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(共25张PPT)
第28讲　内能与核能
分子动理论
1．定义：常见的物质是由大量的________、_______构成的；一切物质的分子都在____________________________。
2．分子间的作用力：分子间同时存在着相互作用的________和________。分子间的距离小时，作用力表现为__________；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力。
举例：被紧压在一起的铅柱很难被分开属于引力的作用；水很难被压缩属于斥力的作用。
分子
原子
不停地做无规则运动
引力
斥力
斥力
1．下列对生活中的现象解释错误的是( )
C
现象 解释
A 湿衣服在夏天比在冬天干得快 温度升高，分子运动加快
B 50 mL水与50 mL酒精混合后，总体积小于100 mL 分子之间有空隙
C 夏天，柳絮飞扬 分子在不停地运动
D 固体和液体的体积很难被压缩 分子之间有斥力
内能
1．克服摩擦做功与物体内能改变的关系
(1)内能含义：构成物质的大量微粒(如分子、原子、离子等)做________________而具有的能，俗称热能。一切物体，不论温度高低，都具有内能。
(2)影响内能的因素：温度、质量、物质种类、状态。同一物体，温度_________，内能__________；温度越低，内能越小。
2．改变内能的两种途径——做功和热传递
(1)做功：对物体做功，物体的内能__________；物体对外界做功，物体的内能__________。实质是机械能转化为内能。
(2)热传递：物体吸热，内能增加；物体放热，内能__________。内能只能从高温物体传递到低温物体，或者从同一物体的高温部分__________到低温部分。实质是能量的转移。
(3)做功和热传递对改变物体的内能是__________的。
无规则运动
越高
越大
增加
减少
减少
传递
等效
3．用热量来量度热传递过程中内能的变化。热传递中，传递的能量多少叫________。低温物体从外界吸收多少热量，内能就______多少；高温物体向外界放出多少热量，内能就_______多少。热量是过程量，不能说物体具有多少热量。
4．化学能与内能的转化
(1)化学能是物质发生化学反应时所释放的能量，它不能直接用来做功，只有在发生__________的时候才释放出来，变成内能或其他形式的能量。
(2)常见吸热反应：_________转化为化学能；大多数分解反应，需要在加热或高温条件下才能进行。
常见放热反应：化学能转化为内能[如燃烧、酸碱反应、金属与酸反应、一般化合反应(如生石灰与水反应)]。
热量
增加
减少
化学变化
内能
2．(2024，广东)下图是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。点灯后，水在升温的过程中( )
A．吸热，内能增加
B．吸热，内能减少
C．放热，内能增加
D．放热，内能减少
A
3．下图为一种引火方式示意图，用铁球甲撞击包裹铝箔的生锈铁球乙，铁球乙上的木屑就会被引燃。其原因是撞击使生锈铁球乙温度升高，引发氧化铁与铝箔发生反应放出大量热，引燃木屑。甲球撞击乙球使乙球温度升高的原因是( )
A．甲球对乙球做功，乙球内能增大
B．甲球对乙球做功，乙球内能减小
C．乙球对甲球做功，乙球内能增大
D．乙球对甲球做功，乙球内能减小
A
热机
1．热机是指各种利用内能做功的机械。热机原理是将燃料的__________转化成内能再转化成__________。
2．热机的四个冲程：吸气冲程，________冲程，________冲程，________冲程。
化学能
机械能
压缩
做功
排气
4．下图是汽油机的某冲程工作示意图。以下改变物体内能的方式与此相同的是
( )
A．汽车在行驶过程中，汽车发动机里的冷却液温度升高
B．打开暖风，车内温度升高
C．刹车时，刹车片温度升高
D．停在烈日下的汽车，车顶被晒得温度升高
C
热值 比热容
概念 1千克(或1立方米)的某种燃料完全燃烧时放出的热量，符号为q 单位质量的某种物质，温度升高(或降低)1℃所吸收(或释放)的热量，用符号c表示
