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第一部分 基础知识演练
第十二讲 内能 内能的利用
考点清单
考点一 比热容
定义 一定质量的某种物质，在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的
______与它的______和升高（或降低）的温度乘积之比，叫作这种物质
的比热容，用字母 表示
单位 焦每千克摄氏度，符号是__________
物理意 义 表示物质吸热或放热本领的物理量
热量
质量
比热容 的特点 （1）比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容，不同物质
的比热容一般不同，可以鉴别物质.
（2）大小与物质的______、______有关，与质量、体积、温度、密度、
吸热、放热、形状等无关.
（3）对于同一种物质，比热容的大小与物质的状态有关，如 .
（4）物质的比热容越大，吸热（放热）本领越强，其温度越不容易改变
水比热 容的应 用 水的比热容为 ，表示___________________________
____________________________________.水的吸（放）热本领强，常