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第10课时内能内能的利用思维导图构建体系教材梳理夯实基础思维导图构建体系教材梳理夯实基础考点一分子动理论1物体是由大量分子组成的2不同的物质在互相接触时,彼此进入对方的现象叫。如图所示,气体、液体或固体都会发生,它说明了分子间有间隙、组成物质的分子在扩散扩散不停地做无规则运动思维导图构建体系教材梳理夯实基础3大量的实验表明:物质中分子的运动情况跟有关,温度越,分子的无规则运动越剧烈。物理学中,将大量分子的无规则运动,叫分子的运动。注意:分子运动与机械运动不同。分子运动是我们肉眼看不见的,其现象一般与外力无关,如“香味扑面”;机械运动则需要外力作用,如“尘土飞扬”温度高热思维导图构建体系教材梳理夯实基础4组成物体的分子间存在相互作用的和。如图甲所示,两个铅柱没有被拉开,说明分子间有;如图乙所示,由于分子间有引力,则弹簧测力计示数玻璃板自身重力;如图丙所示,水的体积很难被压缩,说明分子间有。分子间的距离大于10-9m时,分子间的相互作用会变得十分微弱,可以认为没有相互作用(如破镜难圆)引力斥力引力大于斥力思维导图构建体系教材梳理夯实基础考点二内能及其改变1.内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物体的内能,单位是焦耳(J)影响因素一切物体,在任何情况下都具有内能,同一物体,在相同状态下,温度越高,内能越,温度降低时,内能。此外,内能还与物体质量、种类、结构、状态有关减小大思维导图构建体系教材梳理夯实基础2.改变内能的方式方式热传递做功实质内能的转移,从高温物体传到低温物体,直到温度相同能量的转化(内能和其他形式能量的转化)举例晒太阳、烧水水变热、哈气取暖钻木取火、搓手取暖、用活塞压缩气体、铁丝弯折处发热联系热传递和做功在改变物体的内能上是的等效思维导图构建体系教材梳理夯实基础【点拨】(1)热量是一个过程量,不能说“具有热量”“含有热量”,只能说“吸收热量”“放出热量”。(2)物体吸收热量,内能增大,但温度不一定升高(如晶体熔化);物体温度升高,内能增大,但不一定吸收热量。思维导图构建体系教材梳理夯实基础考点三比热容与热值项目比热容热值概念一定的某种物质,在温度升高时所吸收的热量与它的质量和所升高的温度的之比,用符号c表示,单位为J/(kg·℃)某种燃料放出的热量与其质量(固体、液体)或体积(气体)之比,用符号q表示,单位为J/kg或J/m3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,与质量、体积、温度等无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、质量无关质量乘积完全燃烧思维导图构建体系教材梳理夯实基础【点拨】(1)比热容越大,该物质的吸放热能力越强,具体表现为质量相等时,升高相同的温度,吸收的热量多;吸收相同的热量(加热时间相等),温度变化量少。(2)水的比热容较大的应用:①作冷却剂;②热水袋、暖气片用水作介质;③调节气候(人工湖)。热量的计算Q吸=;Q放=Q放=(固体、液体);Q放=(气体、液体)变式求质量:m=;求温度差:Δt=求质量:m=;求体积:V=cm(t-t0)mVcm(t0-t)mq𝑸𝒄𝚫𝒕𝑸𝒄𝒎𝑸𝒒𝑸𝒒思维导图构建体系教材梳理夯实基础考点四热机及热机效率1.热机的能量转化思维导图构建体系教材梳理夯实基础2.汽油机四个冲程冲程冲程冲程冲程说明:做功冲程是将能转化为能;压缩冲程是将能转化为能。吸气、压缩和排气冲程都是靠飞轮的惯性来完成的。1个工作循环包含个冲程,飞轮转圈,曲轴转圈,活塞往复运动次,对外做功次。汽油机与柴油机的区别:汽油机的顶部有,柴油机的顶部有,另外在工作过程中也略有不同吸气压缩做功排气内机械机械内42221火花塞喷油嘴思维导图构建体系教材梳理夯实基础3.热机效率定义:用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比意义:反映热机对能量利用率的高低计算公式:η==提高效率的措施:使燃料充分燃烧;尽量减少各种热量损失;良好的润滑,减少因摩擦而额外消耗的能量W有qmW有Q思维导图构建体系教材梳理夯实基础考点五能量守恒定律能量既不会凭空,也不会凭空,它只会从一种形式为其他形式,或者从一个物体到其他物体,而在和的过程中,能量的总量。