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文檔簡介

專題05內能及內能的利用

內能及內能的應用一般在選擇題'填空題、實驗題、計算題中出現(xiàn),結合常見的生活現(xiàn)象、

生活創(chuàng)新情境、教材實驗等考查。

??伎键c有:分子動理論(高頻)、內能、改變內能的方式、溫度、熱量、內能的關系'比熱

容的理解及應用'四沖程汽油機原理及能量轉化、熱量、熱效率計算(高頻)、能量的轉化與

守恒等。

1、分子動理論作為中考高頻考點,一般在選擇、填空題中出現(xiàn),結合生活現(xiàn)象考察;

2、比熱容的理解一般在選擇、填空題中出現(xiàn),結合常見的生活現(xiàn)象、溫度-時間圖像考查;

3、熱量相關計算作為中考高頻考點,一般在選擇'填空、計算題中考查,結合常見的生活現(xiàn)

象、能源、溫度-時間圖像綜合考查。

思維導圖

廠常見的物質是由大量的分子、原子構成的

物質的構成分子的直徑很小

:分子間有間隙

擴散現(xiàn)象

分子熱運動--分子熱運動

分子熱運動溫度越高,分子熱運動越劇烈

r分子間存在著相互作用的引力和斥力

:分子間的作用力--物質三態(tài)的微觀特性及宏觀特性

:分子動理論的基本內容

熱傳遞能量的轉移

改變物體內能的方式

做功能量的轉化

內能

熱量:傳遞能量的多少

熱量

溫度、內能、熱量的區(qū)別與聯(lián)系

比較不同物質的吸熱情況實驗方法、器材、步驟、結論

概念、特點

及比熱容一比熱容

水的比熱容較大

計算公式Q=cmM

熱量的計算

能I

熱平衡方程一處=①

一熱機工熱機:用內能做功的機械

內燃機在發(fā)動機汽缸內燃燒產(chǎn)生動力的熱機

用熱機-

汽油機和柴油機的區(qū)別

[汽油機和柴油機

工作的四個沖程

公式:。族=2

廠燃料的樹直

比較不同燃料的熱值大小

熱機的效率

廠燃料的利用率:1=

、熱機的效率一

I熱機的效率:"薩1。。%

「能量的轉化和轉移工能量的存在形式

能量轉化和轉移的方向性

能量的轉化與守恒

內容

I能量守恒定律1

永動機

廠常見的物質是由大量的分子、原子構成的

物質的構成分子的直徑很小

:分子間有間隙

擴散現(xiàn)象

分子熱運動--分子熱運動

分子熱運動溫度越高,分子熱運動越劇烈

r分子間存在著相互作用的引力和斥力

:分子間的作用力--物質三態(tài)的微觀特性及宏觀特性

:分子動理論的基本內容

熱傳遞能量的轉移

改變物體內能的方式

做功能量的轉化

內能

熱量:傳遞能量的多少

熱量

溫度、內能、熱量的區(qū)別與聯(lián)系

比較不同物質的吸熱情況實驗方法、器材、步驟、結論

概念、特點

及比熱容一比熱容

水的比熱容較大

計算公式Q=cmM

熱量的計算

能I

熱平衡方程一處=①

一熱機工熱機:用內能做功的機械

內燃機在發(fā)動機汽缸內燃燒產(chǎn)生動力的熱機

用熱機-

汽油機和柴油機的區(qū)別

[汽油機和柴油機

工作的四個沖程

公式:。族=2

廠燃料的樹直

比較不同燃料的熱值大小

熱機的效率

廠燃料的利用率:1=

、熱機的效率一

I熱機的效率:"薩1。。%

「能量的轉化和轉移工能量的存在形式

能量轉化和轉移的方向性

能量的轉化與守恒

內容

I能量守恒定律1

永動機

知識梳理

考點一分子熱運動

知識點01物質的構成

