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第十二章 內(nèi)能與熱機
1. 內(nèi)能：把物體內(nèi)所有的_______________與_______________的總和叫做物體的內(nèi)能。
（1）一切物體在任何情況下都具有內(nèi)能。
（2）影響因素：物體內(nèi)能大小與物體__________、物體__________、物體狀態(tài)等有關(guān)。
分子動能
知識點1 內(nèi)能
分子勢能
溫度
質(zhì)量
【點撥】同一物體的溫度越高，分子的無規(guī)則運動越__________，分子動能越__________，內(nèi)能也越__________。
劇烈
大
大
示例：右圖中，甲燒杯中水的內(nèi)能比乙燒杯中水的內(nèi)能__________
（質(zhì)量相同，溫度越高，內(nèi)能越大）
小
2. 改變物體內(nèi)能的方式：__________和_____________。
【點撥】做功改變內(nèi)能是__________能與__________能的轉(zhuǎn)化過程，熱傳遞改變內(nèi)能的本質(zhì)是內(nèi)能的__________，這兩種方式改變內(nèi)能是等效的。
做功
熱傳遞
機械
內(nèi)
轉(zhuǎn)移
3. 做功改變氣體的內(nèi)能：
①壓縮氣體做功 ②氣體對外做功
向下壓縮氣體，對氣體做功，_______能轉(zhuǎn)化為____能，氣體的內(nèi)能__________，溫度__________，厚玻璃筒內(nèi)硝化棉燃燒 瓶內(nèi)盛少量水，給瓶內(nèi)打氣，當(dāng)瓶塞跳起過程中，氣體對外做功，_____能轉(zhuǎn)化為________能，氣體的內(nèi)能_____，溫度______，水蒸氣_______成小水珠(白氣)
機械
內(nèi)
增大
升高
內(nèi)
機械
減小
降低
液化
4. 熱傳遞：不同物體之間（或同一物體內(nèi)部）存在__________差時，就會發(fā)生熱傳遞。熱量是從__________物體向__________物體傳遞。（或物體的高溫部分向低溫部分傳遞）
溫度
高溫
低溫
條件 兩個物體間存在溫度差
能量傳遞的方向 高溫物體：__________熱量，內(nèi)能__________，溫度__________（或不變）
低溫物體：__________熱量，內(nèi)能_________，溫度__________（或不變）
結(jié)果 當(dāng)兩個物體的__________相同，不再發(fā)生熱傳遞
放出
減小
降低
吸收
增大
升高
溫度
【點撥】熱傳遞過程中傳遞的是熱量，而不是溫度。熱傳遞的方式有傳導(dǎo)(要接觸)、對流(液體和氣體才能發(fā)生)和輻射(真空也能進行)。
5. 熱量：物體在發(fā)生熱傳遞的過程中內(nèi)能改變的多少叫做__________。用字母__________表示，單位是焦耳(J)。
【點撥】因為熱量只存在于熱傳遞的過程中，所以熱量是一個過程量，不能說物體含有熱量，但可以說物體含有內(nèi)能。
熱量
Q
1. 熱值：某種燃料________________時所放出的__________與燃料__________的比值叫做這種燃料的熱值。符號是__________。
(1)定義式：q＝__________或q＝__________。
說明：燃料完全燃燒放出的熱量(Q放)的單位是焦耳（J）；熱值（q）的單位是焦每千克(J/kg)或者焦每立方米(J/m3)；質(zhì)量（m）的單位是千克（kg）；體積（V）的單位是立方米（m3）。
完全燃燒
知識點2 熱值
熱量
質(zhì)量
q
（2）變形公式：Q放＝__________或Q放＝_________。
2. 熱值是燃料的一種屬性，與燃料的種類__________，與燃料是否完全燃燒和燃料質(zhì)量__________。
qm
qV
有關(guān)
無關(guān)
1. 比熱容：物質(zhì)在熱傳遞過程中吸收(或放出)的__________與物質(zhì)的__________和此過程中物質(zhì)升高(或降低)的__________的乘積的比值。符號是__________。
（1）定義式：c＝__________。
熱量
知識點3 比熱容
質(zhì)量
溫度
c
說明：Q表示吸收(或放出)的熱量，單位是焦耳（J）；c表示比熱容，單位是焦每千克攝氏度\[J/(kg·℃)\]；m表示質(zhì)量，單位是千克（kg）；Δt表示升高（或降低）的溫度，單位是攝氏度（℃）。
（2）變形公式：
①Q(mào)吸=__________=____________________，
Δt表示__________的溫度；
②Q放=__________=______________，Δt表示__________的溫度。
cmΔt
cm(t-t0)
升高
cmΔt
cm(t0-t)
降低
2. 物理意義：反映物質(zhì)在熱傳遞過程中_______________________的物理量。物質(zhì)的比熱容越大，在熱傳遞過程中吸(放)熱能力越________。相同條件下溫度變化越__________，或相同條件下吸收(或放出)的熱量越________。
3. 比熱容是物質(zhì)的一種屬性，它的大小跟物質(zhì)種類__________，同種物質(zhì)的比熱容還跟物質(zhì)的狀態(tài)__________。比熱容跟質(zhì)量、體積、溫度等__________。
示例：冰熔化成水，比熱容就發(fā)生改變。
吸（放）熱本領(lǐng)
強
小
多
有關(guān)
有關(guān)
無關(guān)
4. 水的比熱容：c水＝______________________________。表示：______kg的水，溫度升高(或降低)________℃吸收(或放出)的熱量為4 200 J。
（1）各物質(zhì)中，水的比熱容最大。在同樣受熱或冷卻的情況下，水的溫度變化要小些。水的這個特征對氣候的影響很大。在受太陽照射條件相同時，白天沿海地區(qū)比內(nèi)陸地區(qū)溫度升高得_______，夜晚沿海地區(qū)溫度降低得________。所以一天之中，沿海地區(qū)溫度變化________，內(nèi)陸地區(qū)溫度變化__________。
