第十三章内能内能的利用 目录 教材图片解读 考点梳理 内能 比热容 热机 热机的效率 能量的转化和守恒 内能 分子热运动 定义 四冲程汽油机的工作过程 热值 热效率计算公式的应用 定义 物质的构成 分子热运动 影响因素 分子间的相互作用力 改变内能的方式 热传递 做功 热量 定义 物理意义 水比热容大的应用 定义 物理意义 特点 热量计算 扩散现象 影响因素 能量守恒定律 能量的转化和转移具有一定方向性 面对面 过 考点 考点梳理 1 物质的构成常见的物质是由极其微小的粒子 分子和原子构成的 人们通常以10 10m为单位来度量分子 返回思维导图 2 分子热运动 1 概念 由于分子的运动跟 有关 所以这种无规则运动叫做分子的热运动 2 特点 温度越 分子热运动越剧烈 3 扩散现象 6年4考 定义 不同的物质在相互接触时 的现象 叫做扩散现象 扩散现象说明 a 分子间存在 b 一切物质的分子都在 主要影响因素 扩散现象的剧烈程度与 有关 越高 扩散现象 举例 酒香不怕巷子深 嗅到花香 墙角放煤处日久变黑等 温度 高 彼此进入对方 间隙 不停地做无规则运动 温度 温度 明显 返回思维导图 3 分子间的作用力 1 分子之间存在 如被紧压在一起的铅柱很难被分开 分子之间还存在 如固体和液体很难被压缩 气体能被压缩 说明分子间有 2 分子间力的特点分子间同时存在引力和斥力 当物体被压缩 分子间距变小 作用力表现为 当物体被拉伸 分子间距变大 作用力表现为 当分子间距离很大时 分子间的作用力变得十分微弱 可以忽略 如气体 引力 斥力 间隙 斥力 引力 返回思维导图 4 分子动理论 1 常见的物质是由大量的 构成的 2 物质内的分子在永不停息地 3 分子之间存在 和 分子 原子 做无规则运动 引力 斥力 返回思维导图 适时总结 分子热运动与机械运动的区别及举例 返回思维导图 1 物体的内能 6年2考 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 其单位是焦耳 J 2 分子动能 构成物质的分子在不停地做热运动 越高 分子无规则运动越剧烈 分子动能就越大 动能 分子势能 温度 返回思维导图 3 分子势能 由分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力 所以分子也具有势能 这种势能叫做分子势能 4 影响因素 物体的内能与温度 质量 种类 状态有关a 一切物体 不论温度高低 都具有内能 同一个物体 在相同物态下 温度越高 分子热运动越 内能越 温度降低时 内能 b 同种物质 相同温度 质量越大 内能越大 5 说明 内能是不同于机械能的另一种形式的能 两者之间可以相互转化 剧烈 大 减小 返回思维导图 2 改变物体内能的方式 6年3考 增加 减少 高温 低温 高温 低温 返回思维导图 3 热量 1 定义 在热传递过程中 传递能量的多少叫做热量 用字母Q表示 2 单位 J 3 与内能的关系 物体吸收热量时内能 放出热量时内能 物体吸收或放出的热量越多 它的内能变化越大 焦耳 增加 减少 返回思维导图 失分警示 判断正误并说明理由 1 物体内能增大 一定从外界吸收了热量 理由 2 热传递中温度总是从热的物体传递到冷的物体 理由 物体内能增大 可能是吸收了热量 也可能是外界对物体做了功 热传递中 热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体 传递的不是温度 而是热量 返回思维导图 3 质量越大的物体 内能一定越大 理由 4 物体温度升高 它的内能一定增加 理由 5 物体的温度越高 含有的热量越多 理由 内能与物体的温度 状态和质量有关 质量大的物体 内能不一定大 描述热量只能用 吸收 或 放出 不能用 含有 返回思维导图 6 物体吸收了热量 它的温度一定会升高 理由 7 物体内能增加 温度一定升高 理由 8 在相同状态下 同一物体温度降低 它的内能会减少 理由 晶体在熔化过程中 吸收热量但温度不变 因此物体吸收热量 温度不一定升高 晶体在熔化过程中 吸收热量 内能增加 但温度保持不变 返回思维导图 9 一块0 的冰没有内能 理由 10 