1、物質的構成:常見的物質是由大量的分子、原子構成的。

2、分子的大小:分子的直徑很小,通常以四2m來量度。

【注意】人們用肉眼和光學顯微鏡能觀察到的都不是分子,分子只能用電子顯微鏡觀察到。

3、分子間有間隙

實驗:50mL酒精倒入裝有50mL水的試管里,堵住試管口,把試管顛倒幾次,最后總體積小于100mL。

加%

水水酒

酒精次

實驗表明:分子間存在著間隙?;旌虾笏肿雍途凭肿颖舜诉M入對方的分子間隙中,導致總體積變小。

知識點02分子熱運動

1、擴散現(xiàn)象

(1)定義:不同的物質在互相接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象,叫做擴散、

(2)擴散現(xiàn)象表明:分子在不停地做無規(guī)則的運動,且分子間有間隙。

(3)對擴散現(xiàn)象的理解

①氣體、液體、固體都可以發(fā)生擴散現(xiàn)象。氣體的擴散速度最快,其次是液體,固體的擴散速度最慢。

②擴散發(fā)生的條件:不同物質;相互接觸。

(4)擴散現(xiàn)象實例:炒菜香味、花香四溢、紅墨水滴入水中整杯水變紅、長時間堆放煤的墻角變黑、兩塊

不同的金屬緊壓在一起很長時間能夠互相滲入對方等。

2、分子熱運動

(1)定義:一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則的運動,這種無規(guī)則運動叫做分子熱運動。

(2)分子熱運動的快慢與溫度有關。溫度越高,分子熱運動越劇烈。(擴散現(xiàn)象越明顯。)

【注】同一物體,溫度越高,其分子運動越劇烈;分子運動越劇烈,溫度越高。

知識點03分子間的作用力

1、分子間的作用力:分子間存在著相互作用的引力和斥力。

(1)分子間存在引力。例如,兩個壓緊的鉛塊能吊起重物。

(2)分子間存在斥力。例如,注射器中先吸入適量的水,將針管的管口封住,發(fā)現(xiàn)很難把活塞壓進去。

鉛柱

2、分子間引力和斥力的關系

(1)分子間引力和斥力同時存在。

(2)當分子間距離較小時,作用力表現(xiàn)為斥力;當分子間距離較大時,作用力表現(xiàn)為引力。

(3)如果分子相距很遠,作用力就變得十分微弱,可以忽略不計。

3、物質三態(tài)的微觀特性及宏觀特性

微觀特性宏觀特性

物質狀態(tài)分子間距分子間作有無固定有無固定體有無流動

分子運動情況

離用力形狀積性

?????

?????

?????只能在平衡位置附

????

??⑨??很小很大有有無

?<近振動

I蹦

、

既可以在一個位置

較大較大振動,又可以移動到無有有

@

另一位置振動

液態(tài)

?八

??除碰撞外,均可看作

很大極小無無有

??在做勻速直線運動

氣態(tài)

4、分子動理論的基本內容

(1)常見的物質是由大量的分子、原子構成的。(分子、原子間有間隙)

(2)物質內的分子在不停地做熱運動。

(3)分子間存在引力和斥力。

考點二內能

知識點01內能

l^內能

構成物體的所有分子,其熱運動的動能與分子勢能的總和,叫作物體的內能。內能的單位是焦耳(J),

各種形式能量的單位都是焦耳。

【注意】一切物體物體都有內能。

2、影響內能大小的因素:物體的質量、物體的溫度、物體的體積、物質的的種類、物體的物態(tài)都可以影響

物體內能的大小。

知識點02改變物體內能的方式

熱傳遞做功

實質能量的轉移能量的轉化

條件:存在溫度差物體對外做功,物體的內能減小;