单位 焦/千克(J/kg)，焦/米3(J/m3) 焦每千克摄氏度，即焦/(千克·℃)，符号为J/(kg·℃)
影响因素 热值是燃料的一种属性，与燃料的形状、体积、质量和是否充分燃烧无关，与燃料的__________有关 比热容是反映物质自身的物理属性，不同物质比热容一般不同
热量计算 Q＝____________ (适用固体、液体) Q＝____________
水比热容大的应用 冷却和取暖：北方冬天用热水袋取暖；初春傍晚，在秧田里灌水可以防止秧苗冻坏；给发动机降温用大的水箱，采用水做冷却剂等
调节气候：夏季沿海地区的温度要比内陆温度低；修建人工湖减缓热岛效应等
热值、比热容
种类
qm(或qV)
cmΔt
5．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同。下列说法正确的是( )
A．比较不同液体的比热容，不可以选择甲、丙两图
B．比较不同液体的比热容，可以选择乙、丙两图
C．比较不同燃料的热值，可以选择甲、乙两图
D．比较不同燃料的热值，可以选择乙、丙两图
C
核能的利用
1．核能：原子核是可以改变的，且在有些改变的过程中还会释放出巨大的能量，这种能量叫做核能。
2．获得核能的途径
(1)核裂变：质量较大的原子核在中子轰击下分裂成两个新原子核，并释放出巨大能量的现象。
原子弹：根据__________的原理制成。
(2)核聚变：两个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核，同时释放出能量的现象。
氢弹：根据___________的原理制成。
核裂变
核聚变
3．放射性及其应用
(1)原子核的裂变和聚变都会产生一些放射性物质，如α射线、β射线、γ射线和X射线等。
(2)大量放射线对人畜会造成很大的伤害。如：建造核电站通常要修建很厚的水泥防护层，防止放射线外泄。
(3)较小量的射线可以为人类做许多事。如：利用γ射线探伤；育种；放射线治疗肿瘤等疾病。
4．核电站
(1)核电站原理：______________。
(2)核电站的能量转化：核能→________→机械能→________。
原子核裂变
内能
电能
6．2023年8月25日，新一代“人造太阳”——“中国环流三号”取得重大科研进
展，是我国核聚变能量开发进程中的重要里程碑。下列关于核聚变的说法错误的是( )
A．目前我国的核电站是利用核聚变来发电的
B．核聚变的发生需要极高的温度，所以核聚变也叫热核反应
C．核聚变的原料是相对原子质量较小的原子，比如氘、氚等
D．氢弹是根据核聚变原理制造的，它的威力比原子弹大得多
A
改变物体内能的方法
【例1】　下列事例中改变物体内能的方式与其他三项不同的是( )
B
1．摩擦焊接技术在航空航天中应用广泛。焊接时，两根金属棒高速旋转，剧烈摩擦，使焊接面温度升高变为液态，冷却后焊接在一起。
(1)摩擦焊接改变金属棒内能的方式是__________。
(2)整个焊接过程中，金属发生的物态变化有____________________。
(3)降温冷却后两块金属很难拉开，是因为各微粒间存在__________。
做功
先熔化，后凝固
引力
2．图甲所示是探究“做功改变物体内能”的实验装置，该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精，使用打气筒向烧瓶内打气，根据传感器采集的数据，电脑处理后得到如图乙所示图像。
(1)结合图乙分析，描述打气筒打气5 s后出现的
实验现象：_____________________________
_____________________。
(2)有同学认为，图乙中BC段对应发生情况与热
机中做功冲程相似，请说出相似处：_____________________________________。
(3)在用本装置进行实验时能否去掉瓶内的酒精，请判断并说明理由。
_____________________________________________________________。
橡皮塞弹出，瓶口冒白雾，温度
传感器显示温度下降
