資源簡介 一、內能1.內能的定義:分子的動能和勢能的總和。2.內能大小的影響因素:(1)分子動能:分子永不停息地做無規則運動,同一切運動著的物體一樣,運動著的分子也具有動能。【影響分子動能的因素】溫度升高 分子運動劇烈程度增加 內能增加溫度溫度降低 分子運動劇烈程度減弱 內能減少(2)分子勢能:由于分子之間存在相互作用力,因此分子之間也具有勢能。【影響分子勢能的因素】體積增加 分子勢能增加 內能增加體積體積減少 分子勢能減少 內能減少(3)分子數目:溫度體積相同,物體內的分子數越多,內能就越大3.改變物體內能大小的方法:二、熱量的計算1.熱量定義:物體在熱傳遞過程中轉移能量的多少叫做熱量2.比熱容的定義:單位質量的某種物質,溫度升高1℃所吸收的熱量叫做這種物質的比熱容,比熱容用符號℃表示,單位為焦/(千克. ℃),讀作焦每千克攝氏度。3.熱量的計算公式:Q=cm△t ,其中C表示比熱容,m表示質量,△t 表示溫度變化量4.燃料的熱值:(1)定義:單位質量或體積的某種燃料完全燃燒時放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。(2)單位:焦/千克,或者焦/立方米5.燃料完全燃燒放出熱量的計算公式(一般是總功): Q放=mq三、溫度,內能和熱量的關系比較溫度 熱量 內能概念不同 宏觀上:表示物體的冷熱程度微觀上:反映物體中大量分子 在熱傳遞過程中, 傳遞熱量的無規則運動的劇烈程度多少 物體內所有分子無規則運動的動能與勢能的總和量的性質 狀態量 過程量 狀態量表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改變”“增加”“減少”單位 攝氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J)聯系 溫度的變化,可以改變一個物體的內能,,傳遞熱量的多少可以量度物體內能改變的多少。物體吸收或放出熱量,它的內能將發生改變,但它的溫度不一定改變。如冰融化時要吸收熱量,內能增加,但溫度卻保持在0℃不變。同樣,物體放出熱量時,溫度也不一定降低四、熱機1.定義:把內能轉化為機械能的機械2.常見的內燃機種類:(1)蒸汽機 (2)噴氣式發動機五、內燃機1.定義:燃料在機器汽缸內燃燒的熱機。汽油機和柴油機是兩種常見的內燃機。2.常見的內燃機:汽油機和柴油機3.汽油機工作原理:氣缸吸入汽油和空氣的混合物,經火花塞點火將內能轉化為機械能,推動著活塞運動。4.柴油機工作原理:氣缸吸入空氣,經噴油嘴把柴油噴進高溫的氣缸點燃,將內能轉化為機械能,推動著活塞運動。5. 內燃機的工作:對于內燃機的活塞上下運動我們把內燃機的工作分為四個沖程,作為一個工作循環,轉兩圈,做一次功,只有做功沖程是對外做功,其他沖程都是靠慣性完成6. 內燃機的工作(以汽油機的圖示為例)(1)吸氣沖程---進氣門打開,排氣門關閉,活塞向下,將空氣吸入氣缸(汽油機吸入的是汽油和空氣的混合物)(2)壓縮沖程---進氣門關閉,排氣門關閉,活塞向上,壓縮氣缸里的氣體(將機械能轉化為內能)(3)做功沖程---進氣門關閉,排氣門關閉,活塞向下,氣缸里燃料燃燒(將內能轉化為機械能,汽油機需要火花塞點火,柴油機壓燃)(4)排氣沖程---進氣門關閉,排氣門打開,活塞向上,將氣缸里的氣體排出7.汽油機與柴油機的區別:(1)缸內吸入的氣體: 汽油機吸入的是空氣與汽油的混合氣體,柴油機吸入的是空氣(2)點火方式: 汽油機在壓縮沖程結束通過火花塞電子打火點燃,柴油機是壓縮沖程結束通過噴油嘴噴入柴油蒸氣后直接壓燃(3)結構上: 汽油機的火花塞,柴油機有噴油嘴。