條件

傳遞方向:由高溫向低溫外界對物體做功,物體的內能增大

壓縮體積、摩擦生熱、鍛打物體、彎折物體等

方法高溫物體放熱,低溫物體吸熱

體積膨脹

舉例用熱水袋取暖、燒水水變熱、曬太陽等搓手、鉆木取火、鋸條鋸木板發(fā)熱等

聯(lián)系熱傳遞和做功在改變物體內能的效果上是笠效的

知識點03熱量

1、熱量的概念:在熱傳遞過程中,傳遞能量的多少叫做熱量。熱量用符號。表示。熱量的國際單位是焦耳,

簡稱焦,符號是J。

2、對熱量的理解

物體本身沒有熱量,熱量是在熱傳遞過程,能量(內能)轉移的多少,是一個過程量。所以只能

說“吸收熱量”、“放出熱量”,不能“具有熱量”、“含有熱量”。

3、溫度、內能、熱量的區(qū)別與聯(lián)系

溫度內能熱量

構成物體的所有分子無規(guī)則運動在熱傳遞過程中,傳遞能

概念表述物體的冷熱程度

的動能和分子勢能的總和量的多少

區(qū)別

特點狀態(tài)量狀態(tài)量過程量

表述“降低”、“升高”等“具有”、“增加”“減少”等“吸收”、“放出”等

物體吸收熱量,內能會增加,溫度不一定升高;物體放出熱量,內能會減少,但物體

聯(lián)系

溫度不一定降低

考點三的熱緡

知識點01比較不同物質的吸熱情況

1、實驗方法

(1)轉換法:通過加熱時間反映液體吸收熱量的多少。

(2)控制變量法:選取質量相同的水和食用油。

2、實驗器材:相同規(guī)格的電加熱器、燒杯、溫度計各兩個、天平、停表、水和食用油。

【注】選取相同規(guī)格的電加熱器原因:保證相同時間內吸收的熱量是相同的。

1溫度/℃

100b\/食人用m油i

水食用油011.523時間/min

3、實驗方案

(1)方案一:選取質量相同的不同物質,讓它們吸收相同的熱量(加熱相同的時間),比較它們升高的溫

度,溫度升高少的物質吸熱本領強。

(2)方案二:選取質量相同的不同物質,使它們升高相同的溫度,比較它們吸收熱量的多少(加熱時間的

長短),吸收熱量多的物質吸熱本領強。

4、實驗步驟

(1)方案一:對水和食用油加熱相同的時間,觀察并讀出溫度計的示數(shù)。

(2)方案二:使水和食用油升高相同的溫度,觀察并記錄加熱所用的時間。

5、實驗結論

(1)方案一:質量相同的不同物質,吸收相同的熱量,比較升高的溫度,溫度升高少的物質吸熱本領強。

(2)方案二:質量相同的不同物質,升高相同的溫度,比較吸收熱量的多少,吸收熱量多的物質吸熱本領

強。

知識點02比熱容

1、概念: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,叫做這種物

質的比熱容。比熱容用符號C表示。單位焦每千克攝氏度,符號J/(kg.r)O

2、特點

(1)比熱容是物質的一種特性,每種物質都有自己的比熱容,不同物質的比熱容一般不同,可以粗略鑒別

物質。

(2)比熱容的大小只與物質的種類及狀態(tài),與質量大小、溫度高低、吸放熱多少都無關。

(3)物質的比熱容越大,其溫度越不容易改變。

3、水的比熱容

(1)水的比熱容是4.2X103J/(kg」C),在常見物質中水的比熱容是最大的。

(2)水的比熱容較大的應用

①水的溫度難改變:沿海地區(qū)晝夜溫差小,內陸地區(qū)晝夜溫差大;增大人工水面來緩解熱島效應。

②水的吸、放熱本領強:常用水作為散熱劑或冷卻劑,如汽車發(fā)動機用水作冷卻劑、冬天用水作暖氣設

備的供熱介質等。

知識點03熱量的計算

1、熱量的計算公式

物體的質量為m,比熱容為c,溫度的變化量為At,則物體在溫度變化過程中吸收或放出的熱量

Q=cmNto

(1)吸熱公式:=cm(r-r0)o

(2)放熱公式:=cm(t0-t)o

2、熱平衡方程

發(fā)生熱傳遞時,若不計熱量損失,則高溫物體降溫放出的熱量都被低溫物體吸收,即放出的熱量和吸

收的熱量相等,用公式表示為2及=。放,利用該等式建立的方程稱為熱平衡方程。

噂血回熱機

知識點01熱機

1、熱機

(1)定義:利用內能做功的機械。常見的有蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。

(2)工作原理:燃料的化學能一內能一機械能。

2、內燃機

(1)定義:燃料直接在發(fā)動機汽缸內燃燒產(chǎn)生動力的熱機。

(2)內燃機中最常見的是汽油機和柴油機。

知識點02汽油機和柴油機

1、汽油機

(1)汽油機:利用汽缸內汽油燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃氣來推動活塞做功的熱機。

(2)工作過程

四沖程汽油機的一個工作循環(huán)由四個沖程組成,分別是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。

汽油機通過四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作。

過程吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程

圖示

進氣門打開,排氣門進氣門、排氣門均關進氣門關閉,排氣門

氣門進氣門、排氣門均關閉

關閉閉打開

活塞向下運動向上運動向下運動向上運動

能量轉化無機械能轉化為內能內能轉化為機械能無

高溫高壓的氣體推動活

吸入汽油和空氣的混壓縮汽油和空氣的混

作用塞向下運動,帶動曲軸轉把廢氣排出汽缸

合物合物

動,對外做功

2、汽油機和柴油機的區(qū)別

汽油機柴油機

氣朝『火花塞1/費油嘴

進氣I4—/-

?飛叭件進氣閥

睛排氣門活非q-rem

圖不

活塞/卜汽缸

劃」1力連桿

曲軸一B

L人曲軸

燃料汽油柴油

構造頂部是火花塞頂部是噴油嘴

不點火方式點燃式壓燃式

同吸氣沖程吸入的是空氣和汽油的混合物吸入的是空氣

點壓縮沖程壓縮程度較小壓縮程度較大

做功沖程火花塞產(chǎn)生電火花,使混合物燃燒噴出的霧狀柴油遇到高溫高壓的熱空氣燃燒

主要特點輕巧,輸出功率小笨重,輸出功率大

一個工作循環(huán)都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程構成的,同時曲軸轉兩周,活塞