均为气体对外做功，内能转化为机械能
能；通过温度传感器的温度变化可反映内能改变情况
内能、热量和温度的关系
【例2】　如图所示，图________(填“B”或“C”)是热机的原理图。图A是汽油机的________冲程，与它改变内能方式相同的是图________所示的演示实验。
C
做功
C
3．下图是水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气，当内部气体压强增大到一定程度时，会使水从水火箭中向下喷出，从而使水火箭升空。以下说法错误的是( )
A．打气时，水火箭内部空气的内能增大
B．水火箭头部做成流线型是为了减小空气阻力
C．水向下喷出会使水火箭升空是由于力的作用是相互的
D．打气筒打气时能量转化过程与汽油机的做功冲程相同
D
比热容
【例3】　小明想比较铜和铝的比热容，设计了如下实验：
(1)将________相等的铜块和铝块放入冰箱，使它们的温度降低到0 ℃。
(2)取出后，将铜块、铝块再分别放入盛有质量相等、温度都是23 ℃的水中，并将容器用隔热材料密封，如图所示。
(3)一段时间后温度稳定，同时测量甲、乙两容器中水的温度，分别是20 ℃和17 ℃。
(4)实验中，用________________________间接反映两金属块吸收热量的多少。
(5)对比数据判断，________(填“铝”或“铜”)的比热容大。
质量
等质量水的温度下降值
铝
4．由c＝ 得知，下列说法中正确的是( )
A．物质的比热，与吸收的热量成正比
B．物质的比热，与物体的质量和温度的变化成反比
C．物质的比热，与吸收的热量成正比，与物体的质量和温度的变化成反比
D．物质的比热，与吸收的热量、物体的质量、温度的变化均无关
D
【例】　科学家尝试研制一款仅为0.6 t的空气动力与电动力混合的小车。空气动力的工作原理是将滤去杂质的空气储存在高压储气罐内，行驶时高压气体经减压后体积增大，膨胀的气体推动发动机活塞，进而驱动汽车前进，同时该过程中气体的温度会降低，如图甲所示。
该小车设计的最高时速为72 km/h。
资料：①分别用1、2两种方式将体
积为V0的气体的气压由p1减小到p0时，
气体体积分别为V1和V2，如图乙所示；
②绝热膨胀：等质量的气体在绝热装置内膨胀时，气体温度会下降；
③等温膨胀：等质量的气体在膨胀时，通过加热的方式保持气体温度不变。
(1)若该小车与地面接触的面积为2400 cm2，请计算该小车对地面的压强。(g取
10 N/kg)
(2)若该小车以最高速度匀速行驶1小时，发动机牵引力为1200 N，请计算小车此时的功率。
(3)结合资料解释在压缩空气动力系统中增加加热装置，可以增大行驶路程的原因。
(3)用等温膨胀方式将等质量的气体的气压从p1减小到p0比绝热膨胀气体的内能更大，通过发动机转化的机械能更多，阻力相同时，行驶路程更长。
1．做功改变内能的具体方式有：①克服摩擦做功：机械能转化为内能，物体内能增加；②压缩气体做功：机械能转化为内能，气体内能增加；③气体膨胀对外做功：内能转化为机械能，气体的内能减小。
2．关于热量的易错点：①热量是一个“过程量”，即有热传递过程才会有热量概念出现；②热量不能说“含有”，一般说吸收或者放出；③热传递传递的是热量，而不是温度。
3．热机一个工作循环中的“4、2、2、1”：4个冲程中，活塞往返2次，曲轴或飞轮转动2圈，对外做功1次。一个工作循环中只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠惯性完成的。(共11张PPT)
第28讲　内能与核能
1．下图所示为教材中的实验，下列对实验的分析不正确的是( )
A．图甲：钩码不能把两块铅柱分开，说明分子之间存在引力
B．图乙：黄豆与芝麻混合后总体积减小，说明分子之间有空隙
C．图丙：抽去玻璃板，左侧玻璃瓶中的空气变红了，说明分子在做无规则运动
D．图丁：红墨水在热水中扩散比冷水中快，说明温度越高，分子无规则运动越剧烈
B
2．(2024，湖北)如图是小明煮的一碗冒着“白气”的面条。他将木筷和金属勺同时放入其中，过一会感觉金属勺烫手而木筷不烫手。下列说法正确的是( )
A．木材的导热性比金属好
B．木筷不烫手其内能不变
