资源简介

(共24张PPT)
能的转化与能量守恒(二)
学业内容构架
内容要求
(对应课标P44)
(1)能用案例分析归纳改变内能的两种方式，能描述克服摩擦做功与物体内能的改变的关系，知道可用热量来度量热传递过程中的内能变化。
(2)通过实验了解比热容，能用比热容的物理意义直接计算热量问题。
(3)以汽油机为例，了解热机的工作原理，能根据燃料的热值计算热机的能耗问题，知道内能的利用在人类社会历史发展上的重要意义。
(4)知道核能及其应用，知道放射性的应用与防护。
(5)通过实例认识能的转化的普遍性，知道能量守恒定律，知道能的转化与转移具有方向性，初步了解“永动机”是不可能实现的。
(6)关心科学技术发展、社会发展与能源的关系；关注个人、社区的能源使用问题；关心新能源开发对于社会持续发展的作用。
内容要点
要点1　分子的热运动、内能
1. 分子运动论观点：物质是由大量微观粒子(包括分子、原子和离子)构成的。这些微观粒子都在不停地做 　无规则　的热运动。微观粒子之间有 　间隔　，微观粒子之间存在着 　相互作用力　(包括引力和斥力)。分子热运动的快慢宏观上表现为温度的高低，温度越高热运动越快。
无规则　
间隔　
相互作用力　
2. 内能
(1)含义：构成物质的大量微粒(如分子、原子、离子等)做 　无规则运动　而具有的能，和质量、温度、形状等因素有关，俗称热能。 　任何物质　都有内能。
(2)物体温度越高，微观粒子运动越快，物体的内能 　越大　。
无规则运动　
任何物质　
越大　
【细节解读】
(1)同一物体，温度越高内能越大。不同物体的内能多少无法比较。
(2)物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高，如冰块吸热熔化过程中，内能增加，但温度不变。
(3)内能是因为分子热运动而具有的能，而分子热运动是永不停息的，所以内能不能为零。
3. 改变物体内能的途径： 　做功　和 　热传递　。
(1)做功改变内能
①外界对物体做功：摩擦生热、压缩气体等，都可以增加物体的内能。
②物体对外界做功：高温气体(如水蒸气)将瓶塞冲出，可以使物体的内能减少。
做功　
热传递　
(2)热传递改变内能
①热传递的三种形式：热传导、 　对流　、热辐射。
②热传递的条件： 　存在温度差　。
③热传递的方向：从温度高的物体到温度低的物体或者从 　温度高的部分　到温度低的部分。
对流　
存在温度差　
温度高的部分
④ 区分热量、内能和温度。
热量：是指热传递过程中传递的内能。
内能：物体具有的一种能量，是指一个物体内部所有分子运动的动能和势能总和。
温度：表示物体的冷热程度。
⑤对物体加热可以增加物体内能，对物体冷却可以减少物体内能。这是通过热传递改变物体的内能。
【典例展示】
例1　重庆火锅系四大菜系之一的川菜饮食，以“麻、辣、鲜、香、烫”的特点受到青睐。重庆火锅多油，关火之后温度下降的一般比其他火锅要慢。下列说法正确的是(　D　)
A. 火锅里的汤汁温度高时比温度低时含有的热量多
B. 热腾腾的“白气”弥漫，是蒸发形成的
C. 用筷子夹着肉片在火锅里涮几下后温度升高，是通过做功的方式改变了内能
D. 油层覆盖在汤面，阻碍了水分的蒸发，所以降温慢
D
要点2　比热容
1. 比热容
(1)物理意义：描述物质吸热、散热能力的物理量。
(2)定义：单位质量的物质，温度每升高(或降低)1℃，吸收(或放出)的热量。
(3)单位：焦/(千克·℃)，读作焦每千克摄氏度，符号J/(kg·℃)。
(4)热量的计算公式： 　Q＝cmΔt　。
Q＝cmΔt　
【典例展示】
例2　在探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中，用质量是0.3kg的水和表中等质量的另一种物质进行对比，作出的图象如图所示。实验过程中，水和另一种物质在相同时间内吸收的热量相等，分析图象可以得出图线 　b　(选填“a”或“b”)对应的物质为水，另一种物质为 　煤油　，这种物质在0～5min内吸收的热量为 　2.52×104　J。