(4)效率上: 柴油機的效率高于汽油機(5)體積上: 柴油機更大,功率也相對大些。例1、如圖所示,用氣球、細繩、夾子、吸管和膠帶制成“噴氣火箭”。把封口的夾子松開后,氣球向左運動。下列說法錯誤的是( ?。?br/> A.實驗說明力的作用是相互的 B.氣球內部噴出的氣體內能減小C.氣球運動過程中,慣性逐漸消失 D.實驗選擇光滑的細繩以減小摩擦例2、甲裝置:在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉,把活塞迅速壓下去,觀察發生的現象。乙裝置:燒瓶內盛少量水,給瓶內打氣,當瓶塞跳出時,觀察瓶內的變化。下列說法正確是()A.甲:迅速向下壓活塞的過程中,筒內空氣溫度不變B.甲:活塞下壓后反彈的過程相當于內燃機的做功沖程C.乙:給瓶內打氣至瓶塞跳出前,瓶內空氣內能減小D.乙:瓶塞跳出的過程相當于內燃機壓縮沖程例3、下列關于溫度、內能、熱量和做功的說法中,正確的是( )A.物體溫度降低,內能一定減少B.物體吸收熱量,溫度一定升高C.溫度高的物體把溫度傳給溫度低的物體D.一個物體溫度升高,一定是外界對物體做了功例4、C919大飛機是中國自行研制,具有自主知識產權的大型噴氣式民用飛機(如圖所示)。飛機發動機吸入的空氣經壓縮機壓縮后進入燃燒室與燃料混合燃燒。產生的熱氣體被噴出。為飛機提供動力。氣體被壓縮的過程中能量轉化與汽油機四個沖程中的相同的是( ?。?br/> A.B.C. D. 例5、如圖是我國古代發明的取火器的模型圖,把木制推桿迅速推入牛角套筒時,桿前端的艾絨立刻燃燒起來,這是通過______的方式,使筒內空氣的內能增大,溫度升高,達到艾絨的著火點。艾絨熱值約為16000J/g,若一次放入5g艾絨,完全燃燒能釋放______J的熱量。每次使用完畢后需將推桿拿出,再將套筒甩幾下,此過程相當于內燃機的______和進氣沖程。例6、舟山正在創建“最美公路”項目,工地上有一輛空載時質量為12t的流動式混凝土攪拌車,輪胎與地面接觸的總面積為9000cm2,攪拌車以54km/h的速度在平直公路上勻速行駛時,發動機的輸出功率為192kW。(燃油的熱值?。┣螅?br/>(1)裝有6t混凝土的攪拌車靜止在水平地面上時,攪拌車對地面的壓強;(2)攪拌車以54km/h的速度勻速直線行駛時,受到的阻力;(拌筒旋轉功率忽略不計)(3)攪拌車行駛時發動機的效率為30%,以54km/h的速度勻速行駛27km,需要消耗多少千克燃油。1.中國是茶文化之鄉,中國茶文化是世界非物質文化遺產。“煮茶”過程中蘊含著豐富的科學知識。下列說法正確的是( ?。?br/> A.茶水沸騰時,吸收熱量,溫度升高B.茶水升溫是通過做功的方式改變內能C.壺嘴冒出的“白氣”是汽化形成的現象D.茶香撲鼻,表明分子在不停地做無規則運動2.關于熱和能,下列說法中正確的是( ?。?br/>A.一塊0℃的冰熔化成0℃的水后,溫度不變,內能變大B.熱傳遞時,溫度總是從高溫物體傳遞給低溫物體C.汽油機的壓縮沖程,主要通過熱傳遞增加了汽缸內物質的內能D.物體內能增加,一定是外界對物體做了功3.如圖為做功改變物體內能的改進實驗,當往瓶內推活塞,會看到溫度顯示器的溫度發生變化,下列有關此過程中的說法正確的是( ?。?br/>A.活塞對瓶內氣體做功,溫度顯示器上的溫度降低B.活塞對瓶內氣體做功,溫度顯示器上的溫度升高C.瓶內氣體對活塞做功,溫度顯示器上的溫度降低D.瓶內氣體對活塞做功,溫度顯示器上的溫度升高4.