資源簡介

(共53張PPT)
第二節 內能
第十章 機械能、內能及其轉化
知識點
物質結構的微觀模型1——物質的組成
知1－講
1
常見的物質是由分子或原子(以下統稱分子)組成的。
(1)無論是生命體還是非生命體，無論物體是大還是小，都是由分子組成的。
有的物質由分子構成，有的物質由原子直接構成。
知1－講
(2)分子非常小，若把分子看成球形，一般分子的直徑以 10－10 m 為單位來量度。
(3)構成物質的分子數量非常巨大。如體積為1 cm3的空氣中分子數大約為2.7×1019個。
(4)分子是肉眼看不到的，但人們通過現代科技手段可以觀察到。
知1－講
特別提醒
一般物質可以分為分子，分子也可以分為原子，原子還可以再分，但是分子如果再分，物質就不再具有原來的化學性質了。
知1－練
例 1
專家稱傳染病病人咳嗽所產生的有大量病毒的飛沫，會使1 m范圍內的其他人吸入而被感染，所以與傳染病病人近距離接觸要戴口罩。一粒飛沫的直徑為1× 10－6～5×10－6 m(分子直徑約為1×10－10 m)，由此可判斷飛沫________(填“是”或“不是”)分子。
不是
知1－練
解題秘方：注意分子與固體(或液體)微小顆粒的區別。通常人眼能看得見的粉末、液體小顆粒等都包含很多的分子，它們本身不是分子。
解析：分子的直徑約為1×10－10 m，是非常小的，我們用肉眼是看不見的，但病人咳嗽所產生的飛沫是肉眼可以看見的，所以飛沫不是分子。
這是分子的基本特點之一。
知1－練
1．關于物質的構成，下列說法正確的是(　　)
A. 分子的直徑很小，一般為10－10 cm
B. 可以借助光學顯微鏡觀察到分子
C. 分子是保持物質化學性質不變的最小微粒
D. 無生命的物體是由分子組成的，而有生命的物體不是由分子組成的
C
知2－講
知識點
物質結構的微觀模型2——分子的運動
2
1. 一切物質的分子都在不停地做無規則的運動。
2. 擴散
兩種不同的物質可以自發地彼此進入對方，這種現象稱為擴散現象。
知2－講
3. 分子運動的證據
觀察體驗：
(1)在裝有紅棕色二氧化氮氣體的瓶子上方倒扣一個空瓶子，使兩個瓶口相對， 中間用一塊隔板隔開。抽掉隔板后，兩者逐漸混合均勻。
二氧化氮密度大。將空瓶子放在上方，是為了避免重力的作用對實驗結果產生影響。
知2－講
(2)將藍色的濃硫酸銅溶液緩慢注入燒杯內水的底部，幾天之后，兩種溶液混合均勻。
(3)把鉛板和金板放在一起并壓緊。幾年之后，金板上滲入了一些鉛，鉛板上滲入了一些金。
知2－講
4. 結論
(1)氣體間可以發生擴散現象，液體間也可以發生擴散現象，固體間也可以發生擴散現象。
(2)擴散的快慢與溫度有關：溫度越高，擴散得越快；溫度越低，擴散得越慢。
知2－講
特別解讀
理解分子熱運動的要點：
1. 不同物質組成的兩物體間都可以發生擴散現象。
2.溫度越高，分子運動越劇烈。
3.分子的無規則運動叫作分子的熱運動。
知2－講
特別提示
觀察液體間擴散的實驗中，也要將密度大的液體放在下方。
知2－練
下列現象能說明分子做無規則運動的是(　　)
A. 春風拂面，柳絮飛揚 B. 晨曦微露，霧漫山野
C. 百花齊放，花香四溢 D. 天寒地凍，大雪紛飛
例 2
解題秘方：物質是由分子組成的，組成物質的分子很小，直接用肉眼看不到，即能被肉眼看到的運動不是分子的運動。
知2－練
解析：鮮花的芳香分子在不停地做無規則運動，所以人們能夠感受到“花香四溢”；人眼能看到的柳絮飛揚、霧漫山野、大雪紛飛都是機械運動，與分子無規則運動無關。
答案：C
知2－練
2. 裝修房屋時，如果選用不環保的材料會聞到對人體有害的刺激性氣味。材料散發出刺激性氣味是_______現象，說明了_____________________________。這種現象在夏天特別明顯，原因是____________________________，所以我們要選用優質環保的材料進行裝修。
擴散
分子在永不停息地做無規則運動
溫度越高，分子無規則運動越劇烈
知3－講
知識點
物質結構的微觀模型3——分子間的作用力
3
1. 組成物質的分子間有相互作用的引力和斥力，分子間引力和斥力總是同時存在的。
2. 物質在三種常見狀態下具有不同的物理性質，其原因是分子間距離決定了分子間作用力的大小。引力和斥力就像連著兩個小球的彈簧中的彈力一樣。
知3－講
連著小球的彈簧 物質內相鄰 的分子之間的距離 分子間 作用力 舉例
等于平衡距離 0 常態的
物體
小于平衡距離 表現為 斥力 被壓縮的物體
知3－講
連著小球的彈簧 物質內相鄰 的分子之間的距離 分子間 作用力 舉例
大于平衡距離 表現為 引力 被拉伸的物體
相距很遠時 作用力 可忽略 氣體
續表
知3－講
警示誤區
分子間距離小于平衡距離時，以斥力為主(即斥力大于引力)，不要理解為只有斥力，而沒有引力。
知3－講
思想方法
類比法理解分子間作用力:
組成物質的分子有很多，為了研究方便，我們取兩個相鄰分子為研究對象。
把兩個相鄰分子，類比為用彈簧相連的兩個小球；把分子間的作用力，類比為彈簧產生的彈力。
知3－練
[中考·宜昌]如圖1所示，把干凈的玻璃板吊在彈簧測力計的下面，讀出彈簧測力計的示數。使玻
璃板水平接觸水面，然后稍稍用力向上拉玻
璃板，彈簧測力計的示數_______(填“變大”
“變小”或“不變”)，原因是
__________________。
例 3
變大
分子間存在引力
知3－練
解題秘方：由有關知識分別排除浮力和大氣壓對彈簧測力計示數的影響。找出唯一可能的原因—水分子對玻璃分子的引力導致拉玻璃板的拉力大于玻璃板的重力。
知3－練
解析：玻璃板下表面恰好與水面接觸→排除浮力的影響。
液體能將壓強大小不變地向各個方向傳遞，大氣對玻璃板上下表面的壓強(壓力)相等→排除大氣壓影響彈簧測力計的示數。
確定：將玻璃板拉離水面時，水分子對玻璃分子的引力使彈簧測力計示數大于玻璃板的重力。
知3－練
3. [中考·無錫]如圖所示，將兩個表面光滑的鉛塊相互緊壓，它們會粘在一起，下方可以掛起重物。該現象主要說明了(　　)
A. 分子間有空隙
B. 分子間存在吸引力
C. 分子間存在排斥力
D. 分子處在永不停息的無規則運動中
B
知4－講
知識點
固體、液體和氣體的特征
4
利用模型法理解分子在固體、液體和氣體中的運動狀態。
物質的 狀態 模型 分子間 間距 分子間 作用力 分子運動情況 形狀和
體積
固態 較小 較強 在固定位置附近振動 有一定的體積和形狀
知4－講
續表
物質的 狀態 模型 分子間 間距 分子間 作用力 分子運動情況 形狀和
體積
液態 較大 較弱 在一定限度內可以 運動 有一定的體積，無確定的形狀
氣態 很大 很弱 自由 運動 無固定的體積和形狀
知4－講
思想方法
類比學生不同的活動狀態理解物質三態的分子狀態:
(1)固態物質的分子排列規則，就像坐在座位上的學生。
(2)液態物質的分子可以移動，就像課間教室中的學生。
(3)氣態物質的分子幾乎不受力的約束，就像操場上亂跑的學生。
知4－練
物質在不同狀態下的分子模型如圖2所示，
例 4
知4－練
下列有關說法正確的是(　　)
A. 圖甲中分子間距
很遠，組成的物
質具有流動性
B. 圖乙中分子間距最近，不容易被壓縮，容易被拉伸
C. 圖丙中分子排列雜亂，分子間的作用力幾乎為零
D. 圖甲為氣態物質分子模型，圖乙為液態物質分子模型
知4－練
解題秘方：根據分子的排列特點判斷物質的狀態。
解析：圖甲中，分子無固定排列，組成的物質具有流動性，故A正確；圖乙中分子間距最近，分子間的作用力最大，既不容易被壓縮，也不容易被拉伸，故B錯誤；圖丙是液態物質分子模型，分子排列雜亂，分子間有一定的作用力，故C錯誤；圖甲為氣態物質分子模型，圖乙為固態物質分子模型，故D錯誤。
答案：A
知4－練
