內(nèi)能及內(nèi)能的利用

內(nèi)能及內(nèi)能的利用東平縣初中物理教研組復習目標：1.了解分子動理論，并解釋生活中的現(xiàn)象。2.知道改變內(nèi)能的兩種方式。3.了解汽油機和柴油機的四個沖程及能量轉(zhuǎn)化。4.了解比熱容和熱值，并會用熱量公式進行熱機效率的相關(guān)計算。5.了解能量轉(zhuǎn)化及能量守恒。重點：用熱量的公式進行熱機效率的簡單計算。

難點：改變內(nèi)能的兩種方式及能量轉(zhuǎn)化。不停地做無規(guī)則的運動考點梳理

1.物質(zhì)的構(gòu)成：現(xiàn)代科學研究發(fā)現(xiàn)，常見的物質(zhì)是由極其微小的粒子——_____、______構(gòu)成的。如果把分子看成球形，其直徑常以10-10m為單位來度量。

2.分子熱運動

（1）擴散：不同的物質(zhì)在_____________時_______________的現(xiàn)象，叫做擴散。彼此進入對方互相接觸原子分子（2）擴散現(xiàn)象等大量事實表明：一切物質(zhì)的分子都在______＿＿＿___________。__________越高，分子運動越_________。溫度劇烈考點一分子熱運動（3）分子熱運動：由于分子的運動跟_______有關(guān)，所以這種無規(guī)則運動叫做______________。

【溫馨提醒】塵埃、沙子等微小物體的運動屬于機械運動，不屬于分子熱運動。

3.分子間的作用力（1）分子之間存在__________和________。（2）分子間作用力的特點：分子間的距離變小時，作用力表現(xiàn)為_________；分子間的距離變大時，作用力表現(xiàn)為_________；如果分子相距很遠，作用力就變得十分微弱，可以忽略。

分子的熱運動溫度引力斥力斥力引力跟蹤練習1．下列現(xiàn)象中能說明分子熱運動的是（）A．走到花園聞到花香B．大雪紛飛C．燒廢紙時看到煙霧在空中彌漫D．塵土飛揚點撥：分子不停地做無規(guī)則運動且肉眼是無法看到的．A1.關(guān)于分子動理論，下列說法中不正確的是（）A．物質(zhì)是由大量分子組成的B．溫度越高，分子的運動越劇烈C．打掃教室地面時，看到灰塵在空中飛舞，說明分子在永不停息地做無規(guī)則的運動D．固體很難被壓縮，說明分子間存在斥力2.端午節(jié)吃粽子是我國的一種文化傳統(tǒng)，煮粽子時，粽葉的香味進入到米中是一種________現(xiàn)象；在剝粽葉時，感到粽葉和米之間很粘，這說明分子之間有________。C擴散引力變式訓練：

1.內(nèi)能（1）內(nèi)能：構(gòu)成物體的所有分子，其熱運動的_________與__________的總和，叫做物體的內(nèi)能。（2）單位：內(nèi)能的單位是________，符號為______，各種形式能量的單位都是________。（3）一切物體，不論溫度高低，都具有________。物體溫度降低時內(nèi)能________，溫度升高時內(nèi)能________。另外，內(nèi)能還和物體內(nèi)部分子的多少、種類、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)等有關(guān)。

【溫馨提醒】

機械能與整個物體的機械運動情況有關(guān)，而內(nèi)能與物體內(nèi)部分子的熱運動和分子之間的相互作用情況有關(guān)，內(nèi)能是不同于機械能的另一種形式的能。動能分子勢能焦耳J焦耳內(nèi)能減少增加考點二內(nèi)能

2.物體內(nèi)能的改變（1）改變物體內(nèi)能的兩種方式：一種是以內(nèi)能的形式從高溫物體向低溫物體直接傳遞，叫做________。另一種是內(nèi)能與其他形式的能量之間的相互轉(zhuǎn)化，叫做______。