b　
煤油　
2.52×104　
物质 比热容c/[J/(kg·℃)]
水 4.2×103
酒精 2.4×103
煤油 2.1×103
蓖麻油 1.8×103
要点3　热值、热机
1. 热值
(1)物理意义：描述燃料完全燃烧时释放热量的能力。
(2)定义：单位质量的燃料完全燃烧时放出的热量。
(3)单位：焦/千克，读作焦每千克，符号J/kg。　
(4)计算公式：Q＝mq(气体燃料计算时用：Q＝Vq)
2. 热机：汽油机是重要的内燃机之一。所有内燃机的能量转化方式都是将内能转化为机械能。汽油机的主要结构有汽缸、活塞、连杆、曲轴、火花塞等。
四个冲程汽油机工作过程一个周期分为： 　吸气　冲程、 　压缩　冲程、 　做功　冲程、 　排气　冲程。其中吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合气体；压缩冲程时活塞对混合气体 　做功　，混合气体内能增大温度升高；做功冲程时火花塞点火，汽油燃烧放热，推动活塞向外运动，该冲程将 　内能　转化为 　机械能　；排气冲程将燃烧后的废气排出汽油机。
吸气　
压缩　
做功　
排气　
做功　
内能　
机械能　
柴油机没有火花塞，但有喷油嘴。
　　
　　
汽油机的四冲程工作简图
【细节解读】
(1)燃料的“完全燃烧”指燃料中的碳元素全部变成二氧化碳，氢元素全部变为水。燃料的热值不需要记忆。
(2)汽油机一个工作周期，曲轴转两圈，做功一次。
(3)从图中识别汽油机工作过程的四个冲程，要注意观察的细节是：活塞的上下运动情况、进气门和出气门的打开和关闭情况、火花塞是否点燃等。
【典例展示】
例3　热学知识与人类生活息息相关。下列说法正确的是(　A　)
A. 酒精燃烧过程中，质量减少，热值不变
B. 铁块很难被压缩，说明固体分子之间不存在间隙
C. 内燃机在做功冲程中，气缸内气体温度升高，内能增大
D. 内陆地区比沿海地区昼夜温差大，是由于砂石的比热容比水的比热容大
A
要点4　核能的利用
1. 核能指原子核在转变过程中所释放出的能量，又称为原子能。
2. 核反应包括 　重核裂变　和 　轻核聚变　两种类型。前者通过链式反应实现，后者通过热核反应实现。
3. 核电站的核心是核反应堆，此外还配套有蒸汽机和发电机。
重核裂变　
轻核聚变　
【典例展示】
例4　2024年5月25日，我国第三代核电站“华龙一号”示范工程全面建成。关于核能的利用，下列说法正确的是(　D　)
A. 核能是可再生能源
B. “华龙一号”是利用聚变产生能量
C. 核燃料中的铀原子核由大量质子和电子组成
D. 核废料仍具有放射性，一般深埋在人烟稀少的地方
D
要点5　能量的转化与守恒
1. 能量的转化和守恒定律： 　能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能量的总量保持不变　。
能量的转化和转移都是具有 　方向性　的。
2. 能量转化和守恒是自然科学最基本的规律。“永动机”是不可能成功的，因为它违背了 　能量的转化和守恒定律　。
能量既不会消灭，也不会创生，它只会从
一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转
移和转化过程中，能量的总量保持不变　
方向性　
能量的转化和守恒定律　
【典例展示】
例5　汽车开动和人的生命活动都需要能量，能量是各种运动的量度。汽车开动和人的生命活动提供能量的两个过程如图所示，下列分析错误的是(　A　)
A
A. 都通过剧烈的氧化反应释放出能量
B. 都将化学能转化为其他形式的能
C. 都参与自然界的碳循环和氧循环
D. 都遵循能量的转化和守恒定律

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