4. [中山期末]如圖是構成物質的固、液、氣三態的分子模型，其中是液態分子模型的是圖_____；物質從圖丙狀態變化到圖乙狀態時，分子間作用力______(填“變大” “變小” 或“不變”)； 當物質從圖乙狀態變化到圖甲狀態時，需_______(填“吸熱”
或“放熱”)。
甲
變小
放熱
知5－講
知識點
物體的內能
5
1. 回顧機械能，認識內能，即利用類比法認識內能。
兩種能量 機械能 內能
動能 物體由于運動而具有的能量 分子在不停地運動，每個分子都具有動能
知5－講
續表
兩種能量 機械能 內能
勢能 受到重力作用的物體被舉高而具有重力勢能；具有彈性的物體發生彈性形變能對外做功，即具有的能叫作彈性勢能 分子間有相互作用的引力和斥力，每個分子都具有分子勢能
定義 動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能 物體內所有分子的分子動能與分子勢能的總和叫作物體的內能
知5－講
2. 單位 焦耳(J)，各種形式能量的單位都是焦耳。
3. 物體內能的影響因素
知5－講
深度理解
一切物體不論溫度高低、狀態如何都具有內能。例如，高溫鐵水有內能、低溫冰山也有內能；固體有內能，液體和氣體也有內能。
知5－練
關于物體的內能，下列說法正確的是(　　)
A. 溫度相同的1 kg 和100 g 的水內能相同
B. 同種物質構成的兩個物體，溫度高的內能一定大
C. 溫度為0 ℃的物體沒有內能
D. 同一物體溫度降低，它的內能減小
例 5
知5－練
解題秘方：比較同種物質構成的不同物體內能的大小，可用控制變量法或綜合分析法分析。
知5－練
解析：物體內能的大小與溫度和質量都有關，水的溫度相同，若質量不同，內能也不同，A錯誤；同種物質構成的不同物體，若不知道兩物體質量的關系，溫度高的物體內能不一定大，B錯誤；一切物體在任何溫度下都有內能，C 錯誤；同一物體，即物質種類及質量相同，溫度升高時，內能增加，溫度降低時，內能減小，D正確。
答案：D
知5－練
5. 甲、乙、丙三個杯子中，裝有成分配比相同的奶茶，甲杯中奶茶的質量為450 g，溫度為35 ℃，乙杯中奶茶的質量為600 g，溫度為35 ℃，丙杯中奶茶的質量為600 g，溫度為55 ℃，則_____杯中奶茶的內能最大，_____杯中奶茶的內能最小。
丙
甲
知6－講
知識點
改變內能的方式
6
1. 熱傳遞改變內能 (1)熱傳遞
條件 兩物體間或同一物體不同部分間有溫度差
過程 高溫物體放熱，內能減小；低溫物體吸熱，內能增大
結果 溫度相同
實質 能量從高溫物體(或高溫部分)向低溫物體(或低溫部分)轉移
不一定是由內能大的物體向內能小的物體轉移。
知6－講
(2)熱量
①定義：物體吸熱或放熱過程中所傳遞的能量，叫作熱量。通常用符號Q表示。
②單位：焦耳(J)。
③注意：熱量與內能是兩個不同的概念。
知6－講
知識鏈接
●熱量是熱傳遞過程中轉移的能量，它不屬于哪個物體，不能說某物體含有多少熱量。
●熱量可以用來量度物體內能改變的多少，一個物體吸收(或放出)多少焦耳熱量，則它的內能就增加(或減小)多少焦耳。
知6－講
2. 做功改變內能
(1)實驗探究
實 驗 設 計
知6－講
續表
實 驗 現 象 活塞下壓，硝化棉被點燃 向瓶內打氣，瓶塞被頂出，瓶口出現“白氣”
實 驗 結 論 對物體做功，物體內能增加，物體對外做功，內能 減少
知6－講
(2)做功改變內能的實質：機械能和內能發生了轉化。
知6－講
3. 溫度、熱量和內能的關系
相互影響關系
內能與溫度 同一物體溫度升高，內能一定增大；但內能增大時，溫度不一定升高
內能與熱量 物體吸收熱量(不對外做功)，內能一定增大；但內能增大時，不一定是因為吸收了熱量
熱量與溫度 物體溫度升高時，不一定是因為吸收了熱量；而物體吸收熱量后，溫度也不一定升高
知6－講
深度理解
只有合適的做功方式，才能改變物體的內能。
(1)使物體內能增大的做功方式：壓縮做功、克服摩擦做功、鍛打做功和彎折做功。
(2)氣體膨脹做功，其內能減小。
知6－練
[中考·連云港]下列事例中，用熱傳遞的方式來改變物體內能的是(　　)
A. 古人鉆木取火 B. 冬天雙手摩擦取暖
C. 一杯熱水慢慢變涼 D. 人從滑梯滑下臀部發熱
例 6
知6－練
解題秘方：抓住做功與熱傳遞改變內能的區別。熱傳遞改變內能的關鍵點是在改變物體內能的過程中，有“溫度差”這個特征；而做功改變物體內能的過程中，則有克服摩擦、鍛打、壓縮體積或膨脹等做功方式。
知6－練
解析：鉆木取火、雙手摩擦取暖、人從滑梯滑下臀部發熱都是由于摩擦生熱，都是通過做功的方式改變內能；一杯熱水慢慢變涼，即熱水放出熱量，這是通過熱傳遞的方式改變物體內能。
答案：C
知6－練
6. [中考· 福建]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，使筒內空氣內能_____，溫度升高，達到艾絨的著火點。
做功
增加
內能
分子
內能
影響因素
改變
方式
熱傳遞
做功
作用力
物質
分子熱運動
擴散現象
影響因素(共39張PPT)
第五節 調查燃料的利用及其對環境的影響
第十章 機械能、內能及其轉化
任務
認識常見的燃料
知1－講
1
1. 燃料
(1)定義： 能夠燃燒的物質。
(2)分類： 固體燃料、液體燃料、氣體燃料。
(3)能量轉化： 化學能內能。
只有燃料完全燃燒時，燃料的化學能全部轉化為內能。
知1－講
2. 熱值
(1)物理意義 表示不同燃料完全燃燒時放熱的能力。
(2)定義 一定質量的某種燃料完全燃燒，化學能轉化為內能的量(放出的熱量)與其質量的比叫作這種燃料的熱值。
(3)定義式
比值定義法
知1－講
(4)理解要點 ①熱值是燃料本身的一種特性，它與燃料的種類有關，與燃料的質量、體積、是否完全燃燒等沒有關系。②氣體燃料的熱值q＝，熱值單位為“J/m3”；氣體燃料完全燃燒放出的熱量Q＝qV。
知1－講
類比思考 熱值和比熱容都是物質的特性，那么熱值和比熱容有什么不同？
類比結果
熱值和比熱容的比較：①定義不同；②描述對象不同，熱值針對燃料，而比熱容針對所有物質；③單位不同，熱值單位是“J/kg” 或“J/m3”，而比熱容單位是“J/(kg·℃)”。
知1－講
3. 探究燃料的放熱能力
實驗設計：測量出10 g 石蠟和10 g 酒精，將其分別放在兩個燃燒皿中，對質量相等的水加熱，使石蠟和酒精充分燃燒，記錄加熱前后放在水中兩支溫度計的示數。
知1－講
分析論證：質量相等的石蠟和酒精充分燃燒后，兩杯水升高的溫度不同，表明這些燃料燃燒時，放出熱量的多少不同。
實驗結論：不同燃料的放熱能力不同。
知1－講
思想方法
控制變量法：探究燃料放出的熱量和燃料種類的關系，需要控制燃料質量相同，改變燃料種類，比較放出的熱量，這里使用了控制變量法。
轉換法：燃料放出熱量的多少可以通過液體升高的溫度比較，這里使用了轉換法。
知1－練
例 1
小聰為比較酒精和汽油熱值的大小，利用如圖1所示的裝置進行了實驗。
知1－練
解題秘方：比較不同燃料熱值的大小實驗利用了控制變量法和轉換法。
知1－練
(1)取質量相等的酒精和汽油為燃料，制成酒精燈和汽油燈。在兩個完全相同的燒杯中裝入質量和初溫都相同的_______(填“同種”或“不同”)液體。同時點燃兩燈，對兩杯液體加熱。
解析：根據控制變量法，應在兩個完全相同的燒杯中裝入質量和初溫都相同的同種液體。
同種
知1－練
(2)小聰從開始加熱時，記錄溫度計的示數，待燃料__________(填“全部燃燒”或“燃燒相同的時間”)后，小聰根據溫度計的示數變化繪制出了如圖丙所示的圖像，由圖像可知，_____(填“酒精”或“汽油”)的熱值較大。
全部燃燒
汽油
知1－練
解析：實驗中待燃料全部燃燒，通過觀察溫度計示數的變化來比較兩種燃料熱值大小；由圖丙可知，b圖像中的液體的末溫高，則汽油放出的熱量多，汽油的熱值大。
