【課件】第五講　內(nèi)能及其利用2025年中考物理人教版（湖南）一輪復(fù)習(xí)

第五講內(nèi)能及其利用知識梳理夯基礎(chǔ)深挖教材拓展練核心實(shí)驗(yàn)培素養(yǎng)重難破譯煉方法知識點(diǎn)1分子熱運(yùn)動1.分子動理論(1)常見的物質(zhì)是由大量的

、

構(gòu)成的。

(2)一切物質(zhì)的分子都在不停地做

的運(yùn)動,這種現(xiàn)象叫做分子的熱運(yùn)動。

(3)分子之間存在

力和

力。

分子原子無規(guī)則引斥2.擴(kuò)散現(xiàn)象(1)定義:不同的物質(zhì)在互相接觸時(shí)

的現(xiàn)象。

(2)影響因素:

。

(3)說明:①分子間有

;②一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動。注意

(1)擴(kuò)散現(xiàn)象只能發(fā)生在不同物質(zhì)之間,同種物質(zhì)之間不能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。(2)不同物質(zhì)只有相互接觸時(shí),才能發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象,沒有相互接觸的物質(zhì)之間是不會發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象的。彼此進(jìn)入對方溫度間隙(3)擴(kuò)散現(xiàn)象是兩種物質(zhì)的分子彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象,而不是單一的某種物質(zhì)的分子進(jìn)入另一種物質(zhì)的現(xiàn)象。3.分子間相互作用力:分子間的引力和斥力同時(shí)存在、同時(shí)消失。知識點(diǎn)2內(nèi)能1.定義:構(gòu)成物體的所有分子,其熱運(yùn)動的動能與

的總和。2.單位:內(nèi)能的單位是

,符號是

。

3.影響因素:質(zhì)量、

和狀態(tài)等。

分子勢能焦耳J溫度4.改變內(nèi)能的方式(1)做功和熱傳遞的實(shí)質(zhì)做功的實(shí)質(zhì)——內(nèi)能和其他形式的能的相互

。

熱傳遞的實(shí)質(zhì)——內(nèi)能的

。

轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移(2)熱傳遞發(fā)生的條件、方向、結(jié)果①條件:相互接觸的兩個(gè)物體存在

。

②方向:熱量總是自發(fā)地由高溫物體傳到低溫物體或從物體的高溫部分傳到低溫部分。③結(jié)果:高溫物體的內(nèi)能減少,低溫物體的內(nèi)能增加,直到兩物體的溫度相同。5.熱量:在熱傳遞過程中,傳遞

的多少叫做熱量。熱量的單位是

,符號是

。

溫度差能量焦耳J知識點(diǎn)3比熱容1.物理意義:比熱容是描述物質(zhì)吸熱本領(lǐng)的物理量,比熱容越大,吸熱能力越強(qiáng)。2.定義:一定質(zhì)量的某種物質(zhì),在溫度升高時(shí),

與

和

之比,叫做這種物質(zhì)的比熱容。用符號

表示。3.單位:

,符號是

。

吸收的熱量它的質(zhì)量升高的溫度乘積c焦每千克攝氏度J/(kg·℃)4.特點(diǎn):比熱容是物質(zhì)的一種特性,只與物質(zhì)的種類和

有關(guān),與質(zhì)量的多少、溫度的高低、吸放熱的多少等無關(guān)。不同物質(zhì)的比熱容一般

。

5.水的比熱容(1)水的比熱容是

,它的物理意義是

的水溫度升高(或降低)

所吸收(或放出)的

為4.2×103J。(2)水的比熱容大的利用:一是取暖,二是散熱,三是調(diào)節(jié)氣候。狀態(tài)不同4.2×103J/(kg·℃)1kg1℃熱量6.吸、放熱公式Q=c·m·Δt(Δt為溫度的變化量)吸熱公式:

;

放熱公式:

;

若不考慮熱損失,則Q吸=Q放(熱平衡方程)。注意

比熱容的大小只取決于物質(zhì)本身(即物質(zhì)的種類和狀態(tài)),而與物質(zhì)的質(zhì)量、形狀、吸收或放出熱量的多少以及溫度的變化均沒有關(guān)系。Q吸=cm(t-t0)Q放=cm(t0-t)知識點(diǎn)4熱機(jī)1.熱機(jī)(1)定義:利用

能來做功的機(jī)械。

(2)原理:燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為

能,再利用

能做功,轉(zhuǎn)化為

能。

(3)分類:蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)等。2.內(nèi)燃機(jī)(1)定義:燃料直接在發(fā)動機(jī)

內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機(jī)。(2)分類:汽油機(jī)和柴油機(jī)。

內(nèi)內(nèi)內(nèi)機(jī)械汽缸(3)汽油機(jī)的工作特點(diǎn)吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程圖示進(jìn)氣門打開

排氣門關(guān)閉

關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉打開活塞運(yùn)動向下

曲軸運(yùn)動半周

周

周

周

能量轉(zhuǎn)化

能轉(zhuǎn)

