第十二章内能与热机12.1认识内能(1)【复习】分子动理论的内容：1.一切物质的分子都在地做无规则运动。温度越高，热运动越_______。(1)不同物质在相互接触时，相互渗透的现象叫________。(2)扩散现象表明：分子在_____________________________；还表明分子之间有______。2.分子间同时存在___力和____力。【新课】1．内能：物体内所有分子做无规则运动的和的总和叫内能（也叫___能）。【影响内能大小的因素】①______——______越大，分子数量越多，内能越大；②______——______越高，分子运动越剧烈，____________更大，内能越大；③______——______不同，分子间距离不同，影响分子势能变化，内能会不同；★如1kg0℃的水结成0℃的冰，状态改变，内能______。（水结冰要放热）(质量______，体积______，密度_______.)【易错常考点】①内能是不同于机械能的另一种形式的能量，机械能可以为零，内能始终为零。②机械能=动能+势能，机械能与物体速度和所处高度____关；内能=分子动能+分子势能，内能与物体的速度和所处高度_____关；③所有能量的单位都是：____（焦耳）。【典型例题】1．判断：A.内能是一个分子无规则运动所具有的能□B.内能就是大量分子无规则运动所具有的能□C.0℃的物体内能为0□_____________________________D.炽热的铁水和冰冷的铁块都有内能□E.质量和温度相同时，运动速度大的物体内能大□_________________________F.当物体被举高时，其分子势能随之增加□G.0℃以下时，物体分子既不具有动能也不具有势能□H.温度相同的物体内能一定相等□__________________________I.一切物体任何时候都具有内能。□J.温度高的物体一定比温度低的物体内能大□__________________________2．把两滴相同质量的红墨水同时滴入质量相同的冷水、热水中，观察红墨水在冷水和热水中的扩散过程，发现红墨水在______水中扩散较快，由此表明物体温度越高，分子运动就越______，分子具有的动能就________，物体的内能就________。所以物体的内能与物体的_______有关。3．在空中飞行的子弹具有     能和     能，还具有    能。子弹落地静止时，以上三种能中不为零的是    能。4．有质量完全相等的1kg零摄氏度的水和1kg零摄氏度的冰：谁密度大？____；谁体积大？____；谁内能大？____；谁含水分子的数目多？_____.10\n12.1认识内能(2)2．改变物体的内能有两种方法：和.这两种方法对改变物体的内能是_______的。【理解】①热传递→内能从高温物体转移到低温物体；（实质是：___________；条件是有“_______”，必须是从高温传向低温。）注意：内能可以从内能少的物体传给内能多的物体，只要那个那个内能少的物体_____更高就行！②做功→内能与其它形式的能之间发生转化；（实质是：_______________________________.如“摩擦生热”就是________能转化为内能。）3.物体对外做功，物体本身的内能_______；外界对物体做功，物体的内能________。【易错常考点】①物体吸收(或放出)热量，内能会增加(或减少)，但是温度不一定升高(或降低)；（如晶体熔化过程持续吸热内能______但温度______；晶体凝固过程持续放热内能______但温度______.）②若物体温度升高(或降低)，则内能一定会______(或______)；③物体温度发生变化，内能发生变化，它可能是经过了_________过程也可能是_______过程；例:如下图所示是某种物质的物态变化曲线，看图回答下面的问题:（1）这种物质是_________；（填晶体或非晶体）（2）熔化过程时间为_________；（3）由图可知，AB段是_____态，BC段是__态，CD段是_____态；（4）BC段表示_____过程,此过程该物质不断吸收热量，温度___，内能_____，这是通过_____的方式改变内能；DE段表示____过程，特点：。（5）★此物质在0℃时是态。【典型例题】1.判断：A.温度从温度高的物体向温度低的物体传递□B.自然情况下，内能一定从内能多的物体向内能少的物体传递□_______________________C.自然情况下，内能一定从温度高的物体向温度低的物体传递□E.温度相同的两物体间不会发生热传递□F.物体的温度升高，它的分子热运动一定加剧□G.物体的温度升高，一定是从外界吸收了热量□______________________H.物体的温度降低，可能是对外界做了功□2．如图，玻璃瓶内装有少量的水，塞子塞紧，用打气筒向瓶内打气，当塞子跳起来时，会看到瓶中出现“______”，这是因为瓶内空气向外推动瓶塞，自己的_____减小，降低，瓶内水蒸气发生（填物态变化名称）而形成的，这个过程是___能转化为_____能。这个实验说明：物体对外，本身的________。3．