四川省达州市2020年中考物理一轮复习第5讲内能与热机课件 65页

第 5 讲 内能与热机 考点 · 梳理知识点 知识点一 分子动理论 一､物质的组成 常见的物质是由大量的 _____ 组成的。 _____ 能保持物质原来的性质。分子很小，通常以 _____ m为单位来量度分子。 二､分子热运动 1. 扩散 ：不同的物质在 _________ 时彼此进入对方的现象叫做扩散。它表明了分子 ______________________ 和分子之间有 ______ 。 2. 分子热运动 ：由于分子的无规则运动跟 _____ 有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动。温度越高，分子运动越 ______ 。 分子 分子 10 -10 间隙 在不停地做无规则运动 互相接触 温度 剧烈 三､分子间的作用力 1. 分子间的作用力 ：分子之间存在 _____ ，如被紧压在一起的铅柱很难被分开；分子之间存在 _____ ，如铁块很难被压缩。分子间的引力和斥力是同时存在的。 2. 分子间的作用力特点 ：当固体被压缩时，分子间的距离变小，作用力表现为 _____ ；当固体被拉伸时，分子间的距离变大，作用力表现为 _____ 。如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。 3. 分子动理论 ：物质是由大量分子组成的， ____ 都在不停地做 ______ 的运动，分子间存在着 _____ 和 _____ 。 引力 斥力 斥力 引力 分子 无规则 引力 斥力 1. 分子运动和机械运动的区别 ：分子运动是肉眼看不见的，是分子自发的，而且是无规则的､永不停息的运动，属于 微观粒子的运动 ，如花香四溢､蔬菜腌咸等；而机械运动是 宏观上物体的运动 ，是肉眼看得见的，如扫地时尘土飞扬､风吹树叶摇动等。 夺分点拨 2. 固态､液态和气态的特征 状态 微观特性 宏观特性 分子间距离 分子间作用力 有无固定形状 有无固定体积 固态 很小 很大 有 有 液态 较大 较大 无 有 气态 很大 很小 无 无 示例1 端午时节，空气中弥漫着粽子的香味，“粽叶飘香”说明了分子 ____________ ；在吃粽子时，米粒和粽叶不容易分开，这说明分子间存在 _____ 。“花气袭人知骤暖”说明分子的运动与 _____ 有关。 双基突破 做无规则运动 引力 温度 知识点二 内能和热量 一､内能 1. 定义 ：构成物体的所有分子，其热运动的 ____ 与 ________ 的总和，叫做物体的内能。内能的单位是 _______ 。 2. 影响因素 ：同一个物体，温度越高，内能越 ____ 。 3. 特点 ：一切物体，不论温度高低，都具有 _____ 。例如：炙热的铁水具有内能；冰冷的铁块也具有内能。 4. 机械能和内能 ：机械能与整个物体的机械运动情况有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关。 动能 分子势能 焦耳(J) 大 内能 二､物体内能的改变 1. 改变物体内能的方式 热传递 做功 区别 实质 能量的 _____ 能量的 _____ 示例 冬天对着手哈气取暖 冬天用力搓手取暖 条件 存在 _______ 规律 能量从高温物体传递到低温物体，直到温度 _____ 为止。物体放出热量，内能 ____ ；物体吸收热量，内能 ____ 外界对物体做功，物体的内能 _____ ；物体对外界做功，物体的内能 _____ 联系 热传递和做功在改变物体的内能上是等效的 转移 转化 温度差 相等 减少 增加 增加 减少 2. 热量 ：在热传递过程中，传递 ___________ 叫做热量。热量的单位是 _______ 。 三､燃料的热值 1. 定义 ：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之 ___ ，叫做这种燃料的热值。 2. 物理意义 ：热值在数值上等于1kg某种燃料 _________ 放出的热量。 3. 单位 ： ______________ 。 能量的多少 焦耳(J) 比 完全燃烧 焦每千克(J/kg) 4. 性质 ：热值是燃料本身的一种属性，它只跟燃料的 _____ 有关，与燃料多少､体积大小､温度高低以及是否完全燃烧等均无关。 