總復(fù)習(xí)：熱和能（提高）知識(shí)講解

1、總復(fù)習(xí)：熱和能（提高）【考綱要求】1.了解分子動(dòng)理論的初步知識(shí)；2.知道物體的內(nèi)能，知道影響內(nèi)能大小的因素，改變內(nèi)能的兩種方式；3.掌握比熱容的概念，能利用比熱容解釋有關(guān)現(xiàn)象；4.了解熱機(jī)的工作原理，知道汽油機(jī)、柴油機(jī)的工作原理及能量轉(zhuǎn)化；5.知道熱機(jī)的效率；知道提高熱機(jī)效率的途徑；6.知道能量的轉(zhuǎn)化和守恒?！局R(shí)網(wǎng)絡(luò)】 【考點(diǎn)梳理】考點(diǎn)一 、分子熱運(yùn)動(dòng)1.物質(zhì)的構(gòu)成：常見物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的。 2.分子的熱運(yùn)動(dòng)：（1）擴(kuò)散：不同物質(zhì)在相互接觸時(shí)，彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。（2）影響擴(kuò)散快慢的因素：溫度。（3）擴(kuò)散現(xiàn)象表明：一切物質(zhì)的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。3.分子之間的作用力：分子之間即存

2、在斥力也存在引力。要點(diǎn)詮釋：1.物體內(nèi)部大量分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做分子的熱運(yùn)動(dòng)。溫度的高低是物體內(nèi)分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志。溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，擴(kuò)散越快。2.分子之間的引力和斥力同時(shí)存在，只是對(duì)外表現(xiàn)不同：（1）當(dāng)固體被壓縮時(shí)，分子間的距離變小，作用力表現(xiàn)為斥力。（2）當(dāng)固體被拉伸時(shí)，分子間的距離變大，作用力表現(xiàn)為引力。3、分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)：（1）常見物質(zhì)是由大量的分子、原子構(gòu)成的；（2）物質(zhì)內(nèi)的分子在不停地做熱運(yùn)動(dòng)；（3）分子之間存在引力和斥力。考點(diǎn)二 、內(nèi)能1.定義：構(gòu)成物體的所有分子，其熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，叫做物體的內(nèi)能。2.單位：焦耳，符號(hào)：J。3.影響內(nèi)能大小的因

3、素：溫度、質(zhì)量、體積、狀態(tài)等。4.改變內(nèi)能的方式：熱傳遞、做功。5. 內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別：物體的內(nèi)能大小與物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)以及分子間的相互作用情況有關(guān)，是物體能量的微觀表現(xiàn)；物體的機(jī)械能則與整個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況及相對(duì)位置有關(guān)，是物體能量的宏觀表現(xiàn)。物體的內(nèi)能在任何情況下都不會(huì)為零（因?yàn)榉肿硬煌５刈鰺o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)總有動(dòng)能），而物體的機(jī)械能可以相對(duì)為零。所以內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同形式的能量。要點(diǎn)詮釋： 1.內(nèi)能與溫度：同一個(gè)物體，它的溫度越高，內(nèi)能越大。物體的溫度升高，內(nèi)能增加，內(nèi)能增加，溫度不一定升高，如：晶體熔化的過(guò)程，物體吸收熱量?jī)?nèi)能增加，但是溫度不變。2.熱傳遞：（1）發(fā)生條件：溫度差。

4、（2）方向：能量從高溫物體傳遞到低溫物體。（3）結(jié)果：物體溫度相同。（4）實(shí)質(zhì)：內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。3.熱量：熱傳遞中，傳遞的能量的多少叫熱量。即“熱量”是一個(gè)過(guò)程量，只能說(shuō)“吸收”或“放出”了熱量，不能說(shuō)物體含有熱量。熱量的單位是焦耳（J）4.做功：外界對(duì)物體做功，物體內(nèi)能增加；物體對(duì)外界做功，物體內(nèi)能減小。做功的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化。考點(diǎn)三 、比熱容1.定義：一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度升高時(shí)吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比，叫做這種物質(zhì)的比熱容。符號(hào)c2.單位：焦每千克攝氏度，符號(hào)是J/(）。3.熱量的計(jì)算：（1）吸熱公式：式中Q吸表示物體吸收的熱量，c表示物質(zhì)的比熱容，m表示物體的質(zhì)量，t0

