搜索
第11讲热量内能与热机复习目标:1.知道物体的内能;知道做功和热传递可以改变物体的内能.2.知道热量及其单位;知道燃料的热值。3.理解比热容的概念。能利用Q吸=cm(t—t0)=cm△t和Q放=cm(t0—t)=cm△t进行有关简单计算：4．常识性了解汽油机的基本构造和工作原理。5．常识性了解柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。6．常识性了解四冲程内燃机工作过程中的能量转化。7.知道热值是燃料燃烧放热的特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃烧放热的简单计算。8.了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率，及提高热机效率的意义所在。复习重点、难点1.能利用Q吸=cm(t—t0)=cm△t和Q放=cm(t0—t)=cm△t进行有关简单计算2.能利用热值表进行有关燃烧放热的简单计算。3.四冲程内燃机工作过程中的能量转化。教具与学具：多媒体、复习提纲。课前准备：要求学生课前自己复习相关知识，看听课笔记，对浮力的知识有大致的了解，对这些知识有大概的印象。教学过程：一.知识整理:（一）热量1.比热容（1）单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容。（2）比热容是物质的一种特征；它的大小与物质的种类有关，与物体的质量、吸收的热量、温度的变化量无关。（3）水的比热容是4.2×103J/(Kg.℃)。它表示的物理意义是:质量是1kg的水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量为4.2×103J4.热量的计算（1）物体的温度由升高t0℃到t℃时吸收的热量：Q吸=cm(t—t0)=cm△t（2）物体的温度由t0℃降低到t℃时放出的热量：Q放=cm(t0—t)=cm△t5.能量守恒定律能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。（二）内能1.内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。（1）物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。（2）影响物体内能大小的因素：①温度：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。③材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。④存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。（3）内能与机械能不同：机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。（4）热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。温度越高扩散越快。温度越高，分子无规则运动的速度越大。2.内能的改变：（1）内能改变的外部表现：物体温度升高（降低）——物体内能增大（减小）。物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）——内能改变。反过来，不能说内能改变必然导致温度变化。（因为内能的变化有多种因素决定）（2）改变内能的方法：做功和热传递。A、做功改变物体的内能：①做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化③如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。（Ｗ＝△Ｅ）④解释事例：图15.2-5甲看到棉花燃烧起来了，这是因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花燃点使棉花燃烧。钻木取火：使木头相互摩擦，人对木头做功，使它的内能增加，温度升高，达到木头的燃点而燃烧。图15.2-5乙看到当塞子跳起来时，容器中出现了雾，这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气液化凝成小水滴。B、热传递可以改变物体的内能。①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。②热传递的条件是有温度差，传递方式是：传导、对流和辐射。热传递传递的是内能（热量），而不是温度。③热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少。④热传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。C、做功和热传递改变内能的区别：由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。D、温度、热量、内能区别：①△温度：表示物体的冷热程度。温度升高——→内能增加不一定吸热。如：钻木取火，摩擦生热。②△热量：是一个过程。吸收热量不一定升温。如：晶体熔化，水沸腾。内能不一定增加。如：吸收的热量全都对外做功，内能可能不变。③△内能：是一个状态量内能增加不一定升温。如：晶体熔化，水沸腾。不一定吸热。如：钻木取火，摩擦生热☆指出下列各物理名词中“热”的含义：热传递中的“热”是指：热量热现象中的“热”是指：温度热膨胀中的“热”是指：温度摩擦生热中的“热”是指：内能（热能）热量来量度物体内能的改变。3.内能的利用1、内能的利用方式：⑴利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。⑵利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。2、热机：定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。能的转化：内能转化为机械能蒸气机——内燃机——喷气式发动机3、内燃机：将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。