知1－練
(3)如果該實驗選擇比熱容______(填“大”或“小”)的液體可以使實驗現象更加明顯。
解析：在吸收相同熱量的情況下，比熱容小的物質溫度升高得多，所以用比熱容小的液體可以使實驗現象更明顯。
小
知1－練
(4)若已知液體的比熱容、液體的質量及兩種燃料的質量，小聰計算出液體吸收的熱量，他通過這些數據______ (填“能”或“不能”)準確地計算出酒精和汽油的熱值，因為____________________________________________
___________。
不能
燃料燃燒產生的熱量不能完全被液體吸收，存在
熱量損失
知1－練
1. 如圖所示，甲、乙、丙三圖中裝置完全相同，燃料的質量相同，燒杯內的液體質量和初溫也相同。比較不同燃料的熱值，應選擇______兩圖進行實驗；要完成本實驗，燃料完全燃燒放出熱量的多少是通過___________(填“加熱的時間”或“升
高的溫度”) 來反映的。
甲、乙
升高的溫度
知1－練
[中考·陜西]在標準大氣壓下，使用煤氣灶將2 kg的水從20 ℃加熱到100 ℃，水吸收的熱量是________J，若不計熱量損失，此過程需要完全燃燒______kg的煤氣，這是通過________的方式增加了水的內能。未使用完的煤氣的熱值______(填“變大”“變小”或“不變”)。[水的比熱容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，煤氣的熱值q煤氣＝4.2×107 J/kg]
例 2
6.72×105
0.016
熱傳遞
不變
知1－練
解題秘方：不計熱量損失，煤氣完全燃燒放出的熱量Q放＝Q吸，先用Q吸＝cm(t－t0)計算出水吸收的熱量；根據Q放＝mq計算出需要完全燃燒煤氣的質量。
知1－練
解析：水吸收的熱量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×
2 kg×(100 ℃－20 ℃)＝6.72×105 J。不計熱量損失，根據Q吸＝Q放＝mq得， 需要完全燃燒煤氣的質量m＝＝
＝0.016 kg。用煤氣灶燒水的過程中，能量發生了轉移，是通過熱傳遞的方式使水的內能增加；熱值是燃料的一種特性，未使用完的煤氣的熱值不變。
知1－練
2. [安徽模擬]完全燃燒0.3 m3液化石油氣放出的熱量全部被100 kg 水吸收，可以使水的溫度升高到45℃。已知水的比熱容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，液化石油氣的熱值q＝4.9×107 J/m3，則水的初溫為_______℃。
10
知2－講
1. 熱機的效率
(1)定義 熱機用來做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒釋放的能量之比，叫作熱機的效率。
(2)定義式
任務
了解燃料的利用效率
2
知2－講
2. 鍋爐的效率
(1)定義 鍋爐有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫作鍋爐的效率。
(2)定義式
知2－講
易錯提醒
1. 熱機效率是個比值，與功率大小、消耗燃料多少、轉速快慢等因素無關。
2.熱機的效率越高意味著消耗相同質量的燃料輸出的有用功越多。
3.熱機的效率總是小于1。
知2－講
3. 提高燃料利用效率的方法
(1)使燃料充分燃燒，如將煤炭研磨成粉末，吹入爐內燃燒，加大送風量。
(2)盡量減少各種熱量的損失。
(3)通過技術革新，改良燃料品種、燃燒方式。
知2－講
深度理解
爐子燒水中的能量損失：煤氣不能完全燃燒，損失了一部分能量；裝水的容器吸收了一部分能量；煤氣灶本身也會吸收一部分能量；高溫的煙氣帶走了一部分能量；還有一部分能量直接散失掉了。
知2－練
我國在世界上首次對可燃冰實現安全可控開采。1 m3可燃冰分解后，可釋放出約150 m3天然氣，已知 q天然氣＝2.1×l07 J/m3，c水＝4.2×l03 J/(kg·℃)。求：
(1)1 m3可燃冰釋放出的天然氣完全燃燒，放出的熱量約是多少？
(2)若上述熱量80% 被水吸收，可將多少千克的水從25 ℃加熱至85 ℃？
例 3
知2－練
解題秘方：先根據放熱公式Q放＝qV計算出燃料完全燃燒
放出的熱量，然后根據效率公式η＝的變形公式求出水吸收的熱量，最后根據吸熱公式Q吸＝cmΔt的變形公式求出水的質量。
知2－練
解：(1)由題知，1 m3可燃冰分解后，可釋放出約150 m3天然氣，則1 m3可燃冰釋放出的天然氣完全燃燒放出的熱量
Q放＝q天然氣V天然氣＝2.1×107 J/m3×150 m3＝3.15×109 J。
知2－練
(2)水吸收的熱量Q吸＝Q放×80%＝3.15×109 J×80%＝2.52× 109 J，水的質量m水＝＝
＝1×104 kg。
知2－練
3. 菜油最適宜的烹飪溫度在150 ℃至180 ℃之間。用天然氣將質量為0.02 kg 的菜油從室溫20 ℃加熱到170 ℃，天然氣燃燒釋放出的熱量有60% 被菜油吸收，則菜油吸收了_______J 熱量，燃燒了_________m3的天然氣。[取c菜油＝2.0×103 J·(kg·℃)－1，天然氣的熱值為4×107 J/m3]
6×103
2.5×10－4
知3－講
1. 環境污染
常見的廢氣污染：
任務
認識燃料的利用對環境的影響
3
知3－講
2. 環境保護措施
(1)改進燃燒設備，消除煙塵。
(2)提高燃料的利用率，采取集中供熱，以減少大氣污染。
(3)充分開發利用污染少和無污染的能源。
(4)在內燃機排氣管上安裝尾氣處理裝置及消聲器，以減少有害物排放和噪聲污染。
(5)推廣和普及氣體燃料的使用，比如將煤轉化為煤氣再使用。
知3－講
知識拓展
我國提出的碳中和就是減少二氧化碳等溫室氣體排放并通過植樹造林、節能減排等形式，以抵消自身產生的二氧化碳排放量，實現二氧化碳“零排放”。
知3－練
某學校每天需將1 000 kg、20 ℃的水燒開供師生飲用。
例 4
解析：利用公式Q吸＝cmΔt計算燒開水所需要吸收的熱量。煤炭燃燒不完全，產生大量的一氧化碳；煤氣的成分是一氧化碳，燃燒生成二氧化碳；天然氣的主要成分是甲烷，燃燒生成二氧化碳和水。
知3－練
(1)試計算每天燒開水所需要的熱量是多少？(當地氣壓為1 標準大氣壓)
解：在1標準大氣壓下，水的沸點是100℃，把水燒開，
水吸收的熱量
Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃ )×1 000 kg×(100℃－20℃)＝3.36×108 J。
知3－練
(2)若分別用煤炭、煤氣、天然氣作為燃料，根據課本中的知識和你生活時的經驗，簡述以上三種燃料中使用哪種燃料對大氣污染程度最重以及它對大氣的污染物主要是什么？
解：煤炭對大氣污染最嚴重；它對大氣的主要污染物是粉塵、二氧化硫等。
知3－練
4. 為實現國家“碳達峰”“碳中和”的目標，我國某汽車集團研發了一款新型汽車。與另一款汽車相比，在同樣油耗和使用條件下，發動機工作時，尾氣中“汽油味”明顯降低，動力更強勁。
知3－練
如圖所示是汽車發動機某一沖程的示意圖，下列說法錯誤的是(　　)
A. 該沖程為壓縮沖程，機械能轉化為內能
B. 尾氣中“汽油味”降低，是因為汽油在汽缸
中燃燒更完全
C. 新型汽車在行駛時，能量轉移或轉化過程中，能量的總量不變
D. 該發動機減少了碳排放，有利于節約能源和環境保護
A
調查燃料的利用及其對環境的影響
燃料的熱值
效率
定義式
q＝
定義式
η=、η=
燃燒放熱(共52張PPT)
第一節 機械能
第十章 機械能、內能及其轉化
知識點
能量
知1－講
1