4.2×103 J/(kg·℃)
1
1
慢
慢
小
大
(2)水的比熱容大的特點，在生產(chǎn)、生活中也經(jīng)常利用。汽車發(fā)動機、發(fā)電機等機器，在工作時要發(fā)熱，通常要用循環(huán)流動的水來冷卻。冬季也常用水取暖。
5. 實驗：探究水和砂石吸熱性能
(1)實驗時應(yīng)該控制水和砂石的__________相同、加熱裝置的規(guī)格相同。
質(zhì)量
【點撥】選用兩個相同規(guī)格的加熱裝置加熱的目的：______________________________________________________________。
（2）實驗：①使水和砂石吸收的熱量相同，即加熱時間相同，比較它們____________________，從而比較物質(zhì)的吸熱能力；②加熱使水和砂石升高的溫度相同，比較它們________________，即比較加熱時間，從而比較物質(zhì)的吸熱能力。
使水和砂石在相等時間內(nèi)吸收的熱量相同
升高的溫度
吸收的熱量
【點撥】實驗中通過比較________________________來比較吸收熱量的多少。加熱時間越長，吸收的熱量越__________；加熱時間相等，吸收的熱量__________。
(3)實驗結(jié)論：不同物質(zhì)的吸熱性能是__________的。質(zhì)量相同的不同物質(zhì)吸收相同的熱量，溫度變化小的物質(zhì)吸收熱能力__________；質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，升高的溫度相同，吸收熱量多的物質(zhì)吸熱能力__________。
加熱時間的長短
多
相等
不同
強
強
1. 熱機的種類：蒸汽機、汽油機、柴油機、燃?xì)廨啓C、噴氣發(fā)動機和火箭發(fā)動機等。
2. 熱機的原理：通過燃燒將燃料的__________能轉(zhuǎn)化為________能，然后通過做功，把__________能轉(zhuǎn)化為__________能。
化學(xué)
知識點4 熱機
內(nèi)
內(nèi)
機械
示例：熱機的工作原理
如右圖所示，在試管中裝一些水，用橡膠塞塞住試管口，固定在鐵架臺上，用酒精燈給試管加熱，水沸騰后，水蒸氣會把橡膠塞沖出去，試管口觀察到大量“白霧”出現(xiàn)。實驗分析：酒精燃燒釋放出熱量，通過__________的方式將一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)移給水，水的內(nèi)能__________，溫度__________，產(chǎn)生大量水蒸氣，最后將橡膠塞沖出。此過程中水蒸氣對橡膠塞做功，水蒸氣的內(nèi)能__________，溫度__________，水蒸氣__________成小水滴，故在試管口觀察到“白霧”
熱傳遞
增大
升高
減小
降低
液化
3. 汽油機：用汽油作燃料的內(nèi)燃機，汽油機的一個工作循環(huán)有四個沖程，在四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其他三個沖程都是輔助沖程，依靠飛輪的__________完成。
慣性
吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程 排氣沖程
進氣門打開、排氣關(guān)閉，活塞向下運動 進氣門、排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動 進氣門、排氣門都關(guān)閉，火花塞有火，活塞向下運動 進氣門關(guān)閉、排氣門打開，活塞向上運動
吸入__________和__________的混合物 ①壓縮氣缸內(nèi)的混合氣做功，氣缸內(nèi)混合氣的內(nèi)能_________，溫度__________
②________能轉(zhuǎn)化為__________能 ①氣缸內(nèi)的高溫、高壓氣體推動活塞向下運動，氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能_________，溫度__________
②__________能轉(zhuǎn)化成為__________能 將廢氣排出
汽油
空氣
增大
升高
機械
內(nèi)
減小
降低
內(nèi)
機械
【點撥】汽油機的氣缸頂部的__________在壓縮沖程末時產(chǎn)生火花，使混合氣猛烈燃燒。效率較__________。常用在汽車、飛機、摩托車和小型農(nóng)業(yè)機械上。
4. 柴油機：用柴油作燃料的內(nèi)燃機，它的氣缸頂部有__________，工作時噪聲比汽油機大，但效率比汽油機__________。主要用于載重汽車、火車、輪船、拖拉機等大型機械。
火花塞
低
噴油嘴
高
1. 熱機的能量流向：
熱機的能流圖
知識點5 熱機的效率
2. 熱機的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放
出的能量的比值，叫做熱機的效率。公式：η＝__________。
說明：W表示輸出的機械能，即熱機牽引力做的功，單位是焦耳（J）；Q放表示燃料完全燃燒放出的熱量，單位是焦耳（J）。

3. 提高燃料的利用率主要途徑：
①改善燃燒環(huán)境，使燃料盡可能地________________，提高燃料的燃燒效率；
②盡量減少各種熱的__________；
③減小各部件間的__________，以減小因克服摩擦做功而消耗的能量；
④充分利用廢氣帶走的能量，從而提高燃料的利用率。
充分燃燒
散失
摩擦
4. 爐子的效率：爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱
量的比值。公式：η＝__________×100%。
說明：Q吸表示吸收的熱量，單位是焦耳（J）；Q放表示燃料完全燃燒放出的熱量，單位是焦耳（J）。

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