第十二章 内能 内能的利用

第十二章内能内能的利用江西三年中考命题规律(熟知考情))年份知识点考查内容题号题型分值总分2019 分子动理论分子运动与温度的关系，分子间的作用力与分子间距的关系6填空 29.5扩散现象7②填空0.5 热机热机四冲程13 选择 3比热容热量、热效率计算22(2)(3) 计算 42018 分子动理论扩散现象、分子运动与温度的关系3 填空 28 内能热传递的方式9 填空 2比热容热量、热效率计算22(1)(2) 计算 42017内能改变内能的方式7(2) 填空 19 比热容热量、热效率的计算22(1) 计算 4 热机汽油机的做功冲程中内能、温度的变化12 选择 3热机的效率热值10 填空 1命题导向本章知识点在江西中考中约占8～10分，主要以填空、选择、计算的形式考查。

本章的高频考点是分子动理论、内能、比热容、热量和热效率的计算。

热量和热效率的计算是难点，常和电热、电功综合考查。

另外，改变内能的方式、热机、能量守恒定律也是不可忽略的考点分子热运动(高频考点)分子动理论常见的物质是由大量的分子、原子构成的；物质内的分子在不停地做热运动；分子之间存在__引__力和__斥__力分子热运动一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。

温度越__高__，分子运动越剧烈。

由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动扩散现象定义不同的物质在互相接触时__彼此进入__对方的现象说明__分子在永不停息地做无规则运动__、分子间存在间隙影响因素扩散现象跟温度有关，温度越高，扩散进行得越__快__示例闻到花香温度、分子运动、扩散之间的联系温度影响分子运动的快慢，分子运动的快慢又影响扩散现象的快慢【提示】分子是不能用肉眼直接观察到的，凡是能用肉眼直接观察到的小物体都不是分子，如：扫地时尘土飞扬，不是分子热运动。

内能(高频考点)内能及其改变定义构成物体的所有分子，其热运动的__动能__与__分子势能__的总和，叫做物体的内能影响因素物体的内能与温度、分子间距离和质量有关；一切物体在任何情况下都有内能改变方式热传递做功条件是否存在__温度差__ 物体对外做功或外界对物体做功(摩擦、压缩)等实质内能的__转移__ 机械能和内能的相互__转化__示例煮饭、热水袋取暖钻木取火、搓手取暖续表内能及其改变说明,①条件：物体间存在__温度差__。

第12讲内能内能的利用【回归教材】知识清单考点1 分子热运动1.扩散现象(1)定义:物质在时,彼此的现象叫作扩散现象。

扩散现象说明分子在运动,分子间存在。

(2)影响因素:扩散现象的剧烈程度与有关,温度越高,扩散现象越。

2.分子热运动:一切物质的分子都在不停地做的运动。

温度越高,分子运动就越剧烈。

由于分子运动跟温度有关,因此分子的这种无规则运动也叫作分子的热运动。

3.分子间的作用力:分子间不仅存在力,还存在力。

4.分子动理论:物质是由组成的;一切物质的分子都在地做运动;分子间存在相互作用的和。

考点公关例题1 世界上的一切物体,无论是一粒沙、一滴水、还是一朵花……都是由大量分子组成的,下列现象能说明分子在不停地做无规则运动的是( )A.沙尘暴起,飞沙满天B.寒冬,雪花漫天飞舞C.阳春三月,花香袭人D.丰收季节,麦浪起伏【答案】1.(1)不同相互接触进入对方不停地做无规则间隙(2)温度剧烈2.无规则3.吸引排斥4.分子永不停息无规则引力斥力例题1C考点2 内能1.内能:构成物体的所有分子,其热运动的与的总和,叫作物体的内能。

单位:焦耳(J)。

(1)理解:一切物体都具有内能,内能不可能为0。

(2)影响因素:质量、温度、物质种类、体积。

2.物体内能的改变方式改变方式热传递做功联系热传递和做功对物体内能的改变是等效的实质能量的转移能量的转化理解发生条件:存在① 。

热量总是从高温物体传递到低温物体外界对物体做功,物体的内能① ;物体对外界做功,物体的内能①举例哈气取暖、烤火、火炉烧水等搓手取暖、钻木取火、拉锯时锯条发热等3.热量:在热传递过程中,的多少叫作热量。