熱傳遞做功跟蹤練習1.下列生活實例中，通過做功改變物體內(nèi)能的是（）A．寒冷的冬天，人們搓手后感到暖和

B．晚上睡覺用熱水袋取暖

C．在鮮榨的果汁里放些冰塊，喝果汁時感覺涼爽

D．利用太陽能熱水器“燒水”點撥：改變內(nèi)能的方法有兩種：做功和熱傳遞。前者改變內(nèi)能的實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化，后者改變內(nèi)能的實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移。A1．下列現(xiàn)象中，通過做功改變內(nèi)能的是（）A．鐵錘敲打鐵釘，鐵釘變熱

B．飲料放冰箱里，飲料變涼

C．勺子放熱湯里，勺子變熱

D．嘴向手“哈氣”，手變暖和2.關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能，下列說法中正確的是（）A．熱量可以從內(nèi)能少的物體傳遞到內(nèi)能多的物體

B．0℃的冰水混合物內(nèi)能為零

C．水的溫度越高，所含熱量越多

D．冰在熔化過程中吸收熱量，溫度和內(nèi)能均不變變式訓練：AA

1.比熱容（1）比熱容：一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫度升高（或降低）時吸收（或放出）的______與它的_____和_____________________乘積之比，叫做這種物質(zhì)的比熱容。比熱容用符號____表示，它的單位是________________，符號是____________。（2）比熱容是反應物質(zhì)自身性質(zhì)的物理量。不同的物質(zhì)比熱容一般不同。比熱容大的物質(zhì)對調(diào)節(jié)溫度有很好的作用。

2.熱量的計算公式（1）吸熱公式：_______________。（2）放熱公式：_______________。熱量質(zhì)量升高（或降低）的溫度焦每千克攝氏度J/（kg·℃）Q吸=cm（t－to）Q放=cm（to－t）ｃ考點三比熱容c水=4.2×103J/（kg?℃）跟蹤練習1.利用水的比熱容較

（選填“大”或“小”）的特性，汽車發(fā)動機冷卻通常選用水作冷卻液，1kg的水從20℃加熱到90℃吸收的熱量為

J[c水=4.2×103J/（kg?℃）]點撥：（1）水的比熱容比較大，生活中應用廣泛；（2）知道水的質(zhì)量、升高的溫度，根據(jù)公式Q=cm△t求出水吸收的熱量．大2.94×105跟蹤練習2．小強隨家人到海邊玩耍時，發(fā)現(xiàn)陽光下的海水和岸邊的沙子溫差很大。于是他設計了如圖甲所示的實驗裝置想比較沙子和水這兩種物質(zhì)比熱容的差異。實驗過程中所使用儀器規(guī)格完全相同。請你來幫他完成實驗：（1）測量出

相同的水和沙子，然后安裝儀器，并記下沙子和水的初始溫度。（2）在實驗時只要控制

相同就可以確定水、沙子吸收了相同的熱量；圖乙為小強記錄的實驗數(shù)據(jù)，可知沙子的比熱容

水的比熱容（選填“大于”、“小于”或“等于”）

質(zhì)量加熱時間小于1．有一個飲料包裝盒，上面標明容量500mL，若飲料密度ρ＝0.9×103kg/m3，則它裝滿該飲料的質(zhì)量為

g；若飲料的比熱容為4.0×103J/（kg?℃），則該飲料的溫度升高5℃需要吸收

J的熱量2．如表列出一些物質(zhì)的比熱容，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是（）

物質(zhì)水煤油冰鋁銅比熱容/（J?kg﹣1?℃﹣1）4.2×1032.1×1032.1×l030.88×1030.39×103A．不同物質(zhì)的比熱容一定不同

