5℃，被加熱4min，則該物質在AB段吸熱與CD段吸熱之比為1∶1，根據Q=cmΔt可得，c1/c2=Δt2/Δt1=5℃/10℃=1/2，所以該物質在CD段的比熱容是AB段比熱容的2倍。(此題的關鍵在于：相同的加熱器加熱相同的時間，被加熱物質吸收的熱量相同)10.(2018·達州)小張駕駛一輛額定功率為35kW?效率為30%的汽車在一段平直的公路上勻速行駛，在額定功率下行駛1h至少需要____L汽油(汽油的熱值為3.5×107J/L)；若行駛的速度為72km/h，則汽車受到的阻力為_____N，汽油屬于__________(選填“可再生”或“不可再生”)能源。121750不可再生【解析】小汽車以額定功率勻速直線行駛1h牽引力所做的功：W=Pt=3.5×104W×3600s=1.26×10