单位:焦耳(J)。

考点公关例题2 下列实例中,属于做功改变物体内能的是( )A.将热牛奶倒入玻璃杯中,玻璃杯温度升高B.经阳光暴晒后的柏油路面,其温度升高C.反复弯折铁丝,弯折处温度升高D.用热水袋暖手,手的温度升高【答案】1.动能分子势能2.①温度差①增大①减小3.传递能量例题2C考点3 比热容和热值名称比热容热值定义一定① 的某种物质,在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)的温度① 之比某种燃料① 放出的热量与其质量之比公式 Q 吸(放)=① Q=①单位J /(kg· ℃)J /kg(气体燃料时是J /m 3)物理意义水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),它表示的物理意义是① kg 的水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为①J氢的热值为1.4×108 J/kg,它表示的物理意义是① kg 的氢完全燃烧所放出的热量为① J影响因素比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关热值是燃料的一种属性,只与燃料的种类有关,与燃料的形状、体积、质量、是否充分燃烧无关【答案】①质量 ①乘积 ①完全燃烧 ①cm Δt 升高(降低)①qm ①1 ①4.2×103 ①1①1.4×108考点4 热机1.热机:利用 做功的机械叫作热机。

第十二章内能与热机第一节物体的内能1、物体的内能1物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和叫做物体的内能,内能是指物体内所有分子具有的能量,而不是指单个分子的能量.2决定物体内能大小的因素主要是物体质量、温度和体积,因为质量决定了分子的数目,温度决定了分子热运动的快慢,而体积与分子势能有关.同一物体条件下：①同体积：温度越高,内能越大,温度越低,内能越小.②同质量：温度越高,分子热运动越激烈,内能越大.※重要考点：温度影响物体的内能. 3内能与机械能的区别与联系：①内能：物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和微观机械能：是整个物体做机械运动时具有的动能和势能的总和宏观.②物体的内能与温度密切相关；物体的机械能与温度无关.③物体的内能大小取决于物体的质量、体积和温度,一切物体在任何情况下都具有内能,物体内能永不为零；物体的机械能大小取决于物体的质量,相对位置和速度,在一定条件下,机械能可能为零.④机械能和内能可以相互转化.4内能的国际单位是焦耳,简称焦,用“J”表示.2、改变物体内能的两种途径改变物体的内能有两种方式：做功和热传递,这两种方式是等效的.做功改变物体的内能,实质是内能和其他形式的能的相互转化,对物体做功,它的内能增加,是其他形式的能转化为内能；物体对外做功,它的内能减少,是内能转化为其他形式的能.用热传递的方式改变物体的内能,实质是内能在物体间的转移,能的形式不变,物体吸收了热量,它的内能就增加,物体放出了热量,它的内能就减少.热传递的三种方式：热传导,对流,热辐射.热传递的条件：1.物体间存在温度差.传递到温度一致时热传递停止.2.高温物体向低温物体传递内能即热量,温度降低,低温物体吸收能量,温度升高.※考点：做功和热传导在改变物体的内能上是等效的例题1 如教材图12-13所示,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉,迅速向下压活塞,棉花燃烧起来了.为什么答：向下压活塞,压缩玻璃筒内空气,对筒内空气做了功.棉花燃烧是因为筒内的空气内能增加,温度升高了.实验说明了做功可以改变物体内能. 例题 2 将一根铁丝反复弯折数十次,铁丝被弯折处发热教材图12-14.分析其原因.答：铁丝内能的改变是由于人对铁丝做了功.实验再次说明做功可以改变物体的内能.练习：1、摩擦生热的实质是利用______改变物体内能的过程.2、热传递的过程中,物体吸收或放出能量的多少就是________,热传递发生的条件是__________________________.在热传递中,高温物体将能量向_______传递,直至各物体____________________.3、指出下列事例中改变物体内能的方式：1冷天用热水袋取暖,人体感以暖和_____；2比赛中,从竿的顶端滑到底端时手感到发热_________；3密封的空气被压缩时温度升高________；4火炉上烤饼子,饼子变热_________；5用挫刀挫铁块,铁块变热_________；6把烧热工件放到冷水中,工件会凉下来_________.4、冬天觉得手冷时,常将两手掌紧贴后搓一搓,并向手上呵气,就会觉得暖和些.