B．物質(zhì)的物態(tài)發(fā)生變化，比熱容不變

C．質(zhì)量相等的鋁和銅升高相同的溫度，鋁吸收的熱量更多

D．質(zhì)量相等的水和煤油吸收相同的熱量，水升高的溫度更多變式訓練：4509000C

1.熱機（1）熱機：利用_______做功的機械叫做熱機。（2）熱機的種類：蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。（3）內(nèi)燃機：燃料直接在發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機，叫做內(nèi)燃機。內(nèi)燃機是最常見的一種熱機，分為汽油機和柴油機兩大類，它們分別用汽油和柴油作為燃料。

2.汽油機（1）活塞在汽缸內(nèi)往復運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。多數(shù)汽油機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的。內(nèi)能考點四熱機（2）四沖程汽油機的工作示意圖吸氣打開關(guān)閉向下壓縮關(guān)閉向上內(nèi)能機械能做功向下機械能內(nèi)能關(guān)閉排氣向上打開

3.柴油機（1）柴油機與汽油機在結(jié)構(gòu)上的主要不同是汽缸頂部的火花塞換成了噴油嘴。（2）四沖程柴油機的工作過程與汽油機的主要不同點如下：A.吸氣沖程中，吸進汽缸中的只有空氣。B.壓縮沖程中，缸內(nèi)氣體被壓縮的程度比汽油機更大，因此，缸內(nèi)氣體的溫度更高，壓強更大。C.壓縮沖程末，噴油嘴噴出霧狀柴油，進行壓燃式點火。

跟蹤練習1.如圖所示是四沖程汽油機的剖面圖，關(guān)于其四個沖程的描述正確的是（）A.吸氣沖程中,汽油和空氣的混合物進入汽缸B.壓縮沖程中,通過做功的方式使汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能減小C.做功沖程中,燃料釋放的能量絕大部分轉(zhuǎn)化為機械能D.排氣沖程中,廢氣帶走了燃料釋放的能量的極少部分

點撥：解決此題需要結(jié)合內(nèi)燃機的四個沖程工作特點進行分析解答．A1．2019年春節(jié)期間熱映的《流浪地球》被譽為開啟了中國科幻電影元年。這部電影講述了多年以后太陽急速衰老膨脹，無法再給地球提供能量，人類為了拯救地球而點燃木星周圍的可燃氣體，逃離太陽系的故事。其中“點燃木星”將地球推開相當于內(nèi)燃機的（）A．吸氣沖程B．壓縮沖程C．做功沖程D．排氣沖程2．關(guān)于內(nèi)燃機，下列說法正確的是（）A．四個沖程中只有一個沖程發(fā)生內(nèi)能與機械能相互轉(zhuǎn)化

B．壓縮沖程主要是通過做功的方式增大缸內(nèi)氣體的內(nèi)能

C．汽油機和柴油機都是通過火花塞點火的

D．只要技術(shù)進步，內(nèi)燃機的效率可以達到100%變式訓練：CB

1.燃料的熱值（1）熱值：某種燃料_____________放出的熱量與其_________之比，叫做這種燃料的熱值。熱值用字母_________表示。（2）在國際單位制中，熱量的單位是焦耳，質(zhì)量的單位是千克，則熱值的單位是_________，符號是_________。對某些氣體燃料，熱值在數(shù)值上等于在標準狀態(tài)下1m3燃料完全燃燒放出的熱量，單位是___________，符號是________。（3）燃料完全燃燒釋放熱量的計算公式：_________，適用于固體、液體；或________，適用于氣體。完全燃燒質(zhì)量q焦每千克J/kg焦每立方米J/m3Q=qVQ=qm考點五熱機的效率

2.熱機的效率（1）熱機的效率：用來___________的那部分能量，與________________放出的能量之比，叫做熱機的效率。熱機的效率是熱機性能的重要指標。（2）提高燃料利用率的措施：使燃料燃燒更充分；在設計和制造熱機時，要不斷改進和創(chuàng)新，以減少各種能量損失；設法利用廢氣的能量等。做有用功燃料完全燃燒