热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 理由 任何物体在任何温度下都有内能 0 的冰也有内能 发生热传递的条件是存在温度差 热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递 返回思维导图 1 比热容 1 定义 一定质量的某种物质 在温度升高时所吸收的热量与它的 和升高的温度乘积之比 叫做这种物质的比热容 用符号 表示 2 单位 符号是 3 特性 比热容是反映物质自身性质的物理量 对某种确定的物质来讲 比热容是一个确定的数值 跟物体质量的大小 温度改变的多少 物体的形状 体积 位置等无关 它仅与物质的种类和状态有关 不同的物质 比热容一般不同 质量 c 焦每千克摄氏度 J kg 返回思维导图 4 水的比热容较大的应用 2014 15C 返回思维导图 2 利用比热容计算热量 6年5考 公式 Q Q表示 单位是Jc表示 单位是 m表示质量 单位是kg t表示 单位是 注 注意单位的对应性 吸热公式 Q吸 cm t末 t初 放热公式 Q放 cm t初 t末 特别提醒 在热传递过程中 如果没有热量损失 则高温物体降温放出的热量就等于低温物体升温所吸收的热量 即Q吸 Q放 cm t 热量 比热容 J kg 温度的变化量 返回思维导图 1 热机 1 定义 利用 做功的机械叫做热机 3 分类 蒸汽机 内燃机 汽轮机 喷气发动机等 4 内燃机 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机 分为汽油机和柴油机 汽油机汽缸顶部有 柴油机汽缸顶部有 内能 火花塞 喷油嘴 2 能量转化 返回思维导图 2 汽油机的四冲程 吸气 压缩 做功 排气 打开 关闭 关闭 返回思维导图 关闭 关闭 打开 点火 向上 向下 机械 内 内 机械 返回思维导图 1 燃料的热值 1 定义 某种燃料 放出的热量与其质量 用符号 表示 2 单位 符号是 3 物理意义 热值在数值上等于 kg某种燃料完全燃烧放出的热量 4 特点 与燃料的形状 体积 质量以及是否完全燃烧无关 只与燃料的 有关 完全燃烧 之比 q 焦每千克 J kg 1 种类 返回思维导图 2 利用热值计算热量 Q mq或Q qVQ表示 单位是Jq表示 单位是 或 m表示质量 单位是kgV表示体积 单位是m3 热量 热值 J kg J m3 返回思维导图 3 热机的效率 1 定义 热机工作时 用来做 的那部分能量与 放出的能量之比 用 表示 2 公式 3 提高燃料利用率的措施 a 让燃料燃烧的更充分 b 在设计和制造过程中 不断改进和创新 以减少各种能量损失 c 设法利用废气中的能量 有用功 燃料完全燃烧 返回思维导图 1 能量的转化 6年3考 在一定条件下 各种形式的能量是可以相互 的 2 能量守恒定律 能量既不会凭空产生 也不会凭空消失 它只会从一种形式 为其他形式 或者从一个物体转移到其他物体 而在转化和转移的过程中 能量的总量 转化 转化 保持不变 返回思维导图 教材图片解读 RJ九年级P3图13 1 2 命题点 扩散现象1 如图所示 在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面 倒扣一个空瓶子 使两个瓶口相对 之间用一块玻璃板隔开 抽掉玻璃板后 可看到两瓶里的气体颜色变得均匀 实验现象说明分子在不停地 在气温高的夏天比气温低的冬天做实验时能更快看到气体颜色变得均匀 是因为温度越 气体扩散越快 做无规则运动 高 命题点 分子间的作用力2 如图所示 用力将两个铅块压在一起 它们就会结合起来 甚至能挂上一个钩码 此现象说明了 而如果不把它们压紧直接靠近却不能结合 说明了 有关 RJ九年级P4图13 1 4 分子间有引力 引力的大小与分子间的距离 命题点 改变物体内能的方式3 如图所示 在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉 迅速压下活塞 发现硝化棉燃烧 压下活塞的过程中 玻璃筒内空气的内能 选填 增大 减小 或 不变 温度 选填 升高 降低 或 不变 这是通过 的方式改变物体内能 RJ九P9图13 