消灭产生转化转移转化转移保持不变教材图解思维导图构建体系教材梳理夯实基础1.如图10-1所示,沿海地区昼夜温差较小,而内陆沙漠地区的昼夜温差较大,这主要是因为海水的比热容,砂石的比热容,吸收或放出相同的热量,海水温度变化,砂石温度变化。图10-1大小小大2.如图10-2所示实验中,一段时间后,我们会看到塞子从试管口跳出,这是由于水蒸气对塞子,水蒸气的能转化成塞子的能。这个能量转化过程与汽油机工作时冲程的能量转化过程一样。思维导图构建体系教材梳理夯实基础图10-2做功内机械做功3.如图10-3所示,在标准大气压下,天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾,大约需要10min。天然气属于(选填“可再生”或“不可再生”)能源,整个过程中水吸收的热量是J。若天然气完全燃烧放出热量的60%被水吸收,烧开这壶水需要m3的天然气。[已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为3.5×107J/m3]思维导图构建体系教材梳理夯实基础图10-34.8×10-2不可再生1.008×106重难探究逐个突破实验突破素养提升1.下列现象中,不能用分子动理论解释的是()A.酒精和水混合后总体积变小B.夏天,牡丹园花香四溢C.铅柱的分子间既有引力也有斥力D.擦黑板时,粉笔灰在空中飞舞探究一分子动理论的初步认识D重难探究逐个突破实验突破素养提升2.小明学习分子动理论后,先在试管底部装一半红墨水,再在液面上注满酒精,加盖密封后静置,30日后再观察,现象如图10-4所示。(1)这是现象。(2)小明做的实验可以说明。(3)细心的小明发现,30日后总体积与原来体积相比稍小些,这说明。(4)若操作该实验时,我们在试管底部加热,发现里面的两种液体很快变成了颜色均匀的混合液体,说明越高,分子运动越剧烈。图10-4扩散分子在不停地做无规则运动分子间有间隙温度重难探究逐个突破实验突破素养提升3.甲、乙两杯水温度分别为40℃、80℃,下列说法正确的是()A.只有加热才能使水升温B.甲杯中水的内能一定比乙杯中的少C.乙杯中水的温度降低,水的内能一定减小D.甲杯中水分子运动一定比乙杯中的剧烈探究二内能及其改变C重难探究逐个突破实验突破素养提升4.如图10-5所示,对于下列实例中所描述的物理过程,下列说法不正确的是()A.图甲:对试管加热,管内水温升高,水的内能增加B.图乙:摩擦生热是通过做功的方式改变物体的内能C.图丙:小孩从滑梯上滑下,是通过热传递改变内能D.图丁:厚玻璃管中的空气被压缩时,管内空气的内能增加图10-5C重难探究逐个突破实验突破素养提升5.关于温度、内能、热量,下列说法正确的是()A.物体温度越高,含有的热量越多B.物体吸收了热量,温度一定会升高C.物体的温度升高,内能一定增加D.0℃的冰块,其内能为零C重难探究逐个突破实验突破素养提升6.根据表中数据,下列判断正确的是()A.不同物质的比热容不可能相同B.物质的比热容与物质的状态无关C.因为水的比热容较大,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大D.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多探究三比热容的理解和应用一些物质的比热容/[J·(kg·℃)-1]水4.2×103铝0.88×103煤油、冰2.1×103干泥土0.84×103砂石0.92×103铜0.39×103D重难探究逐个突破实验突破素养提升探究四热量的计算7.(1)已知铝的比热容是0.88×103J/(kg·℃),把质量为2kg、温度为30℃的铝块加热到100℃吸收的热量是J。(2)质量为2kg的某种物质温度从20℃升高到40℃时,吸收的热量是1.88×104J,该物质的比热容是。(3)有一根烧红的铁钉,质量是2g,放出920J的热量后,温度降低到20℃,铁钉的初温为。