【解析】

汽車的散熱器用水作冷卻劑利用了水的比熱容較大的性質(zhì)；10kg的水升高10℃需要吸收的熱量

Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg·℃）×10kg×10℃=4.2×105J，相當于完全燃燒天然氣的體積V====0.01m3。Q放qQ吸q4.2×105J4.2×107J/m3跟蹤練習1.汽車的散熱器用水作冷卻劑利用了水的_________較大的性質(zhì)；如果散熱器中裝有10kg的水，在溫度升高10℃的過程中水吸收的熱量相當于完全燃燒_______m3的天然氣放出的熱量?！咎烊粴獾臒嶂祋=4.2×107J/m3，水的比熱容c水=4.2×103J/（kg·℃）】比熱容0.011.某家庭用燃氣熱水器將質(zhì)量為100kg，溫度為20℃的自來水加熱到50℃，消耗的天然氣體積為1m3（假設天然氣完全燃燒）。已知水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），天然氣的熱值為3.2×107J/m3。求：（1）天然氣完全燃燒放出的熱量。（2）水吸收的熱量。（3）該熱水器工作時的效率。變式訓練：

（2）水吸收的熱量Q吸=c水m（t

-

t0）=4.2×103J/（kg·℃）×100kg×（50℃-20℃）=1.26×107J

解：（1）天然氣完全燃燒放出的熱量Q放=qV=3.2×107J/m3×1m3=3.2×107J

（3）熱水器工作時的效率η=×100%=×100%≈39.4%1.26×107J3.2×107JQ吸Q放

1.能量的轉(zhuǎn)化：在一定條件下，各種形式的能量是可以相互______的。

2.能量守恒定律：能量既不會___________，也不會___________，它只會從一種形式_______為其他形式，或者從一個物體__________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______。這就是能量守恒定律。

轉(zhuǎn)化憑空消失轉(zhuǎn)移憑空產(chǎn)生轉(zhuǎn)化不變考點六能量的轉(zhuǎn)化和守恒跟蹤練習1.下列說法中正確的是（）A.電飯鍋工作時，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能B.電風扇工作時，將機械能轉(zhuǎn)化為電能C.干電池給燈泡供電時，將電能轉(zhuǎn)化為化學能D.在陽光照射時，太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能

【解析】

電飯鍋做飯時，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電風扇工作時，將電能轉(zhuǎn)化為機械能；干電池給燈泡供電時，將干電池的化學能轉(zhuǎn)化為電能；在陽光照射時，太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。故選D。Ｄ1．電動自行車、電動摩托車、電動汽車、電動公交車等已廣泛應用于現(xiàn)代生活中，它們都是利用電動機來工作的，電動機工作過程中能量轉(zhuǎn)化情況主要是（）A．電能轉(zhuǎn)化成熱能 B．電能轉(zhuǎn)化成機械能

C．機械能轉(zhuǎn)化成電能 D．太陽能轉(zhuǎn)化成機械能2．下列關(guān)于能量的說法中，正確的是（）A．洗衣機工作時是將機械能轉(zhuǎn)化為電能

B．電水壺工作時是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能

C．用熱水泡腳身體會感覺暖和，說明內(nèi)能可以轉(zhuǎn)移

D．能量無論是轉(zhuǎn)化還是轉(zhuǎn)移，能量總和會逐漸減少變式訓練：BC1．下列事例中，不能說明分子在不停地做無規(guī)則運動的是（）

A．水中放糖后變甜

B．起風后灰塵漫天飛舞

C．鴨蛋腌制后變咸

D．食品垃圾腐爛后臭氣熏天2．下列實例中與“水的比熱容較大”這一特性無關(guān)的是（）A．夏天在房間內(nèi)灑水降溫 B．用循環(huán)水冷卻汽車發(fā)動機 C．讓熱水流過散熱器供暖 D．沿海地區(qū)晝夜溫差較小3．多數(shù)汽油機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