如图，活塞筒内放有一团浸透乙醚的棉花球，用力把活塞迅速向下压，棉花球会立即________起来，这是因为外界对筒内空气_______，使筒内空气________增加，________升高，达到乙醚的着火点开始燃烧。这个过程是是_______能转化为_______能。这个实验说明：外界对物体_______，物体的____________。4．如图，小明从滑滑梯上匀速滑下，下滑过程中，小明感觉臀部有明显的灼热感，由此可以分析，下滑过程小明的动能______，机械能_______，内能_______.(选填“增加、减少或不变”)试问，小明减少的机械能去哪儿了?_____________10\n12.2热量与热值(1)1.热量（___表示）：在热传递过程中，物体________________叫热量（即传递的那部分内能的多少叫热量）。单位：____(焦耳）【理解】：①热量是反映在________过程中内能的改变量，因此热量是一个过程量。一个物体温度高内能大，但不能说它的热量多，如果没有发生热传递，就没有热量可言。所以不能说含有(具有)多少热量，只能说传递了、吸收了、放出了、改变了…多少热量；可以说含有(具有)多少内能；②热量对应热传递的过程，没有热传递热量就为____；内能对应物体存在的状态，任何状态下物体都具有内能，内能______为零；③“传递的热量多少”与“物体内能多少”没有直接关系！即传递的热量多内能________多，内能多传递的热量也________多！（选填“一定或不一定”）2.烧水的生活经历告诉我们，如果水的_____越大，__________越高，则需要吸收的热量越多！3.热值（___表示）：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。①单位：J/kg，读作“焦耳每千克”。对于气体燃料，在生活中多以体积来计量，所以气体燃料热值的单位是J/m；汽油的热值是4.6×107J/kg，它表示：__________________________;燃烧过程是能转化为能的过程。②理解：热值是表示燃料燃烧放热本领的物理量；同种燃料，无论是否燃烧，无论质量大小，热值都是一定的；热值大的，只能说明它燃烧放热本领强，不能说明燃烧放热一定更多。4、燃料燃烧放出热量的多少与燃料______和燃烧的燃料_______（或燃料_____）有关，即:燃料完全燃烧放热公式：Q=qm（或Q=qv气体燃料）公式变形：______________________【典型例题】1.判断：A．高温物体放出的热量一定比低温物体放出的多□B．热传递过程中，若与外界不进行热交换，高温物体放出的热量一定等于低温物体吸收的热量□C.点燃的火柴越烧越少，火柴的热值也越来越少□______________________D.燃料如果不完全燃烧，那么这种燃料的热值就会变小□E.容易燃烧的燃料，热值就大□F、热值大的燃料燃烧时放出的热量多；□_____________________________G、燃烧时放出的热量多的燃料热值大；□H、相等质量的同种燃料燃烧所放出的热量一定相等；□______________________I、完全燃烧相等质量的不同燃料，燃料热值大的所放出的热量较多。□序号液体质量（g）初温(℃)末温(℃)加热时间(min)1水300203012.42水15020306.22.为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，某同学做了如下实验。在4个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热。下表是他们的实验记录，请根据实验记录的数据分析概括有关实验结论。(1)分析表格可知,此次实验是想探究液体吸热跟的关系(2)比较实验1和2可知:相同的同种物质,越大,物体吸收的热量越多.序号液体质量（g）初温(℃)末温(℃)加热时间(min)3煤油30020306.24煤油30020253.1(3)分析表格可知,此次实验是想探究液体吸热跟的关系(4)比较实验3和4可知:相同的同种物质,越大,物体吸收的热量越多10\n(5)根据以上初步结论进行概括，可以形成总的结论是:同种物质组成的物体,温度升高时吸收热量的多少与、成正比.此实验中是通过______________来反映吸热的多少.12.2热量与热值(2)3.热值（___表示）：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。【理解】：热值是表示燃料_____________的物理量；同种燃料，无论是否燃烧，无论质量大小，热值都是________的；热值大的，只能说明它燃烧放热本领强，不能说明燃烧放热一定更多。4.燃烧放热的多少与：燃料燃烧放热本领(热值q)、燃烧的质量m和是否完全燃烧有关。（燃料完全燃烧放热）公式：Q=______（或Q=________气体燃料）；公式变形：__________________________(或_________________________)5.燃烧效率：燃烧时的热量与燃料时放出的热量之比，叫做燃料的燃烧效率。公式：η=__________6.烧水的生活经历告诉我们，如果水的质量越大，升高的温度越高，则需要吸收的热量越_____！即同种物质组成的物体放出或吸收热量的多少跟物体的大小和物体温度成比.