5、表示物體原來(lái)的溫度，t表示物體后來(lái)的溫度。（t-t0）表示溫度的升高量。（2）放熱公式：式中（t0-t）表示物體溫度的降低量。要點(diǎn)詮釋：1.比熱容是物質(zhì)本身的一種性質(zhì)：（1）同種物質(zhì)在同一狀態(tài)下的比熱容與其質(zhì)量、吸收（或放出）熱量的多少及溫度的改變無(wú)關(guān)。（2）同一種物質(zhì)在不同的狀態(tài)下比熱容不同，如冰、水的比熱容是不同的。2.水的比熱容比較大，是4.2103J/(）。主要表現(xiàn)：（1）由于水的比熱容較大，一定質(zhì)量的水升高（或降低）一定的溫度吸收（或放出）的熱量較多，我們用水作為冷卻劑和取暖用。（2）由于水的比熱容較大，一定質(zhì)量的水吸收（或放出）較多的熱量而自身的溫度卻改變不多，這一點(diǎn)有利于調(diào)節(jié)氣候

6、。夏天，太陽(yáng)曬到海面上，海水的溫度升高過(guò)程中吸收大量的熱，所以人們住在海邊并不覺得特別熱；冬天，氣溫低了，海水由于溫度降低而放出大量的熱，使沿海氣溫降得不是太低，所以住在海邊的人又不覺得特別冷?？键c(diǎn)四 、熱機(jī)1.熱機(jī)：利用內(nèi)能做功的機(jī)械。2.熱機(jī)的種類：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。3.內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)。（1）種類：汽油機(jī)和柴油機(jī)（2）四個(gè)沖程：活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從汽缸缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程，叫做一個(gè)沖程，汽油機(jī)是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程的不斷循環(huán)來(lái)保證連續(xù)工作的。在一個(gè)工作循環(huán)中，汽缸內(nèi)的活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周。四個(gè)沖程中只有做功

7、沖程燃?xì)鈱?duì)外做功，其他三個(gè)沖程都是靠飛輪慣性完成的。一個(gè)工作循環(huán)有兩次能量轉(zhuǎn)化，在壓縮過(guò)程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在做功過(guò)程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。4.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(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值。（2）單位：焦每千克，符號(hào)：J/kg。（3）熱量的計(jì)算：，燃料完全燃燒后放出的熱量，m質(zhì)量，q燃料的熱值。5.熱機(jī)的效率：（1）定義：用來(lái)做有用功的那部分內(nèi)里，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率。（2）公式：。要點(diǎn)詮釋：1.汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同點(diǎn)：不同點(diǎn)相同點(diǎn)項(xiàng)目汽油機(jī)柴油機(jī)（1）構(gòu)造基本相同都是燃料在氣缸內(nèi)燃燒，都是內(nèi)燃機(jī)。（2）都將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

8、（3）每一個(gè)工作循環(huán)都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程組成。構(gòu)造汽缸頂部有火花塞汽缸頂部有噴油嘴點(diǎn)火方式壓縮沖程末由火花塞放出電火花點(diǎn)燃，稱點(diǎn)燃式壓縮沖程末由噴油嘴向汽缸內(nèi)噴霧狀柴油遇到高溫高壓的空氣自動(dòng)燃燒，稱壓燃式燃料汽油、吸氣沖程吸進(jìn)汽油和空氣混合物柴油、吸氣沖程吸進(jìn)汽缸的只是空氣壓縮比壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進(jìn)體積的19至16壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進(jìn)體積的122至116做功做功沖程初燃?xì)鈮簭?qiáng)為30至50個(gè)大氣壓，溫度2000至2500，高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞做功做功沖程初燃?xì)鈮簭?qiáng)為50至100個(gè)大氣壓，溫度1700至2000，高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞做功效率效率較低20至30