同工作循環(huán)

往復運動兩次,對外做功一次

.南瑞熱機的效率

知識點01燃料的熱值

1、燃料的熱值

(1)定義:把某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比,叫作這種燃料的熱值,熱值用字母q表示。

(2)單位:焦每千克,符號是J/kg。

【注意】燃料的熱值與燃料的種類有關,每種燃料都有一個確定的熱值,不同燃料的熱值一般不同。

(3)燃料燃燒放出熱量的公式

①固體、液體燃料完全燃燒時放出的熱量:。放=根4。

②氣體燃料完全燃燒時放出的熱量:。放=Vq。

【注意】不能誤認為q與。成正比,與加成反比。

2、比較不同燃料的熱值大小

(1)實驗方法

①控制變量法:實驗中,控制燃燒燃料的質量相同,水的質量和初溫相同,通過比較燃料燃盡后水溫的

變化得出結論。

②實驗中,用水吸收的熱量來表示燃料燃燒放出的熱量。

(2)實驗結論

用相同質量的燃料甲和燃料乙燃燒后加熱相同質量的水,燃料燃盡后水的溫度升高得多的燃料燃燒放

出的熱量多,說明該燃料熱值大。

1rgm;燃料甲.‘浮J二燃料乙

知識點02熱機的效率

1、燃料的有效利用

(1)燃料的利用率:有效利用的能量與燃料完全燃燒釋放的總能量的比值,叫做燃料的利用率,即〃=?幽。

%放

(2)提高燃料利用率的途徑:一是讓燃料盡可能地充分燃燒,如將煤炭研磨成粉狀,吹入爐內燃燒;二是

要減少熱量的散失,如加大受熱面積等。

2、熱機的效率

(1)用來做有用功的那部分能量,與燃料完全燃燒放出的能量之比,叫作熱機的效率。

%用

(2)公式:〃=X100%

(3)提高熱機效率的方法:①使燃料充分燃燒。②盡量減少各種熱量散失。③使用時,注意保養(yǎng),定期檢

查,保證良好的潤滑,減少因克服摩擦做功而額外消耗的能量。④加強技術創(chuàng)新,采用先進的工藝和技術

設計制造熱機。

翰四於能量的轉化與守恒

知識點01能量的轉化和轉移

1、能量的存在形式

自然界中存在著各種形式的能量,如機械能、化學能、內能、電能、光能、核能、潮汐能等。

2、能量的轉化:能量由一種形式轉化為另一種形式。

3、能量的轉移:能量不經(jīng)過變化直接由一個物體轉移到另一個物體上。

4、能量轉化和轉移的方向性

(1)轉移的方向性:熱量能自發(fā)地從高溫物體轉移到低溫物體,反之,要想使熱量自發(fā)地從低溫物體流入

高溫物體是不可能的。

(2)轉化的方向性:內能和其他形式的能量的相互轉化具有方向性。其他形式的能量可以無條件地轉化為

內能,而內能不可能無條件地轉化為其他形式的能量。

知識點02能量守恒定律

1、內容:能量既不會憑空消滅,也不會憑空產(chǎn)生,它只會從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉

移到其他物體,而在轉化和轉移的過程中,能量的總量保持不變。

2、永動機

(1)永動機:不需要動力就能源源不斷地對外做功的機器.、

(2)在能量轉化過程中,只要有運動,摩擦就不可避免,就會產(chǎn)生熱,這樣運動的能量就會減少,如果不

補充能量,運動最終會停止。所以從能量守恒的角度分析永動機不可能實現(xiàn)。

◎I易混易錯j

易混易錯點1:辨別機械運動與分子熱運動

機械運動用肉眼能直接觀察到,分子熱運動用肉眼觀察不到。擴散是分子層面的運動,花香四溢、紅

墨水滴入水中使水變色、長時間蹲房煤的墻角變黑等都是擴散現(xiàn)象,而塵土飛揚、炊煙裊裊、雪花飛舞等

是微小物體的運動,不是擴散現(xiàn)象。

易混易錯點2:溫度、熱量、內能的兩個“一定”和四個“不一定”

(1)兩個“一定”