5. 公式 ： _______ ，式中q为燃料的热值，m为燃料的质量；或 ______ ，式中V为气体燃料的体积。 种类 Q 放 =mq Q 放 =Vq 示例 2 下列关于温度､热量和内能的说法正确的是( ) A.物体吸收热量，温度一定升高 B.60℃的水一定比30℃的水含有的热量多 C.热传递过程中，热量由高温物体传向低温物体 D.物体的内能增加，一定从外界吸收热量 双基突破 C 【解析】 物体吸收热量，温度不一定升高，比如，晶体在熔化过程中，吸收热量，但温度不变，故A错误；热量是过程量，不能说含有热量，故B错误；热传递过程中，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，即热量由高温物体传向低温物体，故C正确；物体的内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能是外界对物体做功，故D错误。故选C。 知识点三 比热容 一､比热容 1. 定义 ： _________ 的物质，温度每升高(或降低) ___ ℃所吸收(或放出)的热量，叫做该物质的比热容，用符号 ___ 表示。 2. 单位 ： ________________________ 。 3. 物理意义 ：反映了物质 _____ (或 _____ )热量的能力。 4. 影响因素 ：比热容是物质的一种重要特性，其大小与物质的 _____ ､ _____ 有关，与物质吸收或放出的热量､质量､体积､温度､形状等无关。 单位质量 1 c 焦每千克摄氏度[J/(kg·℃)] 吸收 放出 种类 状态 5. 物理含义 ：水的比热容为4.2×10 3 J/(kg·℃)，其含义是 。 6. 热平衡方程 ：在热传递过程中，若不考虑能量的损失，则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，即 Q 放 =Q 吸 。(当两物体温度相等时达到热平衡) 质量为 1kg的水，温度每升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为4.2×10 3 J 示例 3 下列事例中不是利用水的比热容较大的特性的是( ) A.夏天在地上洒水会感到凉快 B.北方楼房内的 “暖气”用水 作为介质 C.海边昼夜温差变化比沙漠中小 D.生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度 双基突破 A 示例 4 用如图所示的装置，先后加热初温､质量均相同的水和煤油，比较两种液体比热容的大小，多次实验表明：要让水和煤油升高相同的温度，水需要的加热时间更长，以下关于该实验的操作及分析错误的是( ) A.水比煤油的比热容大 B.加热时用玻璃棒不断搅拌，是为了使水和煤油受热均匀 C.实验中可以不使用温度计，让水和煤油都 沸腾后再比较加热时间 D.相同质量的水和煤油，若吸收相同热量后， 煤油比水升高的温度大 A 知识点四 热机 一､热机 1. 定义 ：利用燃料的燃烧获得的 ______ 来做功的机械叫做热机。其能量转化是 ___ 能转化为 ______ 能。 2. 内燃机 ：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。按照所用燃料的不同，可分为汽油机和柴油机。 内能 内 机械 二､汽油机 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 示意图 进气门 _____ 关闭 _____ 关闭 排气门 关闭 _____ 关闭 _____ 活塞 _________ 向上运动 __________ 向上运动 能量转化 ____ 能转化为 __ 能 __ 能转化为 ____ 能 打开 关闭 关闭 打开 向下运动 向下运动 机械 内 内 机械 三､热机效率 1. 定义 ：热机所做 _______ 与燃料 ______ 燃烧释放的能量之比叫做热机的效率。 2. 公式 ： __________ 。(热机工作时总是有能量的损失，因此热机效率总是小于100%) 3. 热机效率的实际意义 ：热机效率是热机性能的重要指标。效率越高的热机，性能就越好。 有用功 完全 η=W 有 / Q 放 4. 热机的污染 ：热机排出的热量会引起 ________ ，对地球表面的热平衡有较大的影响。 