神舟十二號返回艙進入大氣層,與大氣層摩擦形成高溫火球(如圖),下列改變內能的方式,與“火球”的形成不相同的是( ?。?br/>A.敷冰降溫 B.鉆木取火 C.搓手取熱 D.擦燃火柴5.下列關于溫度、內能和熱量的描述中,正確的是( )A.物體吸收熱量時,溫度一定升高B.做功和熱傳遞都能改變物體的內能C.物體的內能越大,其含有的熱量就越多D.熱量總是從內能大的物體向內能小的物體傳遞6.開啟啤酒瓶蓋的瞬間,會聽到“嘭”的一聲,并看見瓶口有“白氣”冒出,該過程與圖中內燃機的哪一沖程原理相同( )A. B. C. D. 7.目前有一種倍受關注的噴氣飛行背包(如圖),人背上后能通過該設備獲得動力,實現人類自由單人飛翔的夢想。(1)該背包發動機將汽油燃燒后的氣體通過噴氣孔噴出,使人獲得飛行動力,這利用了物體間力的作用是___________,同時說明了力可以改變物體的運動狀態;(2)該背包燃料為汽油,汽油燃燒將___________能轉化為內能,一部分對人和飛行背包做功,還有部分散失到空氣中,這些內能卻無法再被利用來對人和飛行背包做功,說明能量的轉移和轉化具有___________;(3)某次飛行過程中消耗10千克汽油,這些汽油完全燃燒放出的熱量為___________焦。(q汽油=4.6×107焦/千克)8.小金同學在研究“沙子和水誰的吸熱本領大”時,選用了兩只完全相同的酒精燈分別給質量均為200g的沙子和水加熱。他繪制出沙子與水的溫度隨加熱時間變化的圖像分別如圖a、圖b所示。已知酒精的熱值,加熱時酒精燈平均每分鐘消耗2.8g酒精。已知水的比熱容,求:(1)加熱2min時間內水吸收的熱量;(2)這2min時間內酒精燈的加熱效率η;(3)沙子的比熱容。1.將冰塊放在泡沫箱中可制成簡易“冰箱”,把一瓶飲料放入“冰箱”后,冰塊和飲料的溫度隨時間變化的曲線如圖所示,在兩物體溫度達到相同之前,下列說法正確的是( )A.甲是冰塊 B.乙吸收熱量 C.甲內能增加 D.乙內能減少2.下列關于溫度、熱量和內能說法正確的是( ?。?br/>A.物體溫度越低,內能越小,0℃的物體沒有內能B.物體從外界吸收了熱量,溫度一定升高C.熱傳遞時,溫度總是從內能大的物體傳給內能小的物體D.物體的內能增加,不一定是從外界吸收了熱量3.如圖是四沖程汽油機的工作示意圖,下列說法錯誤的是( ?。?br/>A.汽油機工作時各沖程的順序依次為:丁、甲、丙、乙B.除了丙沖程以外,其他沖程均靠飛輪的慣性完成C.甲沖程中能量的轉化:內能轉化為機械能D.無論怎樣改進汽油機,汽油機的效率也無法達到100%4.單位質量的氣體物質,在體積不變的條件下溫度升高1℃所吸收的熱量稱為該氣體的定容比熱,已知氦氣的定容比熱為3100J/(kg·℃)。如圖所示,質量為0.02kg的氦氣被密封在圓柱形氣缸內,氣缸內氦氣氣壓與外界大氣壓相同。用力把活塞AB固定,當氦氣的溫度從20℃升高到30℃時,氦氣吸收的熱量是___________J。撤去力,氦氣推動活塞做功,這一過程的能量轉化形式與四沖程汽油機的___________沖程相同。5.太陽能熱水器是直接利用太陽能給水加熱的裝置,下表是小明家的太陽能熱水器某天在陽光照射下的相關信息:其中太陽輻射功率是指1h內投射到1m2面積上的太陽能。太陽照射時間/h 裝水量/kg 吸熱板面積/m2 水升高的溫度/℃ 水的比熱容J/(kg·℃) 太陽輻射功率J/(m2·h)10 100 2.5 50 4.2×103 1.68×106求:(1)水在10h內吸收的熱量;(2)如果水吸收的熱量用天然氣提供,需要完全燃燒多少m3的天然氣;(天然氣的熱值為8.4×107J/m3,天然氣完全燃燒的熱量全部被水吸收)(3)太陽能熱水器的能量轉化效率。