①物體的溫度升高(或降低)時,其內能一定增加(或減少)。

②在熱傳遞過程中,物體從外界吸收熱量,溫度可能不變,但內能一定增加。

(2)四個“不一定”

①一個物體的內能增加(或減少)時,其溫度不一定升高(或降低),如晶體的熔化(或凝固)過程。

②一個物體的內能增加(或減少)時,不一定是因為吸收(或放出)熱量,也可能是對物體做功(或物

體對外界做功)。

③一個物體吸收(或放出)熱量時,內能增加(或減少),其溫度不一定升高(或降低),如晶體的熔化

(或凝固)過程。

④一個物體溫度升高(或降低)時,不一定是因為吸收(或放出)熱量,也可能是因為做功,如摩擦生

熱(或物體對外界做功)。

易混易錯點3:對“升高了(或降低了)”與“升高到(或降低到)”的理解

運用公式Q=計算物體吸收或放出的熱量時,溫度的改變不是初溫,也不是末溫,而是兩者的差

值?!吧吡耍ɑ蚪档土耍敝傅氖俏矬w溫度的變化量;“升高到(或降低到)”指的是物體的末溫。

易混易錯點4:對比熱容的理解

1、比熱容不隨溫度、質量、吸放熱多少的變化而變化。

2、同種物質在不同狀態(tài)下比熱容可能不同,比如水和冰。

3、不同物質的比熱容可能相同。比如,煤油和冰等。

易混易錯點5:對熱機效率的理解

在實際生活中,熱機效率永遠不能達到100%.

fff方法技巧;

方法技巧1:辨別生活中“熱”的不同含義

溫度、熱量和內能是熱學中三個基本的物理量,在日常生活中都用“熱”來表示,但三者的實質又有

不同,十分容易混淆。

1、“天氣熱”表示氣溫高,這里的“熱”指溫度高。

2、“摩擦生熱”表示克服摩擦力做功消耗了機械能,增加了內能,這里的“熱”指內能。

3、“液化放熱”是指液化時放出熱量,這里的“熱”指熱量。

方法技巧2:比熱容圖像的分析技巧

如圖所示是質量相同的甲、乙兩種液體在相同電加熱器下加熱,得到的溫度隨時間變化圖像。

1、等溫輔助線:作一條垂直于溫度軸的直線,表示升高相同的溫度,可以看出升高相同溫度時對甲液體加

熱的時間小于對乙液體的加熱的時間,所以年<c乙。

2、等時輔助線:作一條垂直于時間軸的直線,表示加熱時間相同,可以看出甲液體的溫度變化量大于乙液

體的溫度變化量,所以c甲<c乙。

方法技巧3:內燃機工作循環(huán)的比例關系

內燃機的一個工作循環(huán)完成四個沖程,曲軸和飛輪轉動兩周,活塞往返兩次,對外做功一次,即1:4:

2:2:1,可以記作口訣“四沖二轉一做功”。

方法技巧4:效率的計算方法

1、燃料燃燒加熱:"=曳=)或。例如:用燃氣灶燒水。

Q放mqVq

2、燃料燃燒做功:77=-0

3、驅車:7=—=—>例如:汽車勻速直線行駛中發(fā)動機效率。

Q放叫

方法技巧5:比較法辨別能量轉化與轉移類型

1、發(fā)生能量轉移時,能量的形式不變;而發(fā)生能量轉化時,能量的形式要發(fā)生改變。

2、在確定能量轉化的方向時,可通過對消耗什么能和得到什么能進行判斷來確定。

仙?典例精析:

高頻命題點1分子熱運動

【例1】【新考法】結合生活中場景考查

下列現(xiàn)象說明分子永不停息做無規(guī)則運動的是()

A.盛夏時節(jié),百花綻放,花香四溢

B.用絲綢摩擦過的玻璃棒能吸引紙屑

C.液體能保持一定的體積,不容易被壓縮

D.將兩個表面光滑的鉛塊緊緊壓在一起,它們就會結合起來

【答案】A

【解析】A.盛夏時節(jié),百花綻放,花香四溢,是由于花香分子在不停地做無規(guī)則運動,擴散到空氣之中,

故A符合題意;

B.用絲綢摩擦過的玻璃棒帶有電,帶電體具有吸引輕小物體的性質,所以用絲綢摩擦過的玻璃棒能吸引紙

屑,故B不符合題意;

C.液體能保持一定的體積,不容易被壓縮,這是因為分子之間還存在斥力,故C不符合題意;

D.將兩個表面光滑的鉛塊緊緊壓在一起,它們就會結合起來,說明分子間存在引力,故D不符合題意。

故選Ao

【例2】蒸青團時,人們在很遠處就能聞到香味,是由于溫度升高()