5. 提高热机效率的措施 ：使燃料充分燃烧；尽量减少各种热损失；保持良好的润滑，减小摩擦等。 温室效应 1. 汽油机一个工作循环的特征 (1)有四个冲程，依次是吸气､压缩､做功､排气冲程； (2) 除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的 ； (3)曲轴和飞轮转2周，活塞往复运动2次，对外做功1次； (4)若在1min内火花塞点火1800次，则此汽油机飞轮的转速是60r/s，每秒汽油机对外做功30次。 知识链接 2. 汽油机和柴油机的不同点 (1)汽油机 汽缸顶部 是火花塞，而柴油机汽缸顶部是喷油嘴； (2)汽油机 吸气冲程 吸入汽缸里的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入汽缸里的是空气； (3)汽油机的 点火方式 是点燃式，而柴油机的点火方式是压燃式。 热效率的相关计算公式 夺分点拨 类型 能量转化 计算公式 煤炉 化学能→内能 热机 化学能→机械能 太阳能热水器 太阳能→内能 电热水器 电能→内能 火力发电 化学能→电能 光伏发电 太阳能→电能 示例 5 一台单缸四冲程汽油机的转速是1200r/min，这台汽油机的活塞每秒对外做了 __ 次功。如图所示是汽油机的 _____ 冲程，若该汽油机的效率是25%，在汽油机内完全燃烧2kg汽油时，这些热量通过汽油机的转化，能够对外做 _______ J的有用功。(汽油的热值为4.6×10 7 J/kg) 双基突破 1 0 做功 2.3×10 7 考法 · 聚焦重难点 焦点 1 物体内能的改变(重点) 指点迷津 确定内能变化过程是能量转化还是转移： 能量转化——做功改变内能 ； 能量转移——热传递改变内能 。 样题1 下列生活场景中，通过做功来改变物体内能的是( ) A.锯木头锯条发热 B.用冰袋给发烧病人降温 C.放进冰箱的水果温度降低 D.阳光照射使石凳温度升高 A 1.如图所示，瓶内有一些水，用带孔的橡皮塞把瓶口塞住，向瓶内打气一会儿后，瓶塞跳起。在瓶塞跳起的过程中，下列关于瓶内气体说法正确的是( ) A.气体对瓶塞做功，气体的内能减少 B.瓶塞对气体做功，气体的内能减少 C.气体对瓶塞做功，气体的内能增加 D.瓶塞对气体做功，气体的内能增加 对应训练 A 焦点 2 热现象综合(重点) 样题2 关于热现象，下列说法正确的是( ) A.将沸点为12.5℃的氯乙烷喷到运动员扭伤的部位，氯乙烷会放热止疼 B.沂河宽阔的水面可缓解城区的热岛效应，主要是因为水的比热容较大 C.物体的温度越高，分子运动得越快，物体的动能越大，含有的热量越多 D.装着开水的暖水瓶瓶塞有时会跳起来，这与内燃机的压缩冲程相似 B 2.下列关于热现象的说法中正确的是( ) A.冬天，嘴里呼出“白气”属于汽化现象 B.水凝固过程中，温度不变，内能减少 C.扩散现象的发生是由于分子间有斥力 D.汽油机飞轮转速是3600r/min，则在1s内汽油机对外做功60次 对应训练 B 焦点 3 比热容的概念及温度—时间图像的理解(重点､难点) 样题 3 如图所示是根据研究物质比热容实验时绘制的图像，实验中两种不同的物质质量相同，初温度相同，选用的加热器相同，根据图像可知( ) A.若加热相同时间，则a物质吸收的热量多，比热容小 B.若吸收的热量相同，则b物质温度升高得多，比热容大 C.若加热时间相同，则b物质的末温度高，比热容小 D.若吸收的热量相同，则b物质末温度低，比热容大 D 【解析】 若加热相同时间，因为选用的加热器相同，所以两种物质吸收的热量相同，故A错误；加热相同时间，由图可知，b物质的末温度低，故C错误；若吸收的热量相同，因为选用的加热器相同，所以加热时间是相同的，由图可知，加热时间相同时，b物质末温度低，b物质温度升高得少，两种不同的物质质量相同，根据c=Q / mΔt可知，b物质的比热容大，故B错误，D正确。故选D。 3.在相同加热条件下，对初温相同的甲､乙两个物体加热，设它们的质量分别为m 甲 ､m 乙 ，比热容分别为c 甲 ､c 乙 ，甲､乙两物体的温度与加热时间关系如图所示，则( ) A.若c 甲 =c 乙 ，则m 甲 =m 乙 B.若c 甲 >c 乙 ，则m 甲 >m 乙 C.若m 甲 =m 乙 ，则c 甲 >c 乙 D.若m 甲 >m 乙 ，则c 甲