1. 概念 物體能對外做功，我們就說這個物體具有能量，簡稱能，通常用符號E表示。例如，流動的河水可以使水車轉動，河水對水車做功，我們就說此時河水具有能量。
2. 單位 能量的單位與功的單位相同。在國際單位制中，能量的單位是焦耳(J)，簡稱焦。
知1－講
3. 能量和功的關系 能量大小可以通過做功多少來體現。能夠做的功越多，表明物體具有的能量越大。
知1－講
深度思考 具有能量的物體是否正在做功？是否做了功？
深度理解
具有能量的物體可以不在做功，甚至就沒有做功。例如，拉彎的弓具有能量，但手松開之前，弓沒有對箭做功。
知1－練
例 1
下列關于能量的敘述，不正確的是( )
A. 彎弓射箭，弓具有能量
B. 高空墜物傷人，墜物具有能量
C. 風吹船行，風具有能量
D. 激流沖走巨石，激流沒有能量，巨石具有能量
知1－練
解題秘方：利用概念辨析法解答：判斷物體是否具有能量，關鍵是看物體能否對外做功。
解析：弓對箭做功，墜落的物體對人做功，風對船做功，激流對巨石做功，它們都能夠做功，都具有能量。
答案：D
知1－練
1. 關于功和能的關系，下列說法正確的是( )
A. 物體具有的能越多，它做的功越多
B. 物體具有能就一定正在做功
C. 正在做功的物體一定具有能
D. 物體能夠做功的多少與它具有的能無關
C
知2－講
知識點
動能
2
1. 定義 物體由于運動而具有的能叫作動能。
知2－講
2. 探究動能大小和速度大小的關系
實驗設計： 如圖1所示，質量相同的兩個小球分別從斜面的不同高度由靜止開始滾下，撞擊置于水平面上的小木盒，觀察小木盒移動距離的長短。
控制變量法(控制質量相同，改變速度)。
轉換法
知2－講
實驗現象：由較高位置釋放的小球，推動木盒移動的距離長。
分析討論：位置越高的小球到達水平面的速度越大；小球推動木盒移動的距離越長，表明小球的動能越大。
實驗結論：質量相同的物體，運動的速度越大，它具有的動能就越大。
知2－講
深度思考 實驗過程中，是探究小球的動能還是木盒的動能
深度理解
實驗中的研究對象是小球，即探究小球動能大小和速度大小的關系。
知2－講
3. 探究動能大小和質量大小的關系
實驗設計：如圖2所示，質量不同的兩個小球分別從斜面的同一高度由靜止開始滾下，觀察小木盒移動距離的長短。
實驗現象：質量較大的小球，推動小木盒移動的距離長。
實驗結論：速度相同的物體，質量越大，動能就越大。
知2－講
4. 動能的影響因素 物體動能的大小與物體的質量和運動速度有關，質量越大，運動速度越大，物體的動能越大。
知2－講
方法點撥
小球從同一斜面的同一高度由靜止開始滾下，到達水平面時的速度相同。
知2－練
為了模擬汽車超載和超速帶來的安全隱患，小明選用小車、斜面、木板、鉤碼、木塊等器材進行了如圖3所示的實驗探究。
例 2
知2－練
解題秘方：對于以教材實驗為基礎的探究題，必須綜合教材實驗的體驗和實驗探究的方法進行分析思考。
知2－練
(1)實驗中，通過比較小車推動木塊移動距離的遠近，來判斷_______(填“小車”或“木塊”)動能的大小，這種常用的實驗方法是_________(填“控制變量法”或“轉換法”)。
解析：實驗中通過觀察木塊被推動的距離的遠近，比較小車對木塊做功的多少，從而判斷小車動能的大小，這是轉換法的運用。
小車
轉換法
知2－練
(2)為了研究汽車的超速問題，實驗中應選擇圖中_____、______兩圖進行比較，得到的結論是小車的質量一定時，速度越大，則動能越大，安全隱患越大。
解析：研究超速問題應控制質量相同，改變速度，實驗中應選擇甲、乙兩圖進行比較。
甲
乙
知2－練
(3)為了研究汽車的超載問題，實驗中應選擇圖中乙、丙兩圖進行比較，得到的結論是______一定時，______越大，______越大，安全隱患越大。
解析：研究超載問題應控制速度相同，改變質量，實驗所得結論：速度一定時，質量越大，動能越大。
速度
質量
動能
知2－練
2. [中考·濰坊]為探究物體的動能跟哪些因素有關，利用斜面、鋼球、木塊等器材在同一水平面上進行探究活動。鋼球從高為h的斜面上自由滾下，在水平面上運動，運動的鋼球碰上木塊后，能將木塊撞出一段距離s，如圖所示。
知2－練
(1)實驗中探究的“物體的動能”是指_______(填字母)。
A. 鋼球在斜面上的動能 B. 鋼球撞擊木塊時的動能
C. 木塊被撞擊后的動能
(2)若水平面是光滑的，______(填“能”或“不能”)達到探究目的。
(3)實驗過程中，發現木塊移動的距離較短而不易進行觀察和比較。對此請你寫出一條改進措施：_______________。
B
不能
增大鋼球的釋放高度
知3－講
知識點
勢能
3
1. 勢能 包括重力勢能和彈性勢能。
(1)重力勢能：受到重力作用的物體被舉高后具有的能量。一切被舉高的物體都具有重力勢能。
(2)彈性勢能：具有彈性的物體發生彈性形變能對外做功，即具有能。一切發生彈性形變的物體都具有彈性勢能。對彈簧、橡皮筋等物體而言，彈性形變越大，物體的彈性勢能就越大。
知3－講
知識鏈接
形變不同于彈性形變，物體受到外力作用而發生形狀變化叫形變；如果外力撤銷，物體能恢復原狀，這種形變叫彈性形變；如果外力撤銷，物體不能恢復原狀，這種形變叫塑性形變；形變包括彈性形變和塑性形變。
知3－講
2. 探究重力勢能和質量、高度的關系
實驗設計：如圖4所示，將木質小桌正立放置在細沙上。
知3－講
方案一：讓質量相同的鐵塊從不同高度由靜止落下，觀察比較鐵塊對小桌做功后桌腿陷入細沙的深度。
方案二：讓質量不同的鐵塊從同一高度由靜止落下，觀察比較鐵塊對小桌做功后桌腿陷入細沙的深度。
知3－講
實驗現象：(1)相同質量的鐵塊，釋放時的位置越高，小桌桌腿陷入細沙的深度越大。
(2)從同一高度下落的鐵塊，質量越大，小桌桌腿陷入細沙的深度越大。
知3－講
實驗要點
方案一：控制質量相同，改變高度進行實驗，探究重力勢能和高度的關系。
方案二：控制高度相同，改變質量進行實驗，探究重力勢能和質量的關系。
知3－講
3. 重力勢能的影響因素 物體的重力勢能大小與物體的質量和所處的高度有關，質量越大、所處的高度越大，具有的重力勢能就越大。
知3－練
如圖5所示是“探究影響重力勢能大小因素”的實驗
過程。(容器中裝有細沙，A和B為實心鐵塊，A的質量比B的質量小)
例 3
知3－練
解題秘方：對于以教材實驗為基礎的探究題，必須綜合教材實驗的體驗和實驗探究的方法進行分析思考。
知3－練
(1)由_______兩圖可探究重力勢能的大小與質量的關系，得出的關系是____________________________________
_____________。
解析：探究重力勢能的大小與質量的關系，需要控制物體自由釋放的高度相同，物體的質量不同，由圖可知，乙、丙符合此條件。結論是當高度相同時，質量越大，物體的重力勢能越大。
乙、丙
在高度相同時，質量越大，物體的重力
勢能越大
知3－練
(2)由甲、丙兩圖_____(填“能”或“不能”)探究重力勢能的大小與高度的關系，理由是______________________。
解析：要探究重力勢能的大小與高度的關系，要控制物體的質量相同，由甲、丙兩圖可知，A、B 的質量不相等，因此不能探究重力勢能的大小與高度的關系。
不能
沒有控制A、B的質量相等
知3－練
(3)本實驗是通過_______________________來判斷重力勢能大小的，這也是物理探究過程中較常用的______法。
解析：在此實驗中，通過觀察桌腿陷入細沙中的深度來比較各鐵塊重力勢能的大小，這種方法叫轉換法。
桌腿在細沙中下陷的深度
轉換
知3－練
3. 在探究“物體的重力勢能與高度、質量是否有關”的實驗中，小明準備了四塊相同的花泥，兩個體積相同但質量不同的鋼球和玻璃球(m鋼＞m玻)。
(1)將鋼球、玻璃球從距花泥h1高處由靜止釋放，砸在花泥上，砸出深淺不同的痕跡，由實驗現象可知，實驗的自變量是_________，控制不變的量是_____________。