答案及解析例1、C【解析】A.當氣球向外噴出氣體時,氣體會給氣球一個反作用力,由此可說明物體間力的作用是相互的,故A正確,不符合題意;B.氣球內部噴出的氣體對外做功,內能減小,溫度降低,故B正確,不符合題意;C.物體的慣性只與質量有關,氣球運動過程中,氣球內氣體的質量減小,但氣球的質量不變,慣性不變,故C錯誤,符合題意;D.實驗選擇光滑的細繩,可以減小物體間接觸面的粗糙程度,在壓力一定的情況下,減小摩擦,故D正確,不符合題意。故選C。例2、B【解析】A.當把活塞迅速壓下去后,活塞壓縮氣體做功,氣體的內能增加,溫度也會隨之升高,當溫度達到棉花的燃點時,會看到硝化棉燃燒,故A錯誤;B.內燃機的做功沖程,高溫高壓燃氣推動活塞做功,將內能轉化為機械能,故活塞下壓后反彈的過程相當于內燃機的做功沖程,故B正確;C.用氣筒向裝有少量水的燒瓶里打氣,瓶內氣壓增大,內能增大,當氣壓把瓶塞從瓶口推出時,瓶內氣體對瓶塞做功,使氣體自身的內能減少,溫度降低,故C錯誤;D.瓶塞跳出的過程,內能轉化為機械能,相當于做功沖程,故D錯誤。例3、A【解析】A、一切物體都具有內能,內能的大小與溫度有關,物體的溫度降低時,內能一定減少,所以A說法正確,符合題意;B、物體吸收了熱量,可能用來加快分子的無規則運動,即表現在物體的溫度的升高;也可能用來改變物體的狀態;比如:晶體在熔化過程,吸熱,內能增加但溫度不變,所以,物體吸收了熱量,物體的溫度可能升高,也可能不變,所以B不說法錯誤,不符合題意;C、相互接觸的兩個溫度不同的物體,內能(熱量)總是從高溫物體傳遞給低溫物體,是溫度高的物體把內能(熱量)傳給溫度低的物體,所以C說法錯誤,不符合題意;D、一個物體溫度升高,內能增加,可能是吸收了熱量,也可能是外界對它做了功,所以D說法錯誤,不符合題意。故選A。例4、B【解析】飛機發動機吸入的空氣經壓縮機壓縮后進入燃燒室與燃料混合燃燒,氣體被壓縮的過程中,機械能轉化為內能;A.如圖,進氣閥打開,為吸氣沖程,此過程沒有能量轉化,故A不符合題意;B.如圖,兩氣閥關閉,活塞向上運動為壓縮沖程,該沖程機械能轉化為內能,與上述能量轉化過程相同,故B符合題意;C.如圖,兩氣閥關閉,活塞向下移動為做功沖程,該沖程高溫高壓燃氣推動活塞做功,將內能轉化為機械能,故C不符合題意;D.如圖,排氣閥打開為排氣沖程,此過程沒有能量轉化,故D不符合題意。故選B。例5、做功 排氣沖程【解析】[1]封閉的氣體被推桿壓縮過程中,活塞對氣體做功,所以氣體內能增加,則溫度升高,達到艾絨的著火點,使艾絨著火,達到取火的目的。[2]若一次放入5g艾絨,完全燃燒能釋放的熱量為[3]使用完畢后需將推桿拿出,再將套筒甩幾下,將套筒內的氣體排出和吸入,此過程相當于內燃機的排氣和進氣沖程。例6、(1);(2);(3)28.8kg【解析】解:(1)裝有6t混凝土的攪拌車靜止在水平地面上時,攪拌車對地面的壓力等于攪拌車的總重力,即根據可得,攪拌車對地面的壓強為(2)攪拌車的速度為根據可得,牽引力為因為攪拌車是做勻速直線運動,因此受到的是平衡力作用,則受到的阻力為(3)行駛的時間為牽引力所做的功為由可得,燃油燃燒放出的熱量為由可得,需要消耗燃油的質量為答:(1)攪拌車對地面的壓強為;(2)受到的阻力為;(3)需要消耗28.8千克燃油。1.D【解析】A.茶水沸騰時,吸收熱量,溫度不變,故A錯誤;B.茶水升溫是通過熱傳遞的方式改變內能,故B錯誤;C.