试说明这样做的道理,并说明这两种做法的区别是什么3、热量：热量是物体通过热传递方式所改变的内能.1热量本身不是能量,不能说某个物体具有多少热量,也不能比较两个物体热量的大小. 2热量是物体在热传递过程内能的变化量,所以说它是一个过程量,是内能变化的量度,若无热传递发生,则不存在热量.3热量的多少与物体内能的多少、温度的高低没有关系.4热量的单位是焦耳,热量通常用Q表示.4、温度、热量、内能的联系和区别区别：温度是指物体的冷热程度,从分子动理论的观点来看,温度是分子热运动激烈程度的标志,热量是物体通过热传递方式所改变的内能,是内能的变化量,内能是物体内所有分子动能和势能的总和.联系：在不发生物态变化时,一个物体吸收了热量,它们的内能增加,温度升高；一个物体放出了热量,它的内能减少,温度降低.在发生物态变化时,物体吸收了热量,内能增加,温度可能不变；物体放出了热量,内能减少,温度可能不变.例题3在古代,人类就掌握了钻木取火的方法,钻木之所以能取火,可以用下面的三句话来解释：甲：木头内能增大,温度升高乙：达到木头的着火点,使木头燃烧起来丙：钻木头时克服摩擦做功这三句话的正确顺序是：A.甲乙丙B.丙甲乙C.乙甲丙D.甲丙乙参考答案：B例题4热量和热传递,下列说法正确的是A.温度高的物体含的热量一定多B.比热大的物体含有的热量一定多C.热总是从含有热量多的物体传递到含有热量少的物体D.热总是从温度高的物体传向温度低的物体参考答案：D第二节：物质的比热容1．比热容c ：单位质量的某种物质温度升高或降低1℃,吸收或放出的热量叫做这种物质的比热容,又称比热.2．比热是物质的一种属性,它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变,只要物质相同,比热就相同.3．比热的单位是：J/kg·℃,读作：焦耳每千克摄氏度.4．水的比热是：c=×103焦耳/千克·℃,它表示的物理意义是：每千克的水当温度升高或降低1℃时,吸收或放出的热量是×103焦耳. 5．热量的计算：①Q吸=cmt-t=cm△t升Q吸是吸收热量,单位是焦耳；c是物体比热,单位是：焦/千克·℃；m是质量；t是初始温度；t是后来的温度.也就是常说的初温和末温.△t=末温—初温. ②Q放=cmt-t=cm△t降△t=初温—末温.通常的时候用t1表示初温,t2表示末温.记住用高温减去低温就行了.注意：由公式可看出物体吸收或者放出的热量与三者有关：物体的比热,质量和温度的改变量.特别要注意是温度的改变量而不是其他的量,吸收或者放出相同的热量,物体的初温跟末温是可以不一样的.三者缺一不可. 例题5下列几种说法正确的是A．温度高的物体比热容大B．吸热多的物体比热容大C．比热容大的物体吸热多,比热容小的物体吸热少D．水的比热容比冰的比热容大参考答案：D例题6沙漠地区在日光照射下,要比湖泊湿地处温度升高得快,这是因为A．沙石吸热多 B．沙石的比热容小 C．沙石的密度大 D．沙漠地区日照时间长参考答案：B练习答案：1、做功2、热量存在温度差低温物体温度相等3、1热传递2做功3做功4热传递5做功6热传递物质的比热容同步练习一、基础篇1、10g水和100g水的比热容﹍﹍﹍﹍﹍,温度为10℃的水与温度为90℃的水的比热容﹍﹍﹍﹍﹍.2、一箱汽油用掉一半后,下列它的说法正确的是A．它的密度变为原来的一半 B．它的比热容变为原来的一半C．它的热值变为原来的一半 D．它的质量变为原来的一半3、现代火箭用液态氢做燃料,是因为它具有A．较小的密度 B．较低的沸点C．较大的体积 D．较高的热值二、提高篇4、汽车散热器等制冷设备常用水作为冷却剂,这是利用了水的﹍﹍﹍﹍﹍较大的性质.如果汽车散热器中装有4kg的水,当温升高了10℃时,它吸收了﹍﹍﹍﹍﹍J的热量.已知c水= ×103 J/kg℃5、天然气在我市广泛使用,已知天然气的热值为4×107J／m3,完全燃烧天然气可以放出﹍﹍﹍﹍﹍J的热量,这些热量若只有42％被水吸收,则可以使常温下5kg的水温度上升﹍﹍﹍﹍﹍℃.水的比热容为×103J/kg℃6、甲、乙两物体的比热容之比为2:3,吸收热量之比为3:1,它们升高的温度相同,则甲、乙两物体的质量之比为A．9:2 :9 C．1:2 D．2:1参考答案:1、相同相同2、D3、D4、比热容 1055、210 6 406、A第三节内燃机1.热机：车,船和飞机的发动机.