搜索
第十一章内能与热机考点1考点2考点3考点4分子动理论比较项要点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,原子是由原子核与绕核运动的电子组成的。分子很小,人们通常以nm为单位来度量分子分子热运动定义因分子的运动跟温度有关,所以这种无规则运动叫分子的热运动特点一切物质的分子都在不停地做无规则运动。温度越高,分子热运动越剧烈考点1考点2考点3考点4比较项要点扩散现象定义不同物质在相互接触时彼此进入对方的现象说明分子在不停地做无规则运动、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“酒香不怕巷子深”“蝴蝶嗅到花香”“墙角放煤,日久变黑”“桂花飘香”考点1考点2考点3考点4比较项要点分子间的作用力分子间存在引力,如被紧压在一起的铅柱很难被分开;分子间还存在斥力,如“破镜”无法“重圆”分子间的特点当固体被压缩时,作用力表现为斥力当固体被拉伸时,作用力表现为引力如果分子间相距很远,作用力就变得十分微弱,可以忽略分子动理论常见的物质是由大量分子(原子)组成的一切物质的分子都在不停地做无规则运动分子间存在相互作用的引力和斥力特别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(如灰尘、花粉等)都不是分子。考点1考点2考点3考点4内能1.内能及其影响因素比较项要点内能分子势能构成物质的分子在不停地做热运动,温度越高,分子热运动的速度越大,它们的动能也就越大内能分子动能由于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,叫做物体的内能说明物体的内能与温度、质量、材料、状态有关,内能是不同于机械能的另一种形式的能。一切物体,不论温度高低,都具有内能,如:炙热的铁水具有内能;冰冷的冰块,温度虽然低,其中的水分子仍然在做热运动,所以也具有内能,物体温度降低时内能减少,温度升高时内能增大考点1考点2考点3考点4影响因素物体的内能与温度和质量有关;一切物体在任何情况下都有内能考点1考点2考点3考点42.改变内能的方式方式实质条件方向实例说明热传递能量的转移存在温度差(吸热或放热)由高温物体转移到低温物体或从物体的高温部分转移到低温部分a.用热水袋取暖;b.晒太阳;c.烧水水变热;d.烤火御寒;e.哈气取暖等做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,一个物体温度升高,有可能是对物体做了功,也有可能是发生了热传递做功能量的转化物体对外做功或外界对物体做功(摩擦、压缩等)对物体做功,物体的内能可能增加;物体对外做功,物体的内能可能减少a.钻木取火;b.用锯条锯木板,锯条、木板均发热;c.两手互相搓,觉得暖和;d.陨石坠入地球大气层成为流星考点1考点2考点3考点4比热容物理意义比热容是描述物质吸热本领的物理量定义某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号c表示公式c=𝑄𝑚·Δ𝑡单位焦耳每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)水的比热容及意义水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),它表示的物理意义是质量为1kg的水温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103J考点1考点2考点3考点4水的比热容的应用制冷剂、散热剂、调节气候补充①吸热公式:Q吸=cm(t-t0)。②放热公式:Q放=cm(t0-t)。其中c表示比热容,m表示物体的质量,t0表示初温,t表示变化后的温度即末温。③比热容与物质的种类和状态有关,与物质的质量大小、温度的高低、吸收或放出热量的多少无关特别提示在常见的物质中,水的比热容最大。但并非所有跟水有关的应用都应用了水的比热容大这一特性。考点1考点2考点3考点4热值和热机1.热值定义燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的比值,叫做这种燃料的热值单位焦每千克,符号是J/kg公式q=𝑄𝑚理解①酒精的热值是3.0×107J/kg,表示1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J②热值是燃料本身的一种特性,它与燃料的种类有关,与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系特别提示对于气体燃料来说,热值q=𝑄𝑉,热值单位为J/m3。考点1考点2考点3考点42.热机定义把内能转化为机械能的机器原理种类蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等考点1考点2考点3考点43.汽油机的工作过程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动两气门关闭,活塞向上运动两气门关闭,活塞向下运动,火花塞产生电火花进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动/机械能转化为内能内能转化为机械能/考点1考点2考点3考点44.热机效率定义热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比公式η=𝑄有用𝑄总能量流向燃料完全燃烧放出的能量E废气带走的能量𝐸1机械损失的能量𝐸2散热损失的能量𝐸3做有用功的能量𝐸4考点1考点2考点3考点4提高热机效率途径①让燃料尽可能充分燃烧,如将煤粒磨成煤粉、加大送风量等;②利用废气的能量;③机件间保持良好的润滑、减小摩擦考点1考点2考点3考点45.能量的转化与守恒内容能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,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,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变说明①能量的转化和转移都是具有方向性的;②能的转化是通过物体做功来实现的,能的转化过程中,能量的形式发生了改变;③能的转移过程中能量的形式没有发生变化特别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。考点1考点2考点3考点4命题点图片练一练分子动理论(人教九年级P3图13.1-2)(沪科八年级P220图11-15)1.