A.分子才運動B.分子運動劇烈

C.分子引力越小D.分子間空隙變大

【答案】B

【解析】蒸青團時,在很遠我們就能聞到濃濃的香味,屬于分子的擴散現(xiàn)象,擴散現(xiàn)象說明分子在不停的

做無規(guī)則運動;溫度越高,分子的無規(guī)則運動越快,分子的無規(guī)則運動越劇烈。

故選B。

高頻命題點2分子間作用力

【例1】【新考法】結合教材實驗考查

如圖所示的各種現(xiàn)象中,主要說明分子間存在引力的是()

C.端面磨平的鉛棒壓緊后能夠吊住大鉤碼

D.0鉛板和金板長時間壓緊在一起,鉛和金會互相滲透

鉛板■匕2■金板

【答案】c

【解析】A.滴在熱水中的墨水使熱水很快變色,說明溫度越高,分子熱運動的程度越劇烈,故A不符合

題意;

B.抽去玻璃板后,兩瓶中的氣體逐漸混合,這屬于擴散現(xiàn)象,說明分子在永不停歇地做無規(guī)則運動,故B

不符合題意;

C.端面磨平的鉛棒壓緊后能夠吊住大鉤碼,說明分子間存在引力,故c符合題意;

D.鉛板和金板長時間壓緊在一起,鉛和金會互相滲透,說明分子間存在間隙,故D不符合題意。

故選C。

【例2】用細線把干凈的玻璃板掛在彈簧測力計的下面,讀出彈簧測力計的讀數(shù)。使玻璃板水平接觸水面,

然后用力向上拉玻璃板,而玻璃板未離開水面時,如圖所示。彈簧測力計的讀數(shù)()

A.不變,因為玻璃板受到的重力不變B.變小,因為玻璃板受到浮力的作用

C.變大,因為玻璃板沾有水變重了D.變大,因為玻璃板與水面間存在分子引力

【答案】D

【解析】因為玻璃和水接觸在一起,并且玻璃分子和水分子間的距離在引力作用的范圍內,故水分子和玻

璃分子之間存在相互作用的引力,故向上拉玻璃板時,彈簧測力計的讀數(shù)將變大。

故選D。

高頻命題點3溫度、熱量與內能的區(qū)別與聯(lián)系

【例1】關于內能、熱量和溫度,下列說法正確的是()

A.溫度高的物體,具有的內能一定多

B.物體內能增加,一定吸收了熱量

C.熱量總是從內能多的物體傳遞給內能少的物體

D.物體吸收熱量,溫度不一定升高

【答案】D

【解析】A.熱量是過程量,不能說含有或者具有熱量,故A錯誤;

B.物體內能增加,可能是吸收了熱量,也可能是外界對物體做了功,故B錯誤;

C.發(fā)生熱傳遞的條件是存在溫度差,不是存在內能差,故C錯誤;

D.物體吸收熱量,溫度不一定升高;如:晶體熔化過程中吸收熱量,但溫度保持不變;故D正確。

故選D。

【例2】關于溫度、熱量和內能,下列說法正確的是()

A.物體所含熱量的多少由溫度高低來決定

B.0℃的冰塊,內部分子的無規(guī)則運動停止

C.熱傳遞的條件是物體間存在溫度差

D.溫度高的物體,內能一定大

【答案】C

【解析】A.熱量是過程量,不能說“所含熱量的多少”,故A錯誤;

B.一切物質的分子,都在不停地做無規(guī)則運動,故B錯誤;

C.熱傳遞的條件是物體間存在溫度差,熱量從高溫物體傳遞給低溫物體,故C正確;

D.內能的大小與溫度、質量和狀態(tài)等因素有關。所以溫度高的物體,內能不一定大,故D錯誤。

故選C。

【例3】下列關于溫度、熱量和內能的說法中正確的是()

A.物體溫度降低,一定是對外做了功B.物體放出熱量時,溫度一定降低

C.物體溫度升高,一定是吸收了熱量D.物體內能增加時,溫度不一定升高

【答案】D

【解析】AC.改變內能有兩種方式:做功和熱傳遞;物體的溫度降低,可能是放出了熱量,也可能是對外

界做了功;物體的溫度升高,可能是吸收了熱量,也可能是外界對物體做了功,故AC錯誤;

B.物體放出了熱量,內能一定減少,它的溫度不一定降低,例如晶體凝固過程,故B錯誤;