9、效率較高30至45用途輕便，多用于汽車、飛機(jī)、小型農(nóng)機(jī)具笨重，多用于拖拉機(jī)、載重汽車、輪船等重型機(jī)械2.燃料在熱機(jī)中燃燒時(shí)，總有一小部分燃料不能完全燃燒而損失掉，燃料釋放出的內(nèi)能只有一部分用來(lái)推動(dòng)熱機(jī)的運(yùn)動(dòng)，即轉(zhuǎn)化為熱機(jī)的機(jī)械能，其余的能量在廢氣、散熱、機(jī)械摩擦中損失掉了，其中廢氣帶走的能量最多，所以設(shè)法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，熱機(jī)的效率越高，它的機(jī)械性能就越好?？键c(diǎn)五、能量的轉(zhuǎn)化和守恒1.常見的能量形式有：機(jī)械能、內(nèi)能、電能、光能、化學(xué)能等。這些不同形式的能在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化。如摩擦生熱是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；水電站里的水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)

10、電機(jī)發(fā)電是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。2.能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律：能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。要點(diǎn)詮釋：定律中能的轉(zhuǎn)化，是指通過(guò)做功，能的形式發(fā)生了變化，一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能。如鉆木取火，就是通過(guò)克服摩擦做功，使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。能的轉(zhuǎn)移，是指同一種能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上，能的形式?jīng)]有變化，如熱傳遞過(guò)程中，內(nèi)能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體?！镜湫屠}】類型一、基礎(chǔ)知識(shí) 1.有關(guān)分子熱運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A液體很難被壓縮，說(shuō)明分子間有斥力B手捏海綿，海綿體積變小，說(shuō)明分子間

11、有空隙C掃地時(shí)塵土飛揚(yáng)，說(shuō)明分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)D擴(kuò)散現(xiàn)象不能在固體中發(fā)生【思路點(diǎn)撥】（1）分子間同時(shí)存在相互作用的引力和斥力；（2）力可以改變物體的形狀；（3）要區(qū)分開分子的運(yùn)動(dòng)和固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)（機(jī)械運(yùn)動(dòng)）；（4）擴(kuò)散現(xiàn)象在固體、液體、氣體中均能發(fā)生。【答案】A【解析】A、液體很難被壓縮，說(shuō)明分子間有斥力，故A正確；B、用手捏海綿，海綿的體積縮小了，說(shuō)明力可以改變物體的形狀，不能說(shuō)明分子間有空隙，故B錯(cuò)誤；C、塵土飛揚(yáng)是固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng)，不是分子的運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D、擴(kuò)散現(xiàn)象能在固體中發(fā)生，比如長(zhǎng)時(shí)間緊挨在一起的金板和鉛板，金中有鉛，鉛中有金，故D錯(cuò)誤?！究偨Y(jié)升華】本題考查分子

12、的運(yùn)動(dòng)、分子間作用力、力的作用效果，考查的知識(shí)點(diǎn)比較多，主要考查學(xué)生對(duì)所學(xué)物理知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。舉一反三：【變式】下列現(xiàn)象中，不能用分子熱運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)來(lái)解釋的是（）A打開香皂盒會(huì)聞到香味B擦黑板時(shí)粉塵飛揚(yáng)C水和酒精混合后體積變小D將兩個(gè)鉛柱底削平、削干凈，緊壓在一起，它們就結(jié)合起來(lái)了【答案】B2.關(guān)于溫度、內(nèi)能和熱量，下列說(shuō)法正確的是（）A溫度越高的物體所含的熱量一定越多B溫度相同的兩個(gè)物體間不會(huì)發(fā)生熱傳遞C0的冰變成0的水，溫度不變，內(nèi)能不變D任何物體都具有內(nèi)能，通過(guò)摩擦可增大冰塊的內(nèi)能【思路點(diǎn)撥】（1）熱量指的是物體在熱傳遞過(guò)程傳遞的內(nèi)能的多少，只能說(shuō)“吸收”或“放出”熱量，不能用“含有”