球的質量
球釋放的高度
知3－練
(2)將鋼球分別從距花泥h1和h2(h1＞h2)高處由靜止釋放，砸在花泥上，砸出深淺不同的痕跡，由實驗現象得出結論：當______相同時，重力勢能與_______有關。
質量
高度
知4－講
知識點
機械能及其轉化
4
1. 機械能 動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能。一個物體可以同時具有動能和勢能。例如，空中飛行的客機具有動能和重力勢能；瀑布中的水具有重力勢能和動能。
知4－講
2. 動能和重力勢能的轉化
實驗設計：如圖6所示，將小球從A點由靜止釋放，小球左右來回不斷地擺動，C位置是右側最高點。
知4－講
論證思考 (1)小球從A位置擺向B位置的過程中，什么能減小？什么能增加？什么能轉化為什么能？
(2)小球從B位置擺向C位置的過程中，什么能轉化為什么能？
論證結果
(1)重力勢能減小，動能增加，重力勢能轉化為動能。
(2)動能轉化為重力勢能。
知4－講
實驗結論：重力勢能可以轉化為動能，動能也可以轉化為重力勢能，即動能和重力勢能可以相互轉化。
知4－講
3. 機械能守恒
大量實驗表明：物體的動能和勢能之間是可以相互轉化的。在只有動能和勢能相互轉化的過程中，機械能的總量保持不變，即機械能是守恒的。
知4－講
4. 機械能的應用
《天工開物》中記載了我國古代的一種水力舂米機械——水碓，如圖7所示。水碓工作時，水流推動大輪轉動，從而使石錘抬高，石錘的重力勢
能增大，然后石錘落下，石錘的重力
勢能又轉化為石錘的動能，再對下面
的米做功。
知4－講
知識拓展
生產、生活中因各種阻力的存在，動能和勢能的轉化中，機械能總和往往會逐漸減小，即機械能不守恒。
知4－練
下列四個情境中，屬于動能轉化為勢能的是( )
A. 滾擺下落 B. 踩板下滑
C. 秋千上擺 D. 彈簧拉車
例 4
知4－練
解題秘方：機械能轉化方向是由減少的那種能轉化為增加的那種能。
解析：滾擺下落的過程是重力勢能轉化為動能；踩板下滑的過程是重力勢能轉化為動能；秋千上擺的過程是動能轉化為重力勢能；彈簧拉車的過程是彈簧的彈性勢能轉化為車的動能。
答案：C
知4－練
4. [中考·安徽]在射箭比賽中，運動員釋放弓弦將箭射出，弓弦的彈性勢能轉化為箭的_______能。
動
知4－練
[中考·呼和浩特]如圖8所示，海天同學將小球由a點靜止釋放，小球在管道內沿abcd運動，ab段和bc段內壁光滑，cd段內壁粗糙，a點略高于c點，b點與d點等高。
例 5
知4－練
下列說法正確的是( )
A. 從a到c的過程中，小球重力勢能不變
B. 小球在c、d兩點的動能可能相等
C. 從a到d的過程中，小球運動到d點時，動能最大
D. 從a到d的過程中，小球機械能守恒
知4－練
解題秘方：小球從a到c的過程中，ac段內壁光滑，不受摩擦阻力的作用，機械能守恒。
知4－練
解析：從a到c的過程中，高度先降低后增大，小球重力勢能先變小后變大，ac段內壁光滑，小球機械能守恒；從c到d的過程中，小球受摩擦阻力的作用，機械能轉化為內能而減小，小球可能做勻速運動，且小球的質量不變，根據動能的影響因素可知，小球在c、d兩點的動能可能相等，等高的b、d兩點相比，在b點時小球的動能最大。
答案：B
知4－練
5. 如圖所示，軌道的右側有一彈簧。小明將一個小球從A點靜止釋放，小球沿軌道滾下，先后經過B、C、D點，然后到達E點。
知4－練
小球到達D點時的能量與在A點的能量比較______(填“變大”“變小”或“不變”)；當到達E點時，彈簧長度最短，小球的速度變為零，小球處于 ___________(填“平衡狀態”或“非平衡狀態”)；小球壓縮彈簧的過程中，其動能轉化為_______________。(整個過程中不計空氣阻力和摩擦)
不變
非平衡狀態
彈簧的彈性勢能
機械能
機械能
動能
勢能
重力勢能
彈性勢能
產生原因
影響因素
能量
功
物體做功的過程就是
能的轉化過程(共26張PPT)
第六節 能量轉化與守恒
第十章 機械能、內能及其轉化
知識點
各種形式的能量
知1－講
1
自然界中的能量以多種不同的形式存在，按照物質的不同運動形式分類，能量可分為機械能、化學能、內能、電能、核能、光能等。
知1－講
能量形式 概念
機械能 動能、重力勢能和彈性勢能的統稱
電能 由于電流做功而消耗的能量
內能 物體內所有分子無規則運動的動能，以及分子勢能的總和
光能 物體發光時具有的能量
化學能 由于化學反應而產生的能量
核能 由于核反應，物質的原子核結構發生變化而釋放的能量
知1－講
知識鏈接
物質的運動形式多種多樣，每一個具體的物質運動形式存在相應的能量形式。宏觀物體的機械運動對應的能量形式是機械能；分子運動對應的能量形式是內能；原子運動對應的能量形式是化學能；帶電粒子的定向運動對應的能量形式是電能；光子運動對應的能量形式是光能等。
知1－練
例 1
下列有關能量存在形式說法錯誤的是(　　)
A. 運動的物體具有動能 B. 被壓縮的彈簧具有勢能
C. 食物中存在化學能 D. 蓄電池中存在電能
解題秘方：根據物質的不同運動形式和各種能量的定義來解答本題。
知1－練
解析：運動的物體具有速度，具有動能，故A正確；被壓縮的彈簧發生了彈性形變，具有彈性勢能，故B正確；食物中存在化學能，化學能可以轉化為其他形式的能，故C 正確；蓄電池在充電時是電能轉化為化學能，故蓄電池中存在化學能，故D錯誤。
答案：D
知1－練
1. 下列能量形式與運動形式對應正確的是( )
A. 汽車的運動—— 機械能
B. 空氣的運動——內能
C. 分子的運動——電能
D. 原子的運動——核能
A
知2－講
知識點
能量守恒定律
2
1. 能量的轉化 在一定條件下，能量可以從一種形式轉化為另一種形式，這種現象叫能量的轉化。自然界中各種形式的能，在一定條件下都可以相互轉化。如圖1為能量轉化示意圖。
知2－講
知2－講
知識鏈接
能量的轉化和轉移的區別方法：能量的轉化是指通過做功使能量的形式發生了改變，從一種形式的能量轉化為另一種形式的能量；能量的轉移是指同一種形式的能量，從一個物體轉移到另一個物體或從物體的某一部分轉移到另一部分，能量的形式沒有改變。
知2－講
2. 能量守恒定律
(1)內容 能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。
知2－講
(2)對能量守恒定律的理解
①能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
②能量守恒定律包括“能量轉化”和“能量轉移”兩個方面。
③在能量發生轉化時，某種形式的能量總量就不是保持不變的，這時不能認為能量是不守恒的。
知2－講
關聯思考 機械能守恒和能量守恒的區別是什么？
關聯結果
機械能守恒是有條件的，在沒有任何阻力時，動能和勢能相互轉化過程中，機械能總量保持不變。能量守恒是沒有條件的，任何時候能量的轉移或轉化過程中，能量總量保持不變。能量守恒不是某種形式的能保持不變，而是各種能量的總和保持不變。(對比法理解)
知2－講
3. 永動機
(1)不少人曾設想制造一種不需要動力就能源源不斷地對外做功的機器，人們把這種機器叫作永動機。然而，從沒有一種永動機成功過。
(2)能量守恒定律使人們認識到：任何一部機器，只能使能量從一種形式轉化為其他形式，而不能無中生有地制造能量。因此，根本不可能制造出永動機。
知2－練
[中考·岳陽]根據能量守恒定律，以下情形可能發生的是(　　)
A. 出膛的子彈射穿木板，以更快的速度繼續前進
B. 電水壺里的水沸騰了，給該電水壺斷電，水的沸騰卻永遠不會停止
C. 兩個斜面相對接，小球從左斜面滾下后，繼續沖上右斜面
D. 孤島上被人們遺忘的一只機械表，默默地走了幾十年