D.物體內能增加時,溫度不一定升高,例如晶體熔化過程,吸收熱量,內能增加,但溫度保持不變。故D

正確。

故選D。

高頻命題點4比熱容

【例1】城區(qū)的人工湖泊,盛夏時能減弱周圍地區(qū)的“熱島效應”。這是由于水的比熱容比較大,而且水蒸發(fā)

時要(選填“吸收”或“放出”)熱量。若湖水吸收一定熱量,水溫升高1℃,當這些熱量被同等質量的砂

石吸收(。沙石水)時,砂石升高的溫度將(選填“大于”、“小于”或“等于“)i℃o

【答案】吸收大于

【解析】口]因為水的比熱容比較大,在相同質量的水和其他物質相比較,吸收或放出相同的熱量時,水的

溫度變化較?。煌瑫r由于水的面積變大,使得水蒸發(fā)變快,且水在蒸發(fā)時也吸收熱量,因此城區(qū)的人工湖

泊有效的減弱該地區(qū)的“熱島效應”。

⑵由Q=cmAt可知,水與砂石的質量相、它們吸收的熱量。相等,由于砂石的比熱容小于水的比熱容,所

以砂石升高的溫度大于水升高的溫度,即砂石升高的溫度大于1℃。

【例2】“糖炒板栗”是中國人傳統(tǒng)的休閑食品之一,其做法是將洗凈、干燥、開口的板栗放入燒熱的黑鐵砂

中翻炒,炒制過程中,板栗的內能增大,選用黑鐵砂主要是因為它的比熱容較;夏季是吃燒烤的季節(jié),

路過燒烤小吃店時,很遠就能聞到香味,各種食材在碳火上方烤制過程中溫度升高,主要是通過的

方式增加內能。

【答案】小熱傳遞

【解析】[1]炒制過程中,放入燒熱的黑鐵砂,選用黑鐵砂主要是因為它的比熱容較小,與其它質量相同的

物質相比,溫度升高的快。

⑵各種食材在碳火上方烤制過程中,食材吸收熱量,內能增大,溫度升高,主要是通過熱傳遞的方式增加

內能。

高頻命題點5比較不同物質的吸熱情況

【例1】(多選)標準大氣壓下,用相同的電加熱器分別對200g物質甲和300g水持續(xù)加熱(不計熱量損失),

如圖是它們的溫度隨時間的變化圖象,已知水的比熱容為4.2xl03j/(kg,C),下列說法正確的是()

A.曲線B是水的溫度-時間圖象

B.甲物質的熔點是60℃

C.0-10min,甲物質的比熱容為2.1xl()3j/(kg.c)

D.10-15min,甲物質的內能增加了1.26'10勺

【答案】AD

【解析】A.由圖可知,溫度達到60℃后A溫度不再上升,B仍在上升,標準大氣壓下水的沸點為100℃,

因此B是水的溫度一時間圖象,故A正確;

B.物質不能確定其本身的狀態(tài),不知道是晶體的熔化還是液體的沸騰,故不能確定是熔點還是沸點,故B

錯誤;

C.0-10min甲乙二者吸熱相同,計算出水的吸熱量

2k=c水用水4水=4.2x1()3j/(kg.℃)x0.3kgx20℃=2.52x1(/j

那么0-10min甲的吸熱量和水相同,計算可得甲的比熱容為

Qp2.52xlO4J

=3.15xlO3J/(kg-℃)

~0.2kgx40℃

故C錯誤;

D.10-15min甲溫度不變但是仍繼續(xù)吸熱,由于甲乙二者吸熱相同,計算出水的吸熱量,就是甲的吸熱量

Q=C/K能水加=4.2xl03J/(kg-°C)x0.3^xl0℃=1.26xl04J

故D正確。

故選AD。

【例2】如圖甲所示是“探究不同物質吸熱升溫的現(xiàn)象”實驗裝置,小華用兩個相同的容器分別裝入質量為

0.2kg水和食用油,用相同的裝置加熱:

水食用油02468時間/min

(1)兩種液體吸收熱量的多少可通過來比較;

(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的溫度與時間的關系圖象如圖乙所示,分析圖象可知:質量相等的A和B兩種液體,

在升高相同溫度時,(選填"A”或"B”)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,(選填"A”或"B”)升溫較高;

(3)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中作為供熱物質,則應選擇

(選填"A”或"B”);