壺嘴冒出的“白氣”是水蒸氣液化形成的現象,故C錯誤;D.茶香撲鼻為擴散現象,說明構成物質的分子在不停地做無規則運動,故D正確。故選D。2.A【解析】A.一塊0℃的冰熔化成0℃的水后,吸收熱量,溫度不變,內能增加,故A正確;B.發生熱傳遞時,傳遞的是熱量而不是溫度,故B錯誤;C.汽油機的壓縮沖程,活塞壓縮氣缸內物質,機械能轉化為內能,是通過做功改變物體的內能,故C錯誤;D.物體內能增加,可能是外界對物體做了功,也可能是發生了熱傳遞,故D錯誤。故選A。3.B【解析】當往瓶內推活塞的過程中,活塞壓縮氣體做功,空氣內能增加,溫度升高,所以溫度顯示器上的溫度升高,故B正確,ACD錯誤。故選B。4.A【解析】神舟十二號返回艙進入大氣層高速運動時,返回艙與大氣層劇烈摩擦,機械能轉化為返回艙的內能,溫度升高,形成“火球”,屬于做功改變內能。A.敷冰降溫,冰吸收熱量,人體的溫度降低、內能減少,是通過熱傳遞的方式來改變物體內能的,故A符合題意;B.鉆木取火時,克服摩擦做功,機械能轉化為內能,是通過做功的方式來改變物體內能的,故B不符合題意;C.搓手取暖時,兩手掌相互摩擦,克服摩擦做功,使手掌內能增大,溫度升高,是通過做功的方式來改變物體內能的,故C不符合題意;D.擦燃火柴,屬于摩擦生熱現象,是通過做功的方式來改變物體內能的,故D不符合題意。故選A。5.B【解析】A.物體吸收熱量時,溫度不一定升高,例如:水沸騰時吸熱,但溫度保持不變,故A錯誤。B.做功和熱傳遞都能改變物體的內能,故B正確。C.熱量是過程量,只能描述為“吸收熱量”或“放出熱量”,故C錯誤。D.熱量總是從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞,故D錯誤。6.C【解析】開啟啤酒瓶蓋的瞬間聽到“嘭”的一聲,瓶內氣體將瓶蓋沖起,對瓶蓋做功,將瓶內氣體的內能會轉化為瓶蓋的機械能;此過程與汽油機的做功沖程類似,在做功沖程中也是燃氣的內能轉化為活塞的機械能。A.兩個氣門關閉,活塞向上運動,為壓縮沖程,故A不符合題意;B.排氣門打開,活塞向上運動,為排氣沖程,故B不符合題意;C.兩個氣門關閉,活塞向下運動,為做功沖程,故C符合題意;D.進氣門打開,活塞向下運動,為吸氣沖程,故D不符合題意。故選C。7.相互的 化學 方向性 4.6×108【解析】(1)[1]背包發動機將汽油燃燒后的氣體通過噴氣孔向后噴出,由于物體間力的作用是相互的,從而使人獲得飛行動力,使人離地面越來越遠,說明了力可以改變物體的運動狀態;(2)[2][3]汽油燃燒時,消耗化學能,產生內能,將化學能轉化為內能,用來對人和飛行背包做功,還有部分內能散失到空氣中,但這些內能卻無法再被利用來對人和飛行背包做功,這是因為能量的轉移和轉化具有方向性。(3)[4]10kg汽油完全燃燒放出的熱量為 Q放=mq汽油=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J8.(1)4.2×104J;(2)25%;(3)0.91×103J/(kg·℃)【解析】解:(1)已知沙子和水的質量相等,吸收相同熱量時,因沙子的比熱容比水小,沙子的溫度升高得多,所以圖a表示的是沙子吸熱升溫的過程,圖b表示的是水吸熱升溫的過程;由圖b可知,加熱2min水溫度升高 Δt水=70℃-20℃=50℃則加熱2min時間內水吸收的熱量為 