例 2
知2－練
解題秘方：熟知能量守恒定律，并知道能量轉化的方向性是解答此類問題的關鍵。
知2－練
解析：子彈射穿木板，由于摩擦阻力會使子彈動能減小，速度減慢，故A錯誤；在使用電水壺燒水的過程中，消耗了電能，而水的溫度升高，內能增加，斷電后，水不再吸收熱量，水的沸騰會停止，故B錯誤；機械表工作靠表內彈簧的彈性勢能轉化為機械能，很快就會消耗完畢，不可能默默地走了幾十年，故D錯誤。
答案：C
知2－練
2. [長沙期中]有關能量轉化與守恒定律，下列說法中正確的是( )
A. 能量轉化與守恒定律只適用于機械能與內能的相互轉化
B. 能量轉化與守恒定律只適用于能量轉化過程
C. “摩擦生熱”是創造了熱，它不符合能量轉化與守恒定律
D. 按照能量轉化與守恒定律，永動機是不存在的
D
知3－講
知識點
能量轉化的方向性
3
1. 能量轉化的方向性
能量轉化的過程可以自發地朝某個方向進行，卻不能自發地向相反方向進行。例如，電燈發光的同時產生的內能散失到空氣中，而這些內能無法自動轉化為電能。
知3－講
2. 能量轉移的方向性
熱量可以自發地從高溫物體傳到低溫物體，但不會自發地從低溫物體傳到高溫物體。
知3－講
深度思考 能量守恒定律告訴我們，能量在轉移和轉化的過程中，總量保持不變。那么為什么還要節約能源？
深度理解
由于能量的轉化和轉移具有方向性，導致自然界可利用的能量(能源)只會減少，要節約能源和合理利用能源，注重開發利用風能、水能等可再生能源，控制煤、石油等不可再生能源的開采。
知3－練
各種形式的能量都不是孤立的，它們可以在一定條件下發生轉化，且能量的轉化是有方向的。下面幾幅圖(圖2)按能量轉化的順序排列，正確的是( )
A. ①②③④
B. ②③④①
C. ④③①②
D. ②①③④
例 3
知3－練
解題秘方：了解能源的來源及形式是解答本題的關鍵。
解析：本題采用綜合分析法解答。各種形式的能量都不是孤立的，它們可以在一定條件下發生轉化，且能量的轉化是有方向的，地球上大多數能量都直接或間接來自于太陽，植物通過光合作用，將太陽能轉化為自身的生物質能，再經過地殼變動在地質作用下，最終形成煤炭，
知3－練
發電廠將煤炭的化學能轉化為電能，家用電器再將電能轉化為其他形式的能，故四幅圖中能量的轉化順序為太陽→樹林→燃煤電廠→空調，故C 正確。
答案：C
知3－練
3. [北京海淀區期末]如圖所示是深受年輕人喜愛的電動平衡車。平衡車剎車時，轉化成的內能最終散失到空氣中，此過程中所有的能量總和______(填“增大”“不變”或“減小”)。散失到空氣中的內能無法再直接利用了，這是因為能量的轉化和轉移具有______。
不變
方向性
能量轉化與守恒
各種形式
的能量
能量的轉化
能量守恒定律
具有方向性
能量的轉移(共43張PPT)
第三節 比熱容
第十章 機械能、內能及其轉化
知識點
影響物體吸收或放出熱量多少的因素
知1－講
1
1. 問題與猜想 日常生活中，我們有如下經歷。
生活現象 同樣的燃氣灶燒開一壺水比燒開半壺水需要的時間長(需要吸收的熱量多) 同樣的燃氣灶加熱一壺水，水升高的溫度越高(未沸騰)，需要的加熱時間越長(需要吸收的熱量多)
結論 物體吸收熱量的多少與質量有關 物體吸收熱量的多少與升高的溫度有關
知1－講
那么，不同種類的物質，質量相同時，升高(或降低)相同的溫度，它們吸收(或放出)的熱量相同嗎
知1－講
2. 實驗設計 取等質量的水和煤油，用相同的電熱器給它們加熱，讓它們升高相同的溫度，比較加熱的時間，如圖1所示。
知1－講
3. 分析與論證
(1)相同質量的水和煤油，升高相同的溫度，水加熱的時間長，即水吸收的熱量多。
(2)水的吸熱能力比煤油的吸熱能力強。
知1－講
4. 實驗結論
(1)相同質量的不同物質，升高相同的溫度，吸收的熱量 不同。
(2)不同物質的吸熱能力不同。
知1－講
方法點撥
實驗中給不同物質加熱用的是相同規格的電加熱器(或相同的酒精燈)，相同時間提供的熱量相同，實驗中通過加熱時間來比較吸收熱量的多少，這屬于轉換法。
知1－講
方法點撥
比較物質吸熱能力的兩種方法：
(1)使相同質量的不同物質升高相同的溫度，比較吸收的熱量(即比較加熱時間)，吸收熱量多的吸熱能力強。
(2)使相同質量的不同物質吸收相同的熱量( 即加熱相同的時間)，比較溫度的變化，溫度變化小的吸熱能力強。
知1－練
例 1
如圖2所示是“比較不同物質吸熱情況”的實驗裝置。兩個相同的燒杯中分別裝有質量相等的煤油和水。
解題秘方：解答實驗型題目可以采用從一般到特殊的思維模式。
知1－練
(1)選用兩個相同規格的電加熱器加熱，目的是使水和煤油在相等時間內_________________。
相同時間內提供的熱量相同。
吸收的熱量相同
知1－練
(2)實驗過程中溫度計的玻璃泡不要碰到燒杯和________。
解析：為準確測量液體的溫度，溫度計的玻璃泡應充分與被測液體接觸，實驗過程中溫度計的玻璃泡不要碰到燒杯和電加熱器。
注意用溫度計測量液體溫度的正確方法。
電加熱器
知1－練
(3)圖3中能合理反映該實驗結果的圖像是______(填“甲” “乙”或“丙”)。
乙
知1－練
解析：相同質量的水和煤油在吸收相同的熱量時(加熱時間相同)，由于水的吸熱能力強，水的溫度變化小，圖像乙與實驗結果相符。
知1－練
1. [中考·岳陽]圖甲是“比較不同物質的吸熱能
力”的實驗裝置。
(1)兩支試管里水和煤油的質量_______(填“相
同”或“不同”)。
(2)相同時間內，水吸收的熱量_______(填“大于”
“等于”或“小于”)煤油吸收的熱量。
相同
等于
知1－練
(3)由圖乙可知，_______的吸熱能力更強。
水
知2－講
知識點
比熱容
2
1. 物理意義 表示不同物質吸熱能力的物理量，比熱容越大，吸熱能力越強，溫度越不容易變化。
2. 定義 一定質量的某種物質，溫度升高(或降低)的過程中所吸收(或放出)的熱量，與物質的質量和溫度變化量乘積的比，叫作這種物質的比熱容。
利用了比值定義法。
知2－講
3. 定義式
4. 單位 焦每千克開，符號是J/(kg·K)；
焦每千克攝氏度，符號是J/(kg·℃)。
知2－講
深度思考 比熱容隨著熱量、質量、溫度的改變而改變嗎？
深度理解
比熱容是物質的一種性質，與定義式中的物理量沒有必然聯系。“質量和升高(或降低) 的溫度相同時，比熱容與吸收(或放出)的熱量成正比”“吸收(或放出)的熱量和質量相同時，比熱容與升高(或降低) 的溫度成反比”等都是錯誤的說法。
知2－講
閱讀表格：常溫常壓下一些常見物質的比熱容[J/(kg·K)]
物質 比熱容
水 4.2×103
酒精 2.4×103
冰 2.1×103
煤油 2.1×103
砂石 0.92×103
物質 比熱容
鋁 0.88×103
玻璃 0.84×103
干泥土 0.84×103
鋼鐵 0.46×103
銅 0.39×103
物質 比熱容
水銀 0.14×103
鉛 0.13×103
知2－講
分析思考 從上面表格中發現了什么？
分析結論
不同物質的比熱容一般不同；水的比熱容最大；同種物質不同狀態的比熱容不同，例如冰和水；不同物質的比熱容可能相同，例如煤油和冰、玻璃和干泥土。
知2－講
5. 水的比熱容大的應用
(1)水的比熱容大，和其他常見物質相比，在質量相同時，吸收(或放出)相同的熱量，溫度變化小。
(2)水的比熱容較大的應用：①散熱劑和冷卻劑；②冬天，人們常在熱水袋中裝入熱水來取暖；③調節氣候等。
知2－練
[中考· 常德改編] 下表是一些物質的比熱容[單位
J(/ kg·K)]，
例 2
水 4.2×103
煤油、冰 2.1×103
砂石 0.92×103
鋁 0.88×103
鐵、鋼 0.46×103
銅 0.39×103
知2－練
根據表中數據和生活現象，下列判斷中正確的是(　　)