【易错常考点理解】①注意热量与内能的区别。（热量是传递的那部分内能；热量可以为零，内能不可以为零；传递的热量多内能不一定多，内能多传递的热量也不一定多！）②热值描述燃料燃烧放热本领，其它条件相同时，热值大的完全燃烧能放出更多的热；③★热值只与燃料种类有关，与燃烧质量和是否完全燃烧等无关；(如:酒精，无论是一滴还是一杯，无论否完全燃烧，其热值是一定的！只是不完全燃烧时比完全燃烧放出的热量会更少！)【典型例题】1．天然气的热值是7.5×107J/m3，若某家庭一个月使用了20m3的天然气完全燃烧时放出的热量是多少？这些热量相当于完全燃烧多少千克烟煤放出的热量.（烟煤的热值是3.0×107J/kg）2.若烧开1kg水约需要吸收4×105J的热量。现在小丽家的煤气炉烧开1kg水约需要燃烧30dm3的天然气，天然气的热值约为4.0×107J/m3，求小丽家煤气炉的热效率约是多少？3.已知10kg的煤油温度升高10℃，吸收的热量为2.1×105J，则：（1）同质量的煤油温度降低10℃，放出的热量为，若初温为80℃，现在温度变为，（2）20kg的煤油温度升高10℃，吸收的热量为，（3）20kg的煤油温度由30℃降低到20℃，放出的热量是。（4）20kg的煤油温度由30℃降低到10℃，放出的热量是。4.如图是“探究燃料燃烧放热情况”10\n的实验装置，实验中，需要控制相同的量有：两种燃料的______相同，水和烧杯的______、______相同；实验中，若甲装置中温度计温度升高得多，则说明甲装置中水吸收热量___，说明煤油放出热量____，说明煤油热值_____(大/小)；本实验是通过______________来反映水吸收热量的多少，从而反映相应燃料燃烧放热的多少。若用此装置水吸收的热量来计算燃料的热值，则测量值会明显偏_____（大/小），原因是__________________。12.3探究物质的比热容(1)1.【回顾小结】：烧水的生活经历告诉我们，如果水的质量越大，升高的温度越高，则需要吸收的热量越_____！即：同种物质组成的物体，吸收热量的多少与_____________和_____________成正比！2.相同质量的水和钢铁，在吸收相同的热量后，他们升高的温度；（钢铁升高的温度___）相同质量的水和钢铁，若要升高相同的温度，他们吸收的热量！（水吸收的热量更___）说明：不同的物质材料吸热性能(本领)是的！3.比热容(c)的意义——用来描述物质吸热______(本领)的物理量。4.比热容(c)的定义——1kg的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量，叫这种物质的比热容.5.水的比热容是：c水=4.2×103J/（kg·℃）——表示：________________________________________________.【理解】：①与物质的密度一样，比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关！与物体质量、温度、吸热/放热多少____关！②“比热容大的，吸热能力强，吸热升温更慢。”（如何理解？……）即：相同质量的物体升高相同的温度，则比热容大的需要吸收的热量更__；相同质量的物体吸收相同的热量，则比热容大的升高的温度要更__。【**规律性总结**】①比热容大的物质吸热能力强，放热能力也强。所以，质量一定时，若升高相同温度，比热容大的吸收的热量____，降低相同温度，也是比热容大的放出的热量____；②其它条件一定时，比热容大的物质吸热升温慢，放热降温也慢。所以，质量一定时，若吸收相同热量，比热容大的升温____，放出相同热量，也是比热容大的降温____；【典型例题】例1：（全部选填“=”、“>”或“<”）40℃水的比热容20℃水的比热容一桶水的比热容一杯水的比热容一大块冰的比热容一小块冰的比热容水的比热容冰的比热容一滴水的比热容一大块冰的比热容例2：关于比热容的下列说法中正确的是（）A.物体的温度越高，其比热容越大；B.物体含有的内能越多，比热容越大；C.物体的质量越大，其比热容越大；D.物体吸收热量越多，说明其比热容越大；E.物质的比热容与它的质量、温度无关；例3.关于物质的比热容，以下说法不正确的是：（）A.比热容大的物体吸热本领强，放热本领也强；B.比热容大的物体吸热就多，放热也多；C.质量相同时，吸收相同的热量，比热容大的物体升高的温度小；D.质量相同时，升高相同的温度，比热容大的物体吸收的热量多；例4：水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），以下说法不正确的是：（）A.1kg的水温度降低1℃放热4.2×103J；B.2kg的水温度升高1℃吸热8.4×103J；C.1kg的水温度升高2℃吸热8.4×103J；D.如果不吸热，则水的比热容为0；例5：水的比热容是_______________，其物理意义是：__________________________例6：1kg初温为50℃的水，吸收4.2×104J的热量后温度将升高到______℃.例7：①质量相等的水和煤油，使它们降低相同的温度，放出的热量较多。