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第十五讲 内能及其利用,1通过观察和实验,初步了解分子动理论的基本观点,并能用它解释某些热现象。 2了解内能的概念,能简单描述温度和内能的关系,知道改变内能的两种方式。 3了解热量的概念。 4通过实验,了解比热容的概念,尝试用比热容的知识解释简单的自然现象,并能进行简单的计算。 5认识燃料的热值。 6了解汽油机工作的基本原理;了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。,7在能量的转化和转移过程中认识效率,在生产、生活中有提高效率的意识。 8知道能量转化及守恒,有利用能量转化及守恒的观点分析简单物理现象的意识。,【提示】扩散只能发生在不同物质之间;气体、液体、固体之间都可以发生扩散现象,不同状态的物质之间也可以发生扩散。,内能及热量 1内能及其改变,2.热量,比热容的探究与计算 1探究:比较不同物质的吸热能力,2.比热容,【提示】比热容是物质的一种特性,与物质的质量大小、温度高低及变化、吸收或放出热量的多少均无关;不同物质的比热容一般不同;同一种物质,比热容与状态有关。,内能的利用热机 1热机,2.热值,【提示】热值反映的是某种物质的燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中化学能转化成内能的本领大小,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。,3热机的效率,【提示】热机的效率总小于1,主要是由于燃料不能完全燃烧、废气带走一部分热量、克服摩擦做功、热传递损失能量等,没有将全部能量都利用起来。,能量的转化与守恒,【提示】能量守恒定律不同于机械能守恒定律。所有的能量转化和转移过程,都遵循能量守恒定律,而机械能守恒是有一定条件的。,分子热运动 【例1】(2015无锡)有关分子热运动,下列说法正确的是 ( ) A液体很难被压缩,说明分子间有斥力 B手捏海绵,海绵体积变小,说明分子间有空隙 C扫地时尘土飞扬,说明分子在做无规则运动 D扩散现象不能在固体中发生,【解析】液体很难被压缩,说明分子间有斥力,故A 正确;用手捏海绵,海绵的体积缩小了,说明力可以改变物体的形状,不能说明分子间有空隙, 故B 错误; 尘土飞扬是固体小颗粒的运动,属于机械运动,不是分子的运动,故C 错误; 扩散现象能在固体中发生,比如长时间紧挨在一起的金板和铅板,金中有铅,铅中有金,故D错误。 【答案】A 【方法归纳】本题旨在考查学生对分子的运动、分子间作用力、力的作用效果的理解和应用。,内能 【例2】(2015宿迁)关于功和能,下列说法正确的是( ) A0 的物体没有内能 B物体的机械能越多,内能就越多 C物体内能增加,一定是从外界吸收了热量 D在热机的做功冲程中,内能转化为机械能,【解析】A.一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动,即一切物体都有内能,故A错误;B.影响机械能的因素是质量、速度、高度以及弹性形变,而影响内能的因素是温度、质量以及状态,因此机械能与内能没有必然的联系,故B错误;C.物体内能增加,可以是从外界吸收了热量,也可以是外界对物体做了功,故C错误;D.在热机的做功冲程中,内能转化为机械能,故D正确。 【答案】D 【方法归纳】要理解内能、机械能的影响因素、内燃机四冲程特点以及内能改变的两种方式。,比热容 【例3】(2015潍坊)(多选)用相同的酒精灯分别对a、b两种液体加热(如图甲),根据测得数据分别描绘出这两种液体的温度随加热时间变化的图象(如图乙)。在相同的时间内两种液体吸收的热量相等,不计液体热量散失,分别用ma、mb、ca、cb表示a、b两种液体的质量和比热容,则结合图中信息作出的下列推断正确的是( ) A若mamb,则cacb B若mamb,则camb,【解析】若mamb,由图乙可知,吸收相等的热量后,a的温度升高的多,所以a的比热容较小,所以A错误,B正确;若cacb,吸收相同热量时,a的温度升高的多,所以,a质量较小,所以C正确,D错误;应选BC。 【答案】BC 【方法归纳】(1)控制变量法:物体吸收热量的多少与物质质量和升高的温度有关,所以在探究过程中应用到控制变量法;(2)转化法:实验中通过加热时间来反映液体吸收热量的多少。,内能的利用 【例4】(2015镇江)如图所示,工作中的四冲程汽油机正处于_冲程,该冲程将_转化为机械能。若该汽油机每秒完成40个冲程,则每秒它对外做功_次、飞轮转过_圈。,【解析】(1)内燃机的火花塞喷火,活塞向下运动,是做功冲程;(2)四个冲程中只有做功冲程是将内能转化为机械能;(3)每个工作循环经过四个冲程,活塞往复两周,对外做功一次。 【答案】做功 内能 10 20 【方法归纳】解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答,记住相关的数据大小,会根据转速进行相关计算。,实验 探究不同物质的吸热能力 命题点 1实验中所需的测量工具:_; 2实验器材组装:在组装器材时,先确定_的位置,再确定烧杯和温度计的位置; 3实验中,应选取_相同的不同物质; 4实验过程中选用相同热源的目的:方便比较物质吸收热量的多少;5.在实验中,可以通过加热相同的时间,比较_来判断物体的吸热能力(温度变化快的吸热能力弱); 6在实验中,也可以通过观察升高相同的温度,比较_来判断物体的吸热能力(加热时间长的吸热能力强)。,温度计、秒表和天平,石棉网,质量,温度变化,加热时间,【例】(泉州中考)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验。将质量相等的沙子和水分别装在烧杯中,并测出沙子和水的初温,然后用酒精灯加热并不断搅拌,每隔1 min记录一次温度,实验记录如下表。,(1)实验中,加热时间实质上反映了_。 (2)根据实验数据,在图乙中画出沙子和水的温度随时间变化的图象。 (3)分析图象可知,对于质量相等的沙子和水;吸收相等热量,升温较快的是_;若使两者升高相同的温度,则_吸收的热量较多,通过大量类似实验,人们发现了物质的又一种物理属性,物理学将这种属性叫做_。 【解析】(1)实验中,加热时间的长短实质上反映了水和沙子吸收热量的多少,加热时间越长,说明吸收热量越多;,(2)根据实验数据,在图中画出沙子和水的温度随时间变化的图象,如图所示: (3)分析图象可知,对于质量相等的沙子和水,吸收相等热量,升温较快的是沙子,若使两者升高相同的温度,水加热时间较长,说明吸收的热量较多。由上可知,水吸热能力较强,物理学将这种属性叫做比热容。,【答案】(1)水和沙子吸收热量的多少 (2)见上图 (3)沙子 水 比热容 【方法归纳】本实验采用了控制变量法,在研究设计多个量的问题时,为了研究某两个量之间的关系,要控制除这两个量外的其他各量保持不变,这就是控制变量法,在实验中要注意控制变量法的应用,同时考查了转换法及描点法图象的画法,并能根据数据进行分析得出结论。,(1)实验中为了控制沙子和水的质量相等,还需要的器材是_。 (2)在该实验中,用酒精灯的外焰来加热的原因是:_ _。 (3)由表格数据可知,_的比热容大。其在生活中有很多应用,请举一例:_。 (4)根据表格中01min的数据,结合水的比热容,请你计算出沙子的比热容为_J/(kg)。,天平,外焰温度高,可,缩短加热时间,水,建造人工湖来调节气温或内燃机用水作为冷却剂,0.84103,
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