Q水吸=c水m水Δt水=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(70℃-20℃)=4.2×104J(2)因為酒精燈平均每分鐘消耗2.8g酒精,加熱2min時間內消耗酒精的質量為m=2.8g/min×2min=5.6g=5.6×10-3kg則酒精完全燃燒放出的熱量為 Q放=mq=5.6×10-3kg×3.0×107J/kg=1.68×105J酒精燈的加熱水的效率為(3)因為兩酒精燈完全相同、加熱方式也相同,所以相同時間內酒精燈燃燒放出相同的熱量,則在2min的時間內,沙子吸收的熱量 Q沙吸=Q水吸=4.2×104J由圖a可知加熱2min,沙子的溫度從20℃上升到250℃ Δt沙=250℃-20℃=230℃ m沙=200g=0.2kg沙子的比熱容答:(1)加熱2min時間內水吸收的熱量為4.2×104J;(2)這2min時間內酒精燈的加熱效率為25%;(3)沙子的比熱容為0.91×103J/(kg·℃)。1.B【解析】由圖可知,物體甲的溫度是降低的,即物體甲放出熱量,內能減??;物體乙的溫度是升高的,即物體乙吸收熱量,內能變大;所以物體甲是飲料,乙是冰塊;故B正確,ACD錯誤。故選:B。2.D【解析】A.任何物體都有內能,0℃的物體有內能,故A錯誤;B.晶體熔化的過程中,吸收熱量,溫度是保持不變的,故B錯誤;C.內能的大小與質量、溫度和狀態有關,內能大的物體溫度不一定高,熱傳遞過程中,熱量是從溫度高的物體傳遞給溫度低的物體,不一定是從內能大的物體傳給內能小的物體,C錯誤;D.物體的內能增加時,可能是吸收了熱量,也可能是外界對物體做功,故D正確。故選D。3.C【解析】A.甲圖中氣門都關閉,活塞向上運行,氣缸容積減小,是壓縮沖程;乙圖中排氣門打開,活塞向上運動,氣缸容積減小,是排氣沖程;丙圖中氣門都關閉,活塞向下運行,氣缸容積增大,是做功沖程,丁圖中進氣門打開,活塞向下運行,氣缸容積增大,是吸氣沖程,汽油機工作時各沖程的順序依次為:丁、甲、丙、乙,故A正確,不符合題意;B.在熱機的四個沖程中,只有丙沖程(做功沖程)做功,其他三個沖程是靠飛輪的慣性完成的,故B正確,不符合題意;C.甲沖程是壓縮沖程,將機械能轉化為了內能,故C錯誤,符合題意;D.熱機在工作時不可避免的要克服機械部件間的摩擦做額外功,機械效率一定小于100%,故D正確,不符合題意。故選C。4.620 做功【解析】[1]氦氣吸收的熱量 Q吸=cmΔt=3100J/(kg·℃)×0.02kg×(30℃-20℃)=620J[2]撤去力,氦氣推動活塞做功,內能轉化為機械能,此過程與四沖程汽油機的做功沖程的能量轉化相同。5.(1)2.1×107J;(2)0.25m3;(3)50%【解析】解:(1)水在10h內升高的溫度為50℃,水吸收的熱量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×50℃=2.1×107J(2)天然氣完全燃燒放出的熱量全部給水吸收,則天然氣完全燃燒放出的熱量 Q放=Q吸=2.1×107J需要完全燃燒天然氣的體積(3)熱水器吸收太陽能的熱量為 Q太=1.68×106J/(m2·h)×2.5m2×10h=4.2×107J太陽能熱水器能量轉化效率為 答:(1)水在10h內吸收的熱量為2.1×107J;(2)如果水吸收的熱量用天然氣來提供,需要完全燃燒0.25m3的天然氣;(3)該太陽能熱水器的能量轉化效率為50%。2023-2024學年上學期浙教版科學九年級“沖刺重高”講義(二十三)物體的內能 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