(4)若電加熱器加熱兩分鐘,A物質吸收的熱量是o

【答案】(1)加熱時間(2)BA(3)B(4)1.05xl04J

【解析】(1)根據(jù)轉換法,實驗中使用相同的加熱裝置加熱,通過加熱時間的長短來比較吸熱多少,所以

兩種液體吸收熱量的多少可通過加熱時間比較。

(2)[1]由圖乙可知:質量相等的A和B兩種液體,在升高相同溫度時,B加熱時間長,故B吸收的熱量

較多。

⑵由圖乙可知:質量相等的A和B兩種液體,在吸收相同熱量時,即加熱時間相同,A升溫較高。

(3)因質量相等的A和B兩種液體,在升高相同溫度時,B吸熱多,B的吸熱能力強,比熱容大,根據(jù)Q=cmAt,

質量相同的A、B液體降低相同的溫度,B放出的熱量多,所以從A或B中選一種液體裝入暖手袋中作為

供熱物質,則應選擇B。

(4)由小問(3)可知,B的比熱容大,故B液體是水;由圖乙線B,且根據(jù)Q=cmAt可得,水在8min內

吸收的熱量

J/

Q=c水mNt,t=4.2xl0J/(kg-℃)x0.2x(60℃-10℃)=4.2xl0'J

則水在2min內吸收的熱量

44

0ng=^^-X4.2X10J=1.05X10J

吏8min

加熱相等時間,質量相等的A和B吸收相等熱量,所以電加熱器加熱兩分鐘,A物質吸收的熱量也是1.05X104J。

【例3】為了比較水和食用油的吸熱能力,小明用兩個相同的裝置做了如圖所示的實驗。用溫度計測量液體

吸收熱量后升高的溫度值,并用鐘表記錄加熱時間。實驗數(shù)據(jù)記錄如下表。

物質質量/g初始溫度/℃加熱時間/min最后溫度/℃

水6020645

食用油6020668

水]食用油

(1)實驗中選用相同的酒精燈加熱,可以認為相同時間內水和食用油相同;

(2)在實驗過程中控制加熱時間相同,通過比較研究水和食用油吸熱能力的差異;

(3)在此實驗中,如果要使水和食用油的最后溫度相同,就要給加熱更長的時間,此時水吸收的熱

量______(選填“大于”“小于”或“等于“)食用油吸收的熱量;

(4)通過實驗可以得到不同的物質吸熱能力不同,物質的這種特性用這個物理量來描述;

(5)食用油在加熱6min后吸收的熱量為J。

【答案】(1)吸熱(2)升高的溫度(3)水大于(4)比熱容(5)6300

【解析】(1)實驗中選用相同的酒精燈加熱,則相同時間內,物質吸收的熱量相同。

(2)實驗過程中控制加熱時間相同,即吸收的熱量相同,通過比較物質升高的溫度來水和食用油吸熱能力

的差異。

(3)口]⑵由表中數(shù)據(jù)知,在此實驗中,水升溫慢,要使水和食用油的最后溫度相同,就要給水加熱更長的

時間,則水吸收的熱量大于食用油吸收的熱量。

(4)通過實驗可以得到不同的物質吸熱能力不同,物質的這種特性用比熱容這個物理量來描述

(5)加熱6min,食用油吸收的熱量和水在相同時間吸收的熱量是相同的,則食用油吸收的熱量為

盤用油=。水=。水耿(tf)N.2x1()3j/(依?c)x60x10-3依*(45℃-20℃)=6300J

【例4】如圖所示,甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同,燃料的質量都是10g,燒杯內的液體初溫相同。

(1)若為了比較不同物質的比熱容,應選擇兩圖進行實驗;在實驗中,三燒杯中6液體的質量

必須(相等/不同)。

(2)若在研究不同燃料熱值實驗時,記錄數(shù)據(jù)如下表:根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算:完全燃燒10g燃料1放出的熱

量為,燃料2的熱值是J/kgo

燃料加熱前液體溫度。C燃料燃盡時液體溫度。C燃料的熱值J/kg

115352.4X106

21525?

【答案】(1)甲、丙相等(2)2.4xlO4J1.2X106

【解析】(1)5⑵比較不同物質的比熱容,需要燃燒相同的燃料(確保相同時間放出的熱量相同),加熱相

同的時間,比較質量和初溫相同的液體升高的溫度,溫度升高越多,則吸熱能力越小,應選擇甲、丙兩圖

進行實驗;為了比較熱值大小要用不同的燃料,加熱同一種液體,讓液體的質量相同,通過溫度計的示數(shù)

高低得出吸熱多少,進而判斷熱值大小,應選擇甲和乙兩圖進行實驗;綜上所述,三燒杯中。、6液體的質

量必須相等。

(2)[1]完全燃燒10g燃料1放出的熱量

364

Q標m

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