[c铁=0.46×103J/(kg·℃)](4)若家用天然气的热值为4.2×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),完全燃烧0.04m3天然气放出的热量是J。若某新型天然气灶烧水的效率为40%,则完全燃烧0.04m3天然气可使室温下5kg的水温度升高℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]1.232×1050.47×103J/(kg·℃)1020℃1.68×10632重难探究逐个突破实验突破素养提升(5)一个家用电能表的表盘上有“3000revs/(kW·h)”字样。当某个电热水器单独使用时,电能表转盘在1min内转了60转,则该热水器消耗的电能是J,这个热水器在这段时间内放出的热量可以使质量为kg的水温度升高10℃。[该热水器的加热效率为84%,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]1.447.2×104重难探究逐个突破实验突破素养提升(6)某物理兴趣小组的同学,用煤炉给10kg的水加热,同时绘制了如图10-6所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),煤的热值约为3×107J/kg,则煤完全燃烧产生的热量是J;经过6min时间加热,水所吸收的热量是J,煤炉烧水时的热效率是。图10-642%6×1062.52×106重难探究逐个突破实验突破素养提升8.[2016·广东]如图10-7所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图,图E、F是演示实验的示意图。图C是冲程,与它原理相同的是图所示的演示实验。汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是图。(后两空选填字母)探究五热机及热机效率图10-7做功FB重难探究逐个突破实验突破素养提升9.小洁家春节假期全家开车去某地旅游,下车时观察里程表确定汽车行驶225km,所用时间是2.5h,消耗汽油16kg(假设汽油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内的功率为20kW。(假设整个行驶过程做匀速直线运动)(1)汽油发动机在做功冲程把能转化为能。(2)汽车行驶过程的牵引力是多大?内机械（2）汽车的行驶速度v=𝒔𝒕=𝟐𝟐𝟓𝐤𝐦𝟐.𝟓𝐡=90km/h=25m/s,由P=𝑾𝒕=𝑭𝒔𝒕=Fv可得,汽车行驶过程的牵引力F=𝑷𝒗=𝟐×𝟏𝟎𝟒𝐖𝟐𝟓𝐦/𝐬=800N。重难探究逐个突破实验突破素养提升9.小洁家春节假期全家开车去某地旅游,下车时观察里程表确定汽车行驶225km,所用时间是2.5h,消耗汽油16kg(假设汽油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内的功率为20kW。(假设整个行驶过程做匀速直线运动)(3)汽车发动机的效率是多少?(已知汽油的热值为4.5×107J/kg)（3）根据P=𝑾𝒕可得,汽车行驶过程牵引力所做的功W有=Pt=2×104W×2.5×3600s=1.8×108J,16kg燃油完全燃烧放出的热量Q放=mq=16kg×4.5×107J/kg=7.2×108J,汽车发动机的效率η=𝑾有𝑸放=𝟏.𝟖×𝟏𝟎𝟖𝐉𝟕.𝟐×𝟏𝟎𝟖𝐉=25%。重难探究逐个突破实验突破素养提升突破比较不同物质吸热的情况【设计和进行实验】1.主要器材:①测量工具:温度计、停表和天平(选用质量相等的不同物质进行实验)。②热源:酒精灯或电加热器(电加热器更好,因为内部加热,相对稳定,热损失少;实验中选用相同热源是保证不同物质在相同时间内吸收的热量相同)。2.实验方法:转换法(加热相同时间,比较升高的温度,或升高相同温度,比较加热时间)和控制变量法(相同热源,被加热物质的质量和初温相同)。重难探究逐个突破实验突破素养提升【数据处理和分析】3.设计实验数据记录表格(升高相同温度比较加热时间,如表一所示;加热相同时间比较温度变化,如表二所示)并绘制温度-时间图像,分析可得出:①升高相同的温度,加热时间长的物质吸热能力强;②加热相同时间,温度变化小的物质吸热能力强。表一物质次数质量m/kg升高的温度Δt/℃加热的时间t时/m