4、内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外；压缩冲程将机械能转化为内能。5、汽油机和柴油机的比较：6、热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。(1)公式：η=W有用/Q总=W有用/qm(2)提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧②尽量减小各种热量损失③机件间保持良好的润滑、减小摩擦。二.例题与巩固练习:1.下列关于热量的说法中正确的是:()A.温度高的物体会有的热量多B.质量大的物体放出的热量多C.温度低的物体吸收的热量多D.一个物体温度升高得越多,吸收的热量越多2.汽油的热值是4.6×107焦/千克，其物理意义是_____________________，完全燃烧___________克汽油所放出的热量为2.3×106焦。3.铜的比热是3.9×102焦/(千克·℃)，它表示的物理意义是___________________________________;若把一铜块切掉一半，则它的比热将。____________。(填“变大”、“变小”或“不变”)4.下列说法中正确的是:()A.一桶水比一杯水的比热大B.质量为2千克10℃时的水含有的热量等于1千克20℃时的水所含的热量C.同种物质的质量变化时，其比热不变D.比热大的物体，每升高1℃吸收的热量一定多5.使1克水温度升高1℃需要吸收多少热量？1焦耳的热量可以使1克水的温度升高多少度?6.质量为500克的铁锅中放有3千克的水,把它们从15℃加热到90℃需要多少热量?【C铁=4.6×102焦/(千克·℃)】7.无烟煤的热值是3.4×107焦/千克，20克无烟煤充分燃烧时可放出多少热量？若这些热量中的80%被2千克的水吸收，在1标准大气压下，可以使水的温度从30℃升高到多少摄氏度？8.使20克冰的温度从-70℃升高到-10℃，但冰未熔化成水，需要多少热量?如果这些热量是由温度从50℃降低到10℃的水来供给的,需要多少克50℃的水?【C冰=2.1×103焦/(千克·℃)】汽油机柴油机不同点构造：顶部有一个火花塞。顶部有一个喷油嘴。吸气冲程吸入汽油与空气的混合气体吸入空气点燃方式点燃式压燃式效率低高应用小型汽车、摩托车载重汽车、大型拖拉机相同点冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。9.在冬天，往往手冷得发痛。为了使手暖和一点，有的同学用嘴对着手呵气，有的同学则用两手来回搓动。说明这样做的道理。10.将一段粗金属丝反复多次地弯折后，金属丝弯折处的温度将________。这是用_____________的方法来改变物体的内能，此过程中_________能转化为____________能。而要达到同样的效果还可以采取的方法是。11.下列说法中正确的是：（）A.物体的内能增加，一定是吸收了热量B.物体的温度升高时，内能一定增加C.物体吸收了热量，温度一定升高D.物体放出了热量，温度一定降低12.下列事例中，不是用做功的方法使物体的内能增加的是：（）A.用气筒给自行车打气时，气筒壁发热B.用钢锯条锯木头，过一会儿钢锯条发热C.寒冷的冬天，双手相互反复摩擦后，手掌发热D.冬天，在房间内用取暖器取暖，室内空气变暖13.一个四冲程热机的飞轮转速为1800r/min，它1s完成了（）A．30个冲程，做了30次功B．60个冲程，做了60次功C．120个冲程，做了30次功D．60个冲程，做了15次功三.课堂检测1.下列说正确的是：（）A.开水比冰块含有的热量多B.温度越高的物体放出的热量越多C.烧开一壶水比烧开半壶同样温度的水吸收的热量多D.以上说法都不对2.关于燃料的热值的说法中正确的是：（）A.燃料的质量越大，热值越大B.当燃料不能完全燃烧时，其热减小C.当燃料未燃烧时，其热值为零D.不同的燃料，其热值一般不同3.关于物质比热的说法中正确的是：（）A.比热跟它吸收的热量成正比B.物质的比热跟它的质量成反比C.物质的比热跟它改变的温度的成反比D.物质的比热跟上述三个因素无关4.质量、初温度都相同的水和铁块吸收相同的热量后彼此接触时：（）A．热量从铁块传给水B．热量从水传给铁块C．温度从铁块传给水D．温度从水传给铁块5.有甲、乙两个物体，它们的质量之比是3:1,吸收的热量之比是2:1，升高的温度之比是5：3，则甲、乙两物质的比热之比是（）A．10:1B．1:10C．2:5D．5:26.关于物体内能的说法中错误的是（）A.一切物体都有内能B.一定质量的物体，温度越高，它具有的内能越大C.物体具有的内能越多，它具有的热量就越多D.物体对外做功时，物体的内能会减少7.一杯水的温度由10℃上升到30℃，那么这杯水的：（）A．比热增加B．内能增加C．质量增加D．分子无规则运动减慢8.水的比热是______________，物理意义是___________________________________________________。一杯水倒掉一半它的比热___________。9.从内能、热量和温度中选择一个恰当的物理量填在下边的空线上：⑴热水放热的“热”是指________。⑵热水太热的“热”是指________。⑶摩擦生热的“热”是指________。10.火柴可以点燃，也可以擦燃。前者是用__________方法改变物体内能的；而后者又是用__________方法改变物体内能的，且在此过程中________能转化为__________能。11.将500g的水加热到90℃，它吸收的热量是8.4×104J，求：水原来的温度。12.一台燃气热水器，每min消耗煤气0.02Kg，能将5dm3的水从15℃加热到45℃。已知煤气的热值为3.78×107J/Kg，求该热水器的效率。四．板书设计第11讲热量内能与热机（一）热量1.比热容（1）单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容。（2）比热容是物质的一种特征；它的大小与物质的种类有关，与物体的质量、吸收的热量、温度的变化量无关。（3）水的比热容是4.2×103J/(Kg.℃)。它表示