是把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置.2.内燃机：内燃机是热机的一种,燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的内机叫做内燃机.如果不是在气缸内燃烧产生动力的就不是内燃机.比如有蒸汽机,汽轮机等.3．内能的利用：利用内能可以加热,也可以做功.4．内燃机可分为汽油机和柴油机,它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程.一个工作循环中对外做功1次,活塞往复2次,曲轴转2周.5四冲程内燃机的工作原理①进气冲程是向气缸内填充新鲜气体的过程.活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从上止点向下止点移动的过程此时进气门打开,排气门关闭.当活塞到达下止点时该冲程结束.②压缩冲程是将缸内的气体压缩的过程为燃烧着火创造基本条件,缸内温度升高.活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下止点向上止点移动的过程此时进、排气门均关闭.当活塞到达上止点时该冲程结束.③做功冲程是缸内可燃混合气燃烧将化学能转换为热能的过程.活塞在燃气压力的作用下由上止点向下止点运动,曲轴通过连杆带动旋转输出功.此时进、排气门均关闭,当活塞到达下止点时该冲程结束④排气冲程是为了下一循环工作而清除缸内燃烧后的废气的过程.活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下止点向上止点运动的过程.此时进气门关闭,排气门打开.当活塞到达上止点时该冲程结束.6四冲程内燃机的工作原理---归纳1. 过程：吸、压、膨、排2.运动：往复、旋转、气门的配合关闭3.过程中的异、同点:吸与膨活塞向下、气门开闭、活塞运动力的作用等；压与排活塞向上、气门开闭、活塞运动力的作用等.7汽油和柴油机的区别：8.提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧尽量减小各种热量损失机件间保持良好第四节热机效率和环境保护1.热值q ：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量,叫热值.单位是：焦耳/千克.J/kg.热值的理解：①对于热值的概念,要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”.1kg是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值.某种燃料：说明热值与燃料的种类有关.完全燃烧：表明要完全烧尽,否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值.②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中,化学能转变成内能的本领大小,也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关.2．燃料燃烧放出热量计算Q=qm Q是热量,单位是：焦耳；q是热值,单位是：焦/千克；m是质量,单位是：千克热值跟热量不能搞混了.3．热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比,叫热机的效率.热机的效率是热机性能的一个重要指标.公式：η=W有用/ Q总= W有用/qm4．在热机的各种损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施.注意：热机能量的损失①燃料未完全燃烧尽量完全燃烧：充足空气,研磨成细颗粒②气排出带走能量废气的利用③克服磨擦,消耗能量使用润滑剂,减小摩擦例题7某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6kg的无烟煤.水的比热容为×103J/kg ℃,无烟煤的热值是×107J/kg试求：1锅炉内200kg的水吸收的热量是多少焦耳26kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳3此锅炉的效率是多少参考答案：1 Q吸= cm△t升=×103J/kg ℃200kg100℃-25℃=107J2 Q=qm=×107J/kg6kg=108J3 η= W有用/ Q总=107J/108J=％。