C．金属勺通过热传递变烫
D．“白气”是由汽化形成的
3．下图为小明整理“核能发电”知识体系时绘制的“思维导图”，其中a、b两处应分别填( )
A．压缩冲程　发电机
B．做功冲程　电动机
C．做功冲程　发电机
D．压缩冲程　电动机
C
C
4．下列关于内能知识的描述正确的是( )
A．物体温度越高内能越大，所以0 ℃的冰没有内能
B．温度越高的物体含有的热量越多，所以0 ℃的冰没有热量
C．摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能
D．物体吸收热量，内能增加，温度一定升高
5．如图，将肉片直接放入热油锅里爆炒，会将肉炒焦或炒煳，大大失去鲜味。厨师预先将适量的淀粉拌入肉片中，再放到热油锅里爆炒，炒出的肉片既鲜嫩味美又营养丰富。对此现象说法不正确的是( )
A.在炒肉片过程中，肉片内能增加主要通过做功实现的
B．附着在肉片外的淀粉糊有效防止了肉片里水分的蒸发
C．在炒肉片过程中，肉片的温度升高，内能增加
D．附近能闻到肉香体现了分子在不停地做无规则的运动
C
A
6．下列关于放射现象、原子核和核能的说法中，正确的是( )
A．通过对放射现象的研究，物理学家确认，原子核由质子和电子组成
B．放射性有着广泛的应用，但是强剂量或长时间的辐射对人体有害
C．目前的核电站是利用核聚变释放的核能来发电的
D．核聚变的原料“铀”在地球上的储量非常有限
B
7．(2023，扬州)请补全下面知识结构图。
(1) ___________。
(2)____________。
(3)____________。
8．全球领先的第四代核能利用技术——“钍基熔盐核反应堆”在甘肃省武威市成功建成。与传统反应堆相比，该核反应堆采用无水冷却技术，使用高温液态熔盐作为冷却剂，可在干旱地区实现高效发电。该新型核电站发生的是核__________(填“裂变”或“聚变”)反应，其能量转化过程为核能→_______能→机械能→电能。
转移
做功
弹性势能
裂变
内
9．下图所示是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。
(1)蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过___________的方式改变水的内能。
(2)当铜管向右喷蒸汽时“船体”向左运动，这个过程的能量转化是_______能转化为_________能。这与热机的_________冲程相同。
热传递
内
机械
做功
10．在“二氧化碳跨临界直冷制冰”技术中，技术原理简化为以下的流程图。其中，二氧化碳经过压缩机时被压缩；经过冷凝器时被冷却；经过膨胀阀时向外膨胀；经过蒸发器时会蒸发。根据材料，回答下列问题。
(1)二氧化碳经过_______时，没有发生物态变化。
A．压缩机 B．冷凝器
C．膨胀阀 D．蒸发器
作出上述判断的依据是：______________________________________。
(2)一定质量的二氧化碳经过___________(填“压缩机”或“冷凝器”)后，内能变大。其内能的改变方式是_________(填“做功”或“热传递”)。
A
CO2经过压缩机前后，均为气态
压缩机
做功
11．汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，环保、节能、安全是汽车研发和使用时必须关注的问题。如图所示，小明家新购一辆汽车，其质量为1.2×103 kg，静止在水平路面时，车轮与路面的总接触面积为200 cm2。(g取10 N/kg)问：
(1)汽车静止在水平路面时，对路面的压强为多少？
(2)最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量，若该汽车的最低油耗可达0.2 kg/(kW·h)[0.2 kg/(kW·h)表示获得1 kW·h的能量需要消耗0.2 kg汽油]，则汽车发动机的效率最高为多少？(计算结果精确至0.1%，汽油的热值为4.6×107 J/kg)

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