化為

能

能轉(zhuǎn)化

為

能

特點(diǎn)一個(gè)工作循環(huán)中,活塞往復(fù)運(yùn)動2次,曲軸轉(zhuǎn)動2周,對外做功1次向上向下向上半半半機(jī)械內(nèi)內(nèi)機(jī)械知識點(diǎn)5熱機(jī)效率1.熱值(1)定義:某種燃料

時(shí)放出的熱量與其質(zhì)量之比。用符號

表示。

(2)單位:

或J/m3。

(3)熱量公式:Q放=mq或Q放=Vq。注意

熱值的大小與燃料的形狀、體積、質(zhì)量無關(guān),只與燃料的種類有關(guān)。完全燃燒qJ/kg2.熱機(jī)效率(1)定義:用來做

的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。有用功(3)提高熱機(jī)效率的途徑:①減少各種

損失;②盡可能使燃料充分燃燒;③設(shè)法利用廢氣中的能量。熱量知識點(diǎn)6能量守恒定律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

為其他形式,或者從一個(gè)物體

到其他物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持

。

轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移不變1.如圖(甲)所示,抽掉玻璃板后,兩個(gè)瓶子內(nèi)的氣體會混合在一起,這是

現(xiàn)象,它說明分子在不停地

;如圖(乙)所示,兩個(gè)鉛柱沒有被重物拉開,主要是由于鉛柱的分子之間有

。擴(kuò)散做無規(guī)則的運(yùn)動引力2.如圖(甲)所示,在一個(gè)配有活塞的厚玻璃筒里放一小團(tuán)硝化棉,迅速壓下活塞,發(fā)現(xiàn)硝化棉燃燒。壓下活塞的過程中,玻璃筒內(nèi)空氣的內(nèi)能

(選填“增大”“減小”或“不變”),溫度

(選填“升高”“降低”或“不變”),這是通過

的方式改變物體的內(nèi)能。如圖(乙)所示,燒瓶內(nèi)水上方存在著無色透明的水蒸氣,用打氣筒往瓶里打氣,當(dāng)瓶塞跳起時(shí),可以看到瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧,這是瓶內(nèi)氣體對外做功后,內(nèi)能

(選填“增大”“減小”或“不變”),溫度

(選填“升高”“降低”或“不變”),水蒸氣

(填物態(tài)變化名稱)形成了小水珠。增大升高做功減小降低液化3.沿海地區(qū)晝夜溫差比沙漠要小得多,這是因?yàn)樗?/p>

;相同質(zhì)量的海水與沙石吸收相同的熱量,

的溫度升高得少。比熱容較大海水4.如圖是汽油機(jī)工作過程某沖程示意圖,此圖表示的是

沖程,該沖程是由

能轉(zhuǎn)化為

能;如果該汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為1200r/min,則它每秒完成

個(gè)沖程,對外做功

次。

做功內(nèi)機(jī)械40105.小球在彈跳過程中,要克服空氣阻力

,彈跳的高度越來越

,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,機(jī)械能

,但能量的總量

。

做功低減小保持不變重難點(diǎn)1熱學(xué)圖象分析滲透方法(1)看軸:認(rèn)清圖象中橫、縱坐標(biāo)所表示的物理量。(2)看線:看懂圖象變化的趨勢——圖象中直線、折線及曲線各表達(dá)什么物理過程和規(guī)律。(3)看點(diǎn):找準(zhǔn)關(guān)鍵點(diǎn)——圖線上的端點(diǎn)、頂點(diǎn)及轉(zhuǎn)折點(diǎn)所表示的物理含義。模型1熔化、凝固類圖象例1如圖(甲)所示,將質(zhì)量相等的冰和蠟燭分別裝在兩個(gè)相同的試管中,放入裝有水的燒杯中加熱。繪制出溫度隨時(shí)間變化的圖象如圖(乙)所示。下列說法正確的是()A.圖(甲)中的實(shí)驗(yàn)裝置,安裝時(shí)應(yīng)按照“由上到下”的順序B.圖(甲)中兩試管放在同一燒杯中加熱,可以控制相同時(shí)間內(nèi)冰和蠟燭吸收的熱量相同C.由圖(乙)可知,A圖線對應(yīng)物質(zhì)的內(nèi)能先增大后不變再增大D.由圖(乙)可知,B圖線對應(yīng)的物質(zhì)是冰B模型2液體沸騰類圖象例2小明在做“觀察水的沸騰”實(shí)驗(yàn)中,描繪出的溫度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,下列說法正確的是()A.水的沸騰過程屬于汽化現(xiàn)象,需要放出熱量B.水的沸騰溫度低于100℃,說明水的比熱容大C.實(shí)驗(yàn)時(shí)的氣壓低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓D.水沸騰前是通過做功的方式來改變水的內(nèi)能的C模型3比熱容類圖象例3[降溫圖象]質(zhì)量均為0.5kg的水和另一種液體在相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相等,它們的溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。已知水的比熱容c水=4.2×103J/(kg·℃),c水>c液。下列說法中()①甲物質(zhì)是水②0～12min乙溫度降低了20℃③0～12min甲放出了8.4×104J的熱量④乙物質(zhì)的比熱容為2.1×103J/(kg·℃)A.只有①②正確 B.只有②④正確C.只有①③正確 D.只有①④正確D變式[升溫圖象]為了比較A、B兩種液體的吸熱能力,小亮用完全相同的加熱裝置對質(zhì)量分別為100g和400g的A、B兩液體進(jìn)行加熱,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的溫度隨時(shí)間變化的圖象如圖所示。根據(jù)圖象信息,下列說法正確的是()A.A、B兩液體在0～8min內(nèi)吸收的熱量之比為2∶1B.A、B兩液體的比熱容之比為1∶2C.B液體的吸熱能力比A液體的強(qiáng)D.A液體比B液體更適合作發(fā)動機(jī)的冷卻液D重難點(diǎn)2熱學(xué)計(jì)算滲透方法(1)物體吸熱、放熱公式:Q=cmΔt模型1比熱容與熱值相關(guān)計(jì)算例1