(2019·北京中考)如图所示,两个相同瓶子的瓶口相对,之间用一块玻璃板隔开,上面的瓶中装有空气,下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。抽掉玻璃板后,可以看到,两个瓶中的气体会混合在一起,最后颜色变得均匀,这属于扩散现象考点1考点2考点3考点4命题点图片练一练分子之间的引力(人教九年级P4图13.1-4)2.如图所示,将两个底面平整、干净的铅柱紧压后,两个铅柱就会结合在一起,即使在下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。这个实验表明分子间存在引力考点1考点2考点3考点4命题点图片练一练改变内能的方式[人教九年级P8图13.2-4、P9图13.2-5甲、沪科九年级P39图13-9(a)]3.在如图所示事例中,不属于做功改变内能的是C考点1考点2考点3考点4命题点图片练一练能量的转化和守恒(人教九年级P28图14.3-2)4.(2019·四川绵阳中考)如图所示,用塞子塞紧瓶口,再用打气筒向瓶内打气,当瓶内气压达到足够大时,塞子从瓶口冲出。下列关于瓶内气体的说法,正确的是(C)A.向瓶内打气,外界对气体做功,气体内能减少B.向瓶内打气,气体对外界做功,气体内能增加C.塞子从瓶口冲出,气体对外界做功,气体内能减少D.塞子从瓶口冲出,外界对气体做功,气体内能不变(人教九年级P28图14.3-2)5.(2017·安徽阜阳颍泉区模拟)如图是皮球落地后弹跳过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。由图可知,弹跳过程中,皮球的机械能减小(选填“增大”“减小”或“不变”)考点1考点2考点3考点4热机的工作原理(人教九年级P19图14.1-4)6.(2019·齐齐哈尔中考)如图所示是四冲程汽油机内部剖面图,汽油机工作过程中,做功冲程可以使汽车获得动力。汽油机工作时会产生大量热,需要用水进行降温,是利用水的比热容大的特性。考法1考法2考法3分子动理论例1(2019·湖南怀化中考)下列有关分子热运动的说法不正确的是()A.压紧的铅块能结合在一起,表明分子间有引力B.墨水在热水中扩散的快,表明温度越高,分子运动越剧烈C.固体很难被压缩,表明固体分子间只存在斥力D.桂花飘香,表明分子在不停地做无规则运动C解析:分子之间存在引力,所以压紧的铅块能结合在一起,故A正确;墨水滴在热水中比在冷水中扩散得快,这是因为温度越高,分子运动越剧烈,故B正确;固体很难被压缩,表明固体分子间存在斥力;同时固体也难以被拉伸,说明分子之间存在引力,故C错误;桂花飘香属于扩散现象,扩散现象表明分子在不停地做无规则运动,故D正确。考法1考法2考法3方法归纳分子运动的表现分子是肉眼看不到的但可以通过宏观表现来说明分子的情况。分子永不停息地做无规则运动表现为扩散现象,分子间的引力与斥力表现为宏观的各种力现象,如物体难以被压缩或粘合后无法拉开的现象;分子间有空隙主要表现在两种或多种分子混合后其体积变小的现象,如酒精和水混合后总体积变小。考法1考法2考法3对应练1(2019·广西桂林中考)下列说法正确的是()A.物质中分子的运动状态跟温度无关B.温度越高,分子的无规则运动越剧烈C.温度越低,分子的无规则运动越剧烈D.水很难被压缩说明水分子间没有间隙B解析:物质中分子的运动状态跟温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈,温度越低,分子的无规则运动越缓慢,故A、C错误,B正确;水很难被压缩,说明分子之间存在相互作用的斥力,故D错误。考法1考法2考法3内能例2(2019·甘肃兰州中考)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是()A.热量可以从内能少的物体传递到内能多的物体B.0℃的冰水混合物内能为零C.水的温度越高,所含热量越多D.冰在熔化过程中吸收热量,温度和内能均不变A解析:发生热传递是因为物体间存在温度差,所以内能少的物体的温度可能比内能多的物体的温度高,所以内能少的物体可以把热量传递给内能多的物体,故A正确;任何物体都有内能,0℃的冰水混合物内能不为零,故B错误;热量是一个过程量,不能用含有来表示,故C错误;冰在熔化过程中吸收热量,内能变大,温度不变,故D错误。考法1考法2考法3方法归纳内能及内能的改变(1)内能的特点:一切物体在任何情况下都具有内能。(2)改变内能有两种方式:做功和热传递,它们在改变内能的效果上是一样的。物体内能减小,可能是由于做功,也可能是由于热传递。(3)内能与温度的关系:同一物体,温度改变,内能改变;但内能改变,温度不一定改变。例如,冰熔化吸热,内能增加,温度却保持0℃不变。考法1考法2考法3对应练2(2019·四川巴中中考)下列关于温度、内能、热量说法正确的是()A.物体温度越低,含有的热量越少B.做功和热传递都可以改变物体内能C.物体内能增加,温度一定升高D.物体机械能越大,内能越大B解析:热量是一个过程量,不能用“含有”来修饰,不能说含有的热量,故A错误;做功和热传递都可以改变物体内能,故B正确;物体内能增加,但温度不一定升高,如晶体的熔化过程,吸收热量、内能增大,但温度不变;故C错误;内能是物体内所有分子热运动的动能和势能之和,而机械能是物体的动能和势能之和,两者本质上不同,因此物体的机械能越大,内能不一定大,故D错误。考法1考法2考法3热量的计算例3(2019·四川绵阳中考)标准大气压下,将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾,水吸收的热量是3.36×105J。小明家天然气热水器的热效率是84%,他某次洗澡,耗水40kg,自来水进热水器的温度是24℃,出热水器的温度是40℃,小明这次洗澡消耗天然气0.1m3。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值是3.2×107J/m3。解析:(1)水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.0kg×(100℃-20℃)=3.36×105J;(2)他某次洗澡时水吸收的热量Q吸'=cm'Δt'=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(40℃-24℃)=2.688×106J;天然气放出的热量Q放=𝑄吸'𝜂=2.688×106J84%=3.2×106J;由Q放=Vq可得,消耗天然气体积V=𝑄放𝑞=3.2×106J3.2×107J/kg=0.1m3。考法1考法2考法3方法归纳(1)利用比热容计算热量:Q=cmΔt。①吸热公式为Q吸=cm(t-t0)。②放热公式为Q