（C水>C煤油）②质量相等的铁块和铜块，使它们升高相同的温度，块吸收的热量较多。（C铁>C铜）10\n③质量相等的水和煤油，当它们放出相同的热量后,降低的温度多；（C水>C煤油）④质量相等的铁块和铜块，当它们吸收相同的热量后，块升高的温度多；（C铁>C铜）12.3探究物质的比热容(2)1.对比总结：☆热量Q——描述物体吸/放热多少的物理量；物体具体吸热多少与物体的、升高的和_____有关！即Q吸=_________!☆热值q——描述燃料燃烧放热本领的物理量；热值q只与燃料的种类有关，而与燃料的质量、体积、是否燃烧____关！燃料完全燃烧具体放热多少与热值q和燃料的质量(体积)有关！即Q放=_____或Q放=_____!☆比热容c——描述物质吸/放热本领的物理量；比热容只与物质的_______和状态有关，而与物体的质量、升高的温度、吸热的多少___关！☆☆热值、比热容、密度都是物质的属性，都只与物质的种类(状态)有关!!!2.两个易混淆的实验①探究不同物质的吸热性能:（图甲或乙）【实验思路】：吸收相同的热量，比较______________……升高相同的温度，比较______________……【实验步骤】：取相同质量的水和食用油，用相同的酒精灯同时开始加热，每隔1min记录温度计的示数……•需要控制水和食用油的_______________相同；•需要测量哪些量？______________________•需要哪些仪器设备？_____________________•实验过程需要注意哪些事项？要用同样的玻璃杯、要同样的加热条件——便于通过______________来反映吸收热量的多少.【高度注意】：本实验通过加热时间来反映___________________；通过温度计示数_来反映___________________；②探究不同燃料燃烧放热性能(热值)：（如典型例题2）【典型例题】1、如图甲乙，是探究______________________的实验装置，实验中，水的质量_______（相同/不相同），两种燃料的质量_______（相同/不相同），是通过________________来反映水吸收热量的多少，从而反映相应燃料燃烧放热的多少，如图1是两杯水的温度变化图像，说明_______的热值更大。若用此装置来测量燃料的热值，则测量值会明显偏____（大/小），原因是____________。2、初温、质量相等的水和沙，吸收相等的热量后，让它们接触，则沙是_____热；初温相等、质量相等的水和沙，放出相等的热量后，让它们接触，则沙是_____热。（两空均选填“吸”或“放”）3、研究物质温度升高时吸收的热量与哪些因素有关，做了如下实验：在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热，记录的数据如下表：烧杯号液体质量初温末温加热时间1水200202882水100202843煤油200202844煤油20020242用同样加热器加热的目的是：便于通过____________________来反映吸热多少；比较1、2，得出结论：物体吸收的热量与有关；10\n比较3、4，得出结论；比较1、3，得出结论；综合上述结论，物体温度升高时吸收热量的多少与、___________和有关。12.3探究物质的比热容(3)3.【物体升温吸热公式】：质量为m千克的物体，温度升高△t摄氏度，吸收的热量是：Q=cm△t公式变形：_____________________________________Q表示_________，c表示____________，m表示_______，△t表示____________。【注意】：①从公式Q=cm△t可以理解得到：物体具体吸热多少与物体的____、升高的和_________有关！！！②△t是温度差，若物体温度降低，则物体____热，若物体温度升高，则物体____热。【典型例题】1、人工湖具有“吸热”功能，盛夏时节能大大减小城市的热岛效应。假设某人工湖的湖水的质量约为2×107kg，当水温从20℃升高了2℃时，则湖水吸收的热量为多少？2、初温为40℃的水吸收了4.2×105J的热量，水的温度升高了10℃，则水的质量为多少?3、20kg水放出4.2×105J的热量，水温度降低了多少?若初温为40℃，则放热后的温度为____℃4、将100kg的水从40℃加热到沸腾，水吸收的热量是多少？相当于完全燃烧多少kg的焦碳？（q焦碳=3.0×107J/kg）5、小明家新安装了一台能装50L水的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的25℃升高到了45℃。问：（1）在这4h内水吸收了多少热量？（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少焦炭？[水的比热容为c水=4.2×103J／(kg·℃)，焦炭的热值为q=3.0×107J／kg]10\n12.4热机与社会发展(1)1、热机的共同特点：使燃料在气缸内燃烧，将燃料的_____能转化为____能，又通过______，把___能转化为______能的装置。1.吸气冲程：_____门打开，____门关闭，活塞向____运动，吸气；2.