13、、“擁有”等字眼。（2）熱傳遞的條件是物體間存在著溫度差異，內(nèi)能從高溫物體傳給低溫物體。（3）晶體物質(zhì)的熔化過(guò)程不斷吸熱，內(nèi)能增加，但是溫度不變。（4）內(nèi)能指物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，任何物體都具有內(nèi)能，改變物體內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞?！敬鸢浮緽D【解析】A、熱量是過(guò)程量，描述它的術(shù)語(yǔ)只能用“吸收”和“放出”，不能用“含有”，故A的說(shuō)法錯(cuò)誤，不符合題意。B、溫度相同的兩個(gè)物體間不存在溫度差，不會(huì)發(fā)生熱傳遞，故B的說(shuō)法正確，符合題意。C、0的冰變成0的水，吸收了熱量，盡管溫度不變，但是內(nèi)能變大，故C的說(shuō)法錯(cuò)誤，不符合題意。D、任何物體都具有內(nèi)能，通過(guò)摩擦，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)

14、能，冰塊的內(nèi)能增大，故D的說(shuō)法正確，符合題意?！究偨Y(jié)升華】要正確理解溫度、熱量與內(nèi)能的關(guān)系，以及改變內(nèi)能的兩種方式。解決問(wèn)題的訣竅是：物體吸熱或溫度升高，內(nèi)能一定增大；但物體的內(nèi)能增大，不一定是由物體吸熱或溫度升高引起的。舉一反三：【變式】下面關(guān)于熱現(xiàn)象的說(shuō)法，正確的是（）A冬天搓手取暖是利用熱傳遞來(lái)改變內(nèi)能B鐵絲很難被拉斷說(shuō)明分子間存在引力C衣柜里的樟腦片升華時(shí)要放熱D汽油機(jī)的做功沖程把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】B3.探究“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”時(shí)，同學(xué)們用酒精燈同時(shí)開始均勻加熱質(zhì)量和初溫都相等的沙子和水，裝置如圖。下列說(shuō)法正確的是（） A實(shí)驗(yàn)中，沙子吸熱升溫較快，說(shuō)明沙子吸熱能力較強(qiáng)B在本

15、實(shí)驗(yàn)中，物體吸熱多少是由物質(zhì)的種類決定的 C實(shí)驗(yàn)中，將沙子和水加熱到相同溫度時(shí)，它們吸收的熱量相同D實(shí)驗(yàn)中，加熱相同的時(shí)間，末溫低的物質(zhì)吸熱能力強(qiáng)【思路點(diǎn)撥】（1）比熱容是物質(zhì)的一種特性，與物體質(zhì)量、溫度高低、吸放熱多少都沒(méi)有關(guān)系；比熱容是反映不同物質(zhì)吸放熱能力強(qiáng)弱的一個(gè)物理量。（2）水和干沙子，誰(shuí)溫度升高的快，需要利用Q=Cmt來(lái)判斷?！敬鸢浮緿【解析】A.實(shí)驗(yàn)中，沙子吸熱升溫較快，說(shuō)明沙子的比熱容小，吸熱能力弱；B.在本實(shí)驗(yàn)中，物體吸熱多少是由加熱時(shí)間決定的；C.將沙子和水加熱到相同溫度時(shí)，據(jù)Q=cmt，水吸收的熱量多； D.加熱相同的時(shí)間，吸收的熱量相等，據(jù)Q=cmt，末溫低的物質(zhì)比熱容