[計(jì)算燃料質(zhì)量]“自嗨鍋”成為當(dāng)下一種時(shí)尚快餐,很受年輕人喜愛。它里面的發(fā)熱包在將600g水從10℃加熱至沸騰(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)的過程中,提供給水的熱量至少為

J。如果用酒精燈給600g水加熱升高同樣溫度,至少需要

g酒精。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q酒精=3×107J/kg]2.268×1057.56變式1[計(jì)算燃料體積](2022貴港)某學(xué)校需要把1000kg的水從20℃加熱到80℃,[q天然氣=4×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]求:(1)這些水吸收的熱量。解析:(1)根據(jù)吸熱的計(jì)算公式可得,這些水吸收的熱量為Q吸=c水mΔt=4.2×103

J/(kg·℃)×1000kg×(80℃-20℃)=2.52×108

J。答案:(1)2.52×108

J(2)若用天然氣加熱,不計(jì)熱量損失,需要完全燃燒多少天然氣?答案:(2)6.3m3模型2熱效率相關(guān)計(jì)算例2小紅一家到某基地露營時(shí),用火爐將質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水加熱到60℃,燃燒了100g木炭。已知:水的比熱容c水=4.2×103J/(kg·℃),木炭的熱值q=3.4×107J/kg。求:(1)水吸收的熱量。解析:(1)水吸收的熱量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103

J/(kg·℃)×2kg×(60℃-20℃)=3.36×105

J。答案:(1)3.36×105

J(2)該火爐燒水的熱效率。答案:(2)9.9%(3)火爐燒水效率低,可能的原因是什么?答案:(3)燃料很難完全燃燒,放出的熱量往往比按熱值計(jì)算出的要小。高溫的煙氣帶走了相當(dāng)一部分熱量,還有一部分熱量直接散失掉了。變式2[熱機(jī)效率]汽車的燃油為汽油,每輛汽車每年耗油約2.1t,若不計(jì)熱量損失,這些燃料完全燃燒可供1×106kg的水溫度升高

℃;汽車內(nèi)燃機(jī)的效率平均值取30%,如果能把內(nèi)燃機(jī)的效率提高1%,全球10億輛汽車每年可以節(jié)約

kg燃油,從而減少全球的碳排放,為環(huán)保做出貢獻(xiàn)。[已知水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),汽油的熱值為4.6×107J/kg]236.77×1010實(shí)驗(yàn)比較不同物質(zhì)吸熱的情況例為了比較水和煤油吸熱本領(lǐng)的大小,某同學(xué)做了如圖所示的實(shí)驗(yàn),在兩個(gè)相同的燒杯中,分別裝有水和煤油,用相同的電加熱器分別對它們加熱相同的時(shí)間。液體名稱質(zhì)量/g初溫/℃末溫/℃加熱時(shí)間/min吸收的熱量水20020281Q28361Q36431Q煤油20020361Q36521Q52681Q基礎(chǔ)設(shè)問(1)該實(shí)驗(yàn)除了圖中的實(shí)驗(yàn)器材外,還需要用到的實(shí)驗(yàn)器材有停表和

。(2)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保證水和煤油的初溫與

(選填“質(zhì)量”或“體積”)都相同。(3)實(shí)驗(yàn)中選擇相同規(guī)格的電加熱器,可以認(rèn)為在相同時(shí)間內(nèi)水和煤油

相同,然后比較

的方法來完成探究實(shí)驗(yàn)。天平質(zhì)量吸收的熱量升高的溫度(4)從表中的數(shù)據(jù)可以得到:①相同質(zhì)量的水(或煤油),它們吸收相同的熱量后升高的溫度幾乎是

的;

②相同質(zhì)量的水和煤油,它們吸收相同的熱量后升高的溫度是

的。(5)由(4)中①②兩個(gè)結(jié)論發(fā)現(xiàn),不同物質(zhì)吸熱的本領(lǐng)大小不同,為了描述物質(zhì)吸熱本領(lǐng)大小,引入了一個(gè)物理量,它就是

。相同不同比熱容(6)春城昆明之所以冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑,一個(gè)原因是高原明珠“滇池”對