内能培优资料知识要点1、内能（1）内能是指物体内部所有做无规则运动的分子具有的分子动能和分子势能的总和，一切物体都有内能；（2）物体吸收热量，温度不一定升高，例如晶体在熔化过程中，吸收热量，温度不变；（3）改变物体内能的两种方式：做功和热传递；做功可以改变内能，且对物体做功，物体内能会增加，物体对外做功，物体内能会减小．2、分子热运动（1）组成物体的分子在不停地做无规则运动；（2）需要知道温度的概念和实质，温度是表示物体冷热程度的物理量，从分子运动论来看，温度反映了物体内分子做无规则运动的剧烈程度，温度越高分子运动越剧烈，温度越低，分子运动越缓慢，热运动和温度有关，温度越高分子扩散就越快．3、比热容①比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类和状态有关，与质量、温度计吸放热情况无关；②质量相同的不同物质，吸收相同的热量，温度变化与物质的比热容成反比；练习2．（2014?安徽）运用分子动理论，可以对液体的蒸发现象作出合理地解释：由于液体表面的分子在做，所以在任何温度下蒸发现象都能发生；温度越高，分子的，从而蒸发越快3．（2014?安徽）某太阳能热水器装有100kg、初温为20℃的冷水，经过一天的太阳照射，水温升高到65℃，则这些水吸收的热量等于完全燃烧 m3天然气所放出的热量．[已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）、天然气的热值为4.2×107J/m3]．4．（2014?株洲）下列现象与分子热运动有关的是（）A．春天，百花争艳B．夏天，波光粼粼 C．秋天，丹桂飘香D．冬天，大雪纷飞分析：分子运动是肉眼看不见的运动，机械运动是宏观上物体的运动．分子运动，即扩散现象是肉眼看不见的，在不知不觉中发生的．5．（2014?株洲）净含量为350mL（lmL=1×10﹣6m3）的瓶装饮用纯净水的质量为 kg．若将其放入冰箱冷藏，温度降低了20℃，则水放出的热量为 J．已知水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg?℃）．6．（2014?威海）下面关于热现象的说法，正确的是（）A．物体温度升高一定是吸收了热量B．冰在融化时温度不变内能增加C．从游泳池里上来感觉冷是由于水蒸发放热D．汽车发动机用水作冷却液是因为水的比热容较小7．（2014?泰安）在“比较水与煤油吸收热量时温度升高的快慢”实验中，需要控制某些变量，以下做法多余的是（）A．采用完全相同的加热方式B．采用酒精灯加热时，酒精灯里加热的酒精量相同C．取相同质量的水和煤油D．盛放水和煤油的容器相同8．（2014?江西）莲莲家的汽车尾部上标有“2.0T”的字样，其中“T”就是“涡轮增压”，是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转，来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转，从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压，使汽油燃烧更充分，燃气压强更大，同时也减少了废气中的有害物质，达到提高发动机效率和减少废气污染的目的．这辆汽车的最低油耗可达0.2kg/（kW?h），已知汽油的热值为4.6×107J/kg．（温馨提示：最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2kg/（kW?h）表示获得1kW?h能量消耗0.2kg汽油）．求：（1）0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少（2）该汽车发动机的效率最高可达多少（结果保留整数）9．（2014?菏泽）阅读下面的材料，解答问题山东菏泽向“大气污染宣战”某环保局研究表明：“PM2.5来源中，机动车的排放占33.1%，排第一位，燃煤污染排放占第二位”．“减少污染排放，还我一片蓝天”成为每一个公民的责任．菏泽首批50辆LNG（液化天然气）新能源公交车已经投入运营．天然气汽车和汽油车相比较根据下表提供的信息，通过计算说明：①天然气车燃烧1m天然气所做的有用功是多少做同样多的有用功，汽油车需要燃烧多少千克汽油②若某公交汽车每天消耗100m3的天然气，与用汽油相比，它每天节约的运行成本是多少10．（2014?威海）我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg．求：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米11. （2014苏州）燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02m3天然气（假设天然气完全燃烧）．已知水的比热容为4.2×103J/（kg.℃），天然气的热值为8.4×l07J/m3.求：（1）水吸收的热量；（2）天然气完全燃烧放出的热量；（3）燃气灶烧水时的效率．12．（2014?巴中）由Q=cm（t﹣t0）得c=，关于同一种物质的比热容，下列说法正确的是（）A．若质量增大一倍，则比热容减小一半B ． 若质量增大一倍，则比热容增大一倍C ． 比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关D ． 若吸收的热量增大一倍，比热容增大一倍16．（2014?聊城）煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机．某县在冬季利用地热能为用户取暖．县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为150 m 3/h ． （1）求每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量．（2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气（ρ水=1.0×l03kg/m 3，c 水=4.2×l03J/（kg?℃），天然气的热值为4×l07J/m 7）13．（2013连云港）随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。