压缩冲程：进气门和排气门都____，活塞向____运动，压缩；（☆压缩冲程，______能转化为___能）3.做功冲程：进气门和排气门都____，燃料猛烈燃烧，高温高压气体推动活塞向___运动，对外____，输出____；（☆做功冲程，___能转化为______能）4.排气冲程：进气门____，排气门____，活塞向____运动，将废气排出；2、内燃机工作过程：【总结】：一个工作循环包括_____个冲程，活塞上下运动_____次，曲轴转动_____周，对外做功____次。只有做功冲程是靠高温高压的燃气推动完成，输出动力，其它三个冲程均为辅助冲程，靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成动作。3、热机的效率：热机工作时，用来做_____功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比。4、提高热机的效率：首先要减少燃烧过程中的热量损失；其次要尽量简化机械传动部分,并选用优良的润滑材料减小摩擦，以减少机械损失.在热机的各种损失中，_______带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。【典型例题】1．右图是一四冲程汽油机工作时的冲程，这个冲程能量转化情况是______能转化为能。2．在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞向下运动做功，燃气自身的内能，温度，是______能转化为能；而在压缩冲程中，活塞向运动，压缩混合气，混合气的内能，温度，是_______能转化为能。3．分别写出各图是什么冲程：甲：__________冲程乙：__________冲程丙：__________冲程丁：__________冲程4．汽油机工作时，将内能转化为机械能的过程是冲程。一台柴油机的转速为2400R/min，则在1s内柴油机曲轴转动____周，完成____个冲程，对外做功次。5.（广东省）如图4所示为内燃机的能量流向图，则热机效率可表示为（用图中字母表示）η=_____________.10\n初三第一次月考——公式(记公式应先记物理量的字母及单位哦)单位换算：1m==10dm=100cm=1000mm1h=60min=3600s；1min=60s1m/s=3.6km/h1km/h=物理量单位v——速度m/skm/hs——路程mkmt——时间sh速度公式：公式变形：求路程求时间物理量单位G——重力Nm——质量kgg——重力与质量的比值g=9.8N/kg；粗略计算时取g=10N/kg。重力与质量的关系：G=mg公式变形：__________________单位换算：1kg=103g1g/cm3=1×103kg/m31m3=106cm31L=1dm3=10-3m31mL=1cm3=10-6m3物理量单位ρ——密度kg/m3g/cm3m——质量kggV——体积m3cm3密度公式： 公式变形：__________________面积单位换算：1cm2=10--4m21mm2=10--6m2注意：S是受力面积，指有受到压力作用的那部分面积（接触面积）压强公式：物理量单位p——压强Pa；N/m2F——压力NS——受力面积m2p=注意：深度是指液体内部某一点到自由液面的竖直距离；物理量单位p——压强Pa；N/m2ρ——液体密度kg/m3h——深度mg=9.8N/kg，粗略计算时取g=10N/kg 液体压强公式：p=ρgh物理量单位F——拉力NG总——总重N（G总=G物+G动）n——承担物重的绳子段数滑轮组：（忽略绳重和摩擦时）F=G总物理量单位s——动力通过的距离mh——重物被提升的高度mn——承担物重的绳子段数s=nh 有效绳子的股数：如图8：甲图n=2股，乙图n=3股提示：克服重力做功或重力做功：W=Gh物理量单位W——动力做的功JF——动力Ns——物体在力的方向上通过的距离m机械功公式：W=Fs公式变形：__________________单位换算：1W=1J/s1马力=735W1kW=103W1MW=106W 功率公式：匀速直线运动时推导式：P=________物理量单位P——功率W(瓦)W——功J(焦)t——时间sP=公式变形：__________________提示：机械效率η没有单位，用百分率表示，且总小于1W有=Gh[对于所有简单机械]W总=Fs[对于杠杆、斜面和滑轮]W总=Pt[对于起重机和抽水机等]机械效率：物理量单位η——机械效率W有——有用功JW总——总功J×公式变形：__________________滑轮组η推导式(忽略绳重和摩擦)：热量计算公式：10\n理解：当物体吸热后，终温t2高于初温t1，△t=t2-t1当物体放热后，终温t2低于初温t1。△t=t1-t2物理量单位Q——吸收或放出的热量Jc——比热容J/(kg·℃)m——质量kg△t——温度差℃物体吸/放热Q=cm△t（△t>0）公式变形：___________________________物理量单位Q放——放出的热量Jm——燃料的质量kgq——燃料的热值J/kg燃料燃烧时放热提示：如果是气体燃料可应用Q放=qV；Q放=qm公式变形：__________________10