A. 不同種類的物質，比熱容一定不同
B. 比熱容與物質的狀態無關
C. 質量相同、初溫相同的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量，銅塊的末溫更高
D. 一杯水倒出一半，剩余水的比熱容變小解
知2－練
解題秘方：比熱容是物質本身的性質，決定于物質的種類和狀態，不會隨物質吸收(或放出)的熱量、質量、溫度的改變而改變。
知2－練
解析：煤油和冰是不同的物質，但它們的比熱容是相同的，故A 錯誤；物質的比熱容與物質的狀態有關，如水和冰的比熱容不同，故B錯誤；由Q吸=cm(t－t0)知，質量相同、初溫相同的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量，銅的比熱容小，銅塊的末溫更高，故C正確；比熱容的大小與質量無關，故D錯誤。
答案：C
知2－練
2．關于c＝，下列說法中正確的是(　　)
A. 物體吸收的熱量越多，比熱容越大
B. 物體的質量越小，比熱容越大
C. 物體的溫度變化量越小，比熱容越大
D. 物質的比熱容與熱量、質量及溫度的變化量無關
D
知2－練
[中考·揚州]下列與比熱容有關的生活現象，描述正確的是(　　)
A. 沙漠地區晝夜溫差小
B. 汽車發動機常用水作為冷卻劑
C. 在太陽光的照射下，干泥土比濕泥土升溫慢
D. “早穿棉襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜”是我國沿海地區的生活寫照
例 3
知2－練
解題秘方：水的比熱容較大，對于相同質量的水與其他物質，放出相同的熱量，水的溫度降得少一些。
知2－練
解析：沙漠地區的砂石多，由于砂石的比熱容較小，會出現早晚溫差大的現象，產生了“早穿棉襖午穿紗，圍著火爐吃西瓜”的現象；水的比熱容大，吸收或放出相同的熱量，水升高或降低的溫度少，因此汽車發動機常用水作為冷卻劑；濕泥土中有水，水的比熱容大，則太陽照射下，干泥土比濕泥土升溫快。
答案：B
知2－練
3. [宜興月考]下列實例中不屬于利用水的比熱容較大特性的是(　　)
A. 讓流動的熱水流過散熱器取暖
B. 春季，晚上向稻田里放水，以防凍壞秧苗
C. 為了緩解城市“熱島效應”修建人工湖
D. 夏天，往室內地面上灑水降溫
D
知3－講
知識點
熱量的計算
3
1. 熱量計算公式及變形式
待求量 計算公式 特別說明
熱量 Q=cmΔt c為物質的比熱容
c的單位是J/(kg·℃)
m為物體的質量
m的單位是kg
Δt為升高或降低的溫度
Δt的單位是℃
Q為物體吸收或放出的熱量
Q的單位是J
比熱容 c= 質量 m= 升高(或降低) 的溫度 Δt=
知3－講
2. 計算物體初溫和末溫的方法
(1)已知初溫求末溫：先由Δt＝求出物體升高(或降低)的溫度，再由t＝t0＋Δt(或t＝t0－Δt)來求末溫。
(2)已知末溫求初溫的方法同上。
“升高”和“升高了”是指溫度的變化量，即Δt。
“升高到”是指末溫，即t。
知3－講
特別提醒
進行熱量計算時注意以下四個問題：
1. 注意公式中各物理量的單位。
2. 公式只適用于計算物質狀態不變時的吸熱升溫或放熱 降溫。
3. 注意比熱容的單位：不可去掉括號而寫成“J/kg· ℃ ”。
4. 注意認真審題：“升高”“升高了”不同于“升高到”
知3－練
[中考·上海]5 kg的水溫度由40℃下降到20℃，放出的熱量Q放為多少？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
例 4
解題秘方：公式法的運用技巧是先找出所需的已知條件，再將已知條件代入到公式中求解。
解：水放出的熱量Q放＝c水m(t0－t)＝4.2×103J/(kg·℃) ×5 kg×(40℃－ 20℃)＝4.2×105 J。
知3－練
4. [中考·重慶A]新能源太陽灶是一種燒水做飯的器具，太陽灶燒水時將太陽能轉化為水的______能，將2 kg的水從20 ℃ 加熱到70 ℃，水吸收的熱量為________J。
內
4.2×105
知3－練
有一根燒紅的鐵釘，質量是2 g，放出920 J的熱量后，
溫度降低到20 ℃，求鐵釘的初溫。
[c鐵＝0.46×103J/(kg·℃)]
例 5
先求出Δt，再求t0。
解：鐵釘溫度降低Δt＝＝＝1 000 ℃，
鐵釘的初溫t0＝t＋Δt＝20℃＋1 000℃＝1 020℃。
知3－練
5. [中考·長沙]雷電是大氣中一種劇烈的放電現象，某次雷電釋放了2.1×109 J 的能量，若這些能量全部被水吸收，可使質量為_________kg的水從0℃升高到50℃。
1×104
知4－講
知識點
導熱性
4
1. 概念 物質傳導熱量的性能。
2. 導熱性是物質的一種屬性，不同的物質具有不同的導熱性。金屬的導熱性一般比非金屬的導熱性好，純金屬的導熱性通常優于合金材料。
知4－講
知識拓展
導熱性是物質的一種物理屬性。物質的物理屬性還有狀態、硬度、密度、比熱容、透光性、導電性、磁性、彈性等。
知4－練
在寒冷的冬季，用手分別觸摸長時間停放在室外的自行車車架的鐵管和車把上的塑料把套，感覺鐵管比塑料把套更冰冷一些。此時鐵管和塑料把套的溫度______(填“相同”或“不相同”)。從導熱性能角度來講，導熱性______(填“好”或“差”)的材料更適合做車把的把套。
例 6
相同
差
知4－練
解題秘方：根據生活實際需要選擇導熱性能不同的材料。
解析：因為外界環境溫度不變，所以鐵管和塑料把套的溫度是相同的，因為鐵管的導熱性好，塑料的導熱性差，摸鐵管時，容易把人體的熱量導出，所以摸鐵管感覺更冷一些，所以應該選擇導熱性差的材料作為車把的把套。
知4－練
6. [貴陽期中]小王同學在使用家里的鐵鍋發現，用鐵鍋加熱相同質量的油和水時，水的溫度上升較慢，這是因為水的__________。而他家的鐵鍋的手柄用塑料制成，這是利用了塑料的導熱性_____(填“強”或“弱”)的特點。
比熱容較大
弱
比熱容
比熱容
定義
物理意義
熱量計算
水的比熱容
大的應用(共38張PPT)
第四節 熱機
第十章 機械能、內能及其轉化
知識點
熱機的種類
知1－講
1
1. 定義 將燃料燃燒產生的高溫、高壓氣體的內能轉化為機械能的機器，統稱為熱機。
2. 熱機工作原理 化學能 內能 機械能。
3. 常見熱機類型 蒸汽機、內燃機(包括汽油機、柴油機)、汽輪機、噴氣發動機等。
知1－講
知識關聯
內燃機是燃料直接在發動機汽缸內燃燒產生動力的熱機，常見的內燃機有汽油機和柴油機。
知1－練
例 1
如圖1所示，取一只透明膠卷盒，底部鉆一小孔，剛好能將電子式火花發生器的放電針管緊緊地塞進孔中，打開塑料盒蓋，向盒中滴入數滴酒精，再將盒蓋蓋緊，然后按動電火花發生器的按鈕。
解題秘方：本題主要考查學生改變內能的方法，要結合熱機的工作原理進行類比分析，學會綜合運用。
知1－練
(1)實驗中，你將觀察到的現象是__________________。
解析：打開塑料盒蓋，向盒中滴入數滴酒精，再將盒蓋蓋緊，然后按動電火花發生器的按鈕，觀察到的現象是酒精燃燒產生的內能使塑料盒蓋飛出去。
塑料盒蓋飛出去了
知1－練
(2)在此過程中，酒精燃燒后的燃氣對外做功，燃氣的_______能減少，轉化為盒蓋的_______能。
解析：酒精燃燒后產生的內能對外做功，燃氣的內能減少，內能轉化為盒蓋的機械能。
內
機械
知1－練
1. [中考·無錫]如圖所示，在試管里裝入一些水，用軟木塞塞住試管口，將試管放在酒精燈上加熱使水沸騰，水蒸氣會把軟木塞沖開，在這一過程中，水蒸氣膨脹對軟木塞________，水蒸氣的一部分________能
轉化為軟木塞的_____能，利用這一原理，
可以制成熱機。
做功
內
機械
知2－講
知識點
汽油機
2
1. 定義 用汽油做燃料，使汽油在汽缸內燃燒，從而將內能轉化為機械能的一種熱機。