16、大，吸熱能力強(qiáng)?！究偨Y(jié)升華】考查了比熱容的概念，學(xué)生要學(xué)會(huì)總結(jié)實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論考查了利用吸收熱量公式Q=cmt的熟練應(yīng)用，對(duì)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明的問(wèn)題，學(xué)生要記住這個(gè)結(jié)論。舉一反三：【變式】用兩個(gè)相同的電熱器給質(zhì)量相同的物質(zhì)甲和水加熱，它們的溫度隨加熱時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，據(jù)此判斷物質(zhì)甲的比熱容為（） A2.1103J/（kg） B4.2103J/（kg）C1.2103J/（kg） D條件不足，不能確定【答案】A4.小明根據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)并結(jié)合下列表格中的數(shù)據(jù)，得出以下四個(gè)結(jié)論，其中正確的是（ ）物質(zhì)密度/（kgm-3）（常溫常壓下）熔點(diǎn)t/（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）比熱容c/J（kg）-1冰0.910302.11

17、03鋁2.71036600.88103鐵7.910315350.46103 A寒冬季節(jié)盛有水的水缸放在室外不可能破裂B標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，鋁在660時(shí)一定處于固液共存狀態(tài)C體積相等的鐵球和鋁球，如果它們的質(zhì)量相等，鐵球可能是實(shí)心的D質(zhì)量相等的實(shí)心鐵塊和實(shí)心鋁塊，升高相同的溫度，鋁塊吸收的熱量較多【思路點(diǎn)撥】A.由表中數(shù)據(jù)可得冰的熔點(diǎn)，而水的凝固點(diǎn)與冰的熔點(diǎn)相同。在寒冬季節(jié)，水達(dá)到凝固點(diǎn)而結(jié)冰，結(jié)冰時(shí)質(zhì)量不變，密度減小，體積變大，將把水缸脹破；B.一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，鋁的熔點(diǎn)是660，鋁熔化時(shí)溫度不變繼續(xù)吸熱，直到完全熔化；C.鐵的密度大于鋁的密度，體積相等的鐵球和鋁球，如果是實(shí)心的，鐵的質(zhì)量大于鋁的質(zhì)量

18、，如果它們的質(zhì)量相等，鐵一定是空心的；D.由表中知道鐵和鋁的比熱容的大小關(guān)系，又知道m(xù)相同，升高的溫度相同，根據(jù)吸熱公式判斷?！敬鸢浮緿【解析】A.水在寒冬季節(jié)，達(dá)到凝固點(diǎn)而結(jié)冰，結(jié)冰時(shí)，體積變大，將把水缸脹破，故A錯(cuò)；B.一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，鋁的熔點(diǎn)是660，660的鋁可能剛達(dá)到熔點(diǎn)還沒(méi)有熔化（全是固態(tài)）、也可能是處于熔化過(guò)程中（固液混合），也可能剛?cè)刍Y(jié)束（全為液體），故B錯(cuò)；C.鐵的密度大于鋁的密度，體積相等的鐵球和鋁球，如果是實(shí)心的，鐵的質(zhì)量一定大于鋁的質(zhì)量，故C錯(cuò)；D.由表中知道c鐵c鋁，又知道m(xù)相同，升高的溫度t相同，根據(jù)吸熱公式Q吸=cmt可知鋁塊吸收的熱量較多，故D正確。【總結(jié)升華】本題考查了學(xué)生從表格數(shù)據(jù)中搜集有用信息并加以利用的能力，涉及到空心問(wèn)題、晶體熔化規(guī)律、熱量的計(jì)算、凝固條件，是一個(gè)與生活相聯(lián)系的綜合題。類型二、知識(shí)運(yùn)用5.為體現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的理念，上海世博會(huì)充分利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，其主題館屋面太陽(yáng)能板的面積達(dá)3104m2，年發(fā)電量3106kWh。若這些電能由火力發(fā)電站提供（煤的熱值為3107J/kg，煤完全燃燒釋放的內(nèi)