2 5甲 增大 升高 做功 命题点 物态变化 内能及其改变方式4 如图所示 烧瓶内盛少量水 给瓶内打气 当瓶塞跳起时 可以看到瓶内出现白雾 这是水蒸气 形成的 在这个过程中 气体膨胀对外做功 温度降低 内能 这是通过 的方式改变物体的内能的 RJ九年级P9图13 2 5乙 液化 减小 做功 命题点 能量的转化及热机5 如图所示 水沸腾后 盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出 这说明了力可以改变物体的 此过程中 水蒸气的 能转化为塞子的 能 其能量转化情况与四冲程汽油机的 冲程相似 在空中飞行过程中 塞子的惯性 选填 变大 不变 或 变小 RJ九P17图14 1 1 运动状态 内 机械 做功 不变 山西6年真题精讲练 1 2018山西13题3分 端午情浓 粽叶飘香 端午节那天 小明家里弥漫着粽子的清香 这一现象表明 A 分子间存在引力B 分子间存在斥力C 温度越高分子运动越慢D 分子在不停地做无规则的运动 D 2 2016山西29题节选1分 物理应用广泛 广告中也常蕴含着物理知识 例如 你觉得美味 别人呢 倡议人们不要在公交 地铁上用餐 因为食物气味会弥漫在整个车厢 这是 现象 3 2019山西36题2分 山西老陈醋已有3000余年的历史 素有 天下第一醋 的盛誉 以色 香 醇 浓 酸五大特征著称于世 小明周末参观醋厂 远远就闻到了浓郁的醋香 这是 现象 这种现象说明 扩散 扩散 分子在不停地做无规则运动 拓展训练 4 2019咸宁 古诗词往往蕴含丰富的物理知识 在下列诗词中能体现 分子在不停息运动 的是 A 水晶帘动微风起 满架蔷薇一院香B 姑苏城外寒山寺 夜半钟声到客船C 去年今日此门中 人面桃花相映红D 两岸青山相对出 孤帆一片日边来 A 5 2019遵义 端午节是我国的传统节日 这一天家家户户都要挂艾草 吃粽子 小美在家门口闻到艾草的香味 这是 现象 小美的妈妈在厨房煮粽子 她揭开锅盖 一股 白气 扑面而来 白气 是水蒸气 选填物态变化名称 形成的 扩散 液化 拓展训练 6 2019哈尔滨 下图事例中 利用热传递改变物体内能的是 B 7 在 让笔杆热起来 的探究活动中 小彤通过感受笔杆前后温度 判断笔杆内能变化 下列四种方法中不够科学的是 A 把笔杆放在火焰上方烤一烤 马上用手触摸感觉笔杆变热了B 用手握住铅笔 来回摩擦 同时感觉到笔杆变热了C 把笔杆放在烈日下晒一段时间 用手触摸感觉到笔杆变热了D 把笔杆放在热水中泡一下 迅速用纸巾擦干并触摸感觉笔杆变热了 B 8 一些重型汽车的轮胎上侧有一根细管子 从管子中滴水到轮胎上 这是因为汽车在高速行驶的过程中 通过 的方式增加了轮胎的内能 使轮胎的温度升高 水滴在轮胎上 通过 的方式及水的蒸发吸热 减少了轮胎的 能 降低轮胎的温度以确保行车安全 做功 热传递 内 拓展训练 9 2019郴州 现在流行一款鞋 穿上它走路时 鞋会发光 站着不动就不会发光 则这款鞋发光的原理 从能量转化的角度分析正确的是 A 机械能转化为电能 再转化为光能B 电能转化为机械能 再转化为光能C 机械能转化为光能 再转化为电能D 光能转化为机械能 再转化为电能 A 第10题图 10 工人使用冲击钻工作时 钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁 打出圆孔 如图所示 冲击钻在工作过程中 其能量转化关系是 A 内能转化为机械能B 内能转化为电能C 只有机械能和内能的转化D 有电能 机械能和内能的转化 D 第11题图 11 如图所示试管中装有水 用带玻璃管的胶塞塞住 在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮 加热试管使水沸腾后 小叶轮转动 下列说法正确的是 A 小叶轮的转动是热传递的结果B 小叶轮的转动是内能转化为机械能C 小叶轮的转动是机械能转化为内能D 内燃机中的压缩冲程与此相同 B 12 2015山西15题3分 下列情景对应的说法错误的是 B 13 2014山西15题3分 生活中的许多现象都与我们学过的物理知识有关 下列说法正确的是 A 尘土飞扬 说明分子在不停地做无规则运动B 划燃火柴