2. 結構 進氣門、排氣門、火花塞、汽缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等。
知2－講
模型圖 主要部件 作用
汽缸 汽油燃燒的場所
活塞 被高溫、高壓燃氣推動，把內能轉化為機械能
連桿 把活塞的上下運動轉變為曲軸的圓周運動
火花塞 產生電火花使燃料混合物猛烈燃燒
知2－講
釋疑解難
1. 熱機啟動的動力：先靠外力使飛輪和曲軸轉動起來，然后帶動活塞運動。
2. 活塞向上運動的動力：在做功沖程中，氣體迅速膨脹，推動活塞向下運動，并通過連桿推動曲軸旋轉，從而帶動飛輪旋轉。飛輪旋轉的慣性，會反過來帶動曲軸旋轉，實現活塞的上下移動。
知2－講
3. 汽油機工作的四個沖程
吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程 排氣沖程
圖示
知2－講
續表
吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程 排氣沖程
氣門開閉 進氣門打開 排氣門關閉 進氣門關閉 排氣門關閉 進氣門關閉 排氣門關閉 進氣門關閉
排氣門打開
活塞 向下運動 向上運動 向下運動 向上運動
主要過程 吸入汽油和空氣的混合物 壓縮混合物 火花塞點火產成高溫高壓氣體，推動活塞向下運動 排出廢氣
知2－講
續表
吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程 排氣沖程
能量轉換 無 機械能→內能 內能→機械能 無
說明 1個工作循環，包含4個沖程，活塞往復運動2次，曲軸和飛輪運轉2 圈，對外做功1次
知2－講
深度思考 汽油機的做功沖程中，能量是如何轉化的？
深度理解
做功沖程的兩次能量轉化：一是燃料燃燒，化學能轉化為內能；二是燃氣推動活塞做功，內能轉化為機械能。
知2－練
如圖2是四沖程汽油機的工作示意圖。從能量轉化的角度看，機械能轉化為內能的沖程是(　　)
例 2
知2－練
解題秘方：通過氣門的開閉情況和活塞的運動情況來判斷是哪一個沖程。
知2－練
解析：圖A中的兩個氣門都關閉，活塞向上運動，所以為壓縮沖程，是機械能轉化為內能；圖B中的一個氣門打開，活塞向下運動，所以為吸氣沖程；圖C中的一個氣門打開，活塞向上運動，所以為排氣沖程；圖D中的兩個氣門都關閉，活塞向下運動，所以為做功沖程，是內能轉化為機械能；在做功沖程中，燃料燃燒時，化學能轉化為內能，然后對外做功時內能轉化為機械能。
答案：A
知2－練
2. [中考· 玉林]如圖所示是一臺四沖程汽油機的_______(填“壓縮”或“做功”)沖程，這個沖程是通過_______(填“做功”或“熱傳遞”)的方式改變汽缸內氣體的內能。
壓縮
做功
知3－講
知識點
柴油機
3
1. 主要結構 進氣門、排氣門、噴油嘴、汽缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等。
知3－講
2. 利用對比法分析柴油機和汽油機的不同點
機種 項目 汽油機 柴油機
構造 汽缸頂部有火花塞 汽缸頂部有噴油嘴
燃料 汽油 柴油
知3－講
續表
機種 項目 汽油機 柴油機
工 作 過 程 吸氣 沖程 吸進汽油和空氣的混合物 吸進空氣
壓縮 沖程 混合物被壓縮后， 壓強達6~15 atm，溫度達250~300 ℃ 空氣被壓縮后，壓強達35~45 atm，溫度達500~700 ℃
做功 沖程 火花塞點火，燃料燃燒，即點燃式 噴油嘴噴出霧狀柴油，遇高溫空氣燃燒，即壓燃式
知3－講
續表
機種 項目 汽油機 柴油機
用途 輕巧、體積小，常用于汽車、輕型飛機等 笨重、功率大，主要用于載重汽車、輪船、坦克、帶動發電機發電等
知3－講
3. 柴油機和汽油機的相同點 各沖程中能量轉化情況相同。
知3－講
深度理解
柴油機的結構如圖3所示，柴油機的壓縮沖程更充分，壓縮沖程末汽缸內的壓強更大，溫度更高，已超過了柴油的著火點，此時噴油嘴噴出霧狀柴油，燃料燃燒更充分。
知3－練
汽油機和柴油機的主要不同是( )
A. 在構造上汽油機汽缸頂部有噴油嘴，而柴油機的汽缸頂部有火花塞
B. 在吸氣沖程中汽油機吸入汽缸的是汽油，柴油機吸入汽缸的是柴油
C. 汽油機采用的是點燃式點火，而柴油機采用的是壓燃式點火
D. 在壓縮沖程中汽油機汽缸里的溫度和壓強比柴油機里的高
例 3
知3－練
解題秘方：用對比法區別兩種內燃機，要能找出兩種內燃機的主要不同點。
解析：汽油機汽缸頂部是一個火花塞，而柴油機汽缸頂部是一個噴油嘴，這是汽油機和柴油機在構造上的區別。此外，汽油機和柴油機吸氣沖程時吸入的工作物質、壓縮沖程時的壓縮程度及點火方式都有所不同。
答案：C
知3－練
3. 下列關于汽油機與柴油機的說法錯誤的是(　　)
A. 汽油機和柴油機都屬于內燃機
B. 汽油機適用于小型汽車，柴油機適用于載重汽車
C. 柴油機與汽油機除使用的燃料不同外，在構造上完全相同
D. 在壓縮沖程中，柴油機汽缸內氣體被壓縮程度更大
C
知4－講
知識點
火箭
4
1. 液體燃料火箭
(1)構造：液體燃料火箭主要由燃料箱、氧化劑箱、輸送裝置、燃燒室和尾部噴口組成，如圖4所示。
知4－講
(2)工作過程：輸送系統按時按量地把燃料和氧化劑輸送到燃燒室中，用電火花點燃，產生高溫、高壓氣體，燃燒產生的氣體以很大的速度從噴口噴出，同時對火箭產生強大的反沖推力，使火箭前進。
知4－講
2. 我國的航天事業起步較晚，但經過我國航天人幾十年的努力，現在已達到國際領先水平。我國航天事業創造了以“兩彈一星”“載人航天”“北斗工程”“月球探測”為代表的輝煌成就。中國航天日是中國為了紀念航天事業成就，發揚中國航天精神而設立的一個紀念日，時間為每年的4月24日。
知4－講
易錯提醒
火箭在發射時的能量轉化：先由燃料的化學能轉化為內能，再由內能轉化為機械能。火箭發射時機械能不守恒，這是同學們常出錯的地方，他們誤認為火箭上升，勢能增加動能就要減小，忽略了內能轉化為機械能這一情況。
知4－練
[多選]2024年5月3日嫦娥六號成功發射，6月25日返回器攜帶月球樣品著陸地球。如圖5所示為嫦娥六號發射的場景。
例 4
知4－練
下列說法正確的是(　　)
A. 嫦娥六號用的火箭噴氣發動機也是熱機的一種
B. 嫦娥六號升空的過程是內能轉化為機械能的過程
C. 隨著科技的發展，會實現火箭噴氣發動機的內能全部轉化為火箭的機械能
D. 嫦娥六號衛星艙內攜帶的月球車等物品，在升空過程中，內能和機械能都增加
知4－練
解題秘方：明白火箭升空的原理是解題的關鍵。
解析：火箭使用的噴氣發動機工作時將內能轉化為機械能，是熱機的一種，故A 正確；嫦娥六號升空的過程，燃料燃燒釋放出的內能轉化為機械能，故B正確；由于能量轉化過程中不可避免有損耗(如熱損失)，不可能實現內能全部轉化為機械能，故C錯誤；
知4－練
衛星艙內物品在升空過程中，質量不變，速度增大，所以動能增加；升空過程中高度增大，所以重力勢能增加；機械能等于動能和重力勢能之和，所以機械能增加，但內能不一定增加，故D錯誤。
答案：A、B
知4－練
4. 某社團老師帶領學生們制作了水火箭，使用打氣筒向水火箭內不斷打氣，當內部氣體壓強增大到一定程度時，會使水從水火箭中向下噴出，從而使水火箭升空。
知4－練
結合材料，你認為以下說法錯誤的是(　　)
A. 利用打氣筒向水火箭內打氣的過程，水火箭中空氣的內能增大
B. 使用打氣筒打氣時能量轉化過程與汽油機的壓縮沖程 相同
C. 水火箭加速升空階段機械能增大
D. 水向下噴出會使水火箭升空是由于力的作用是相互的
C
熱機
熱機
工作原理、過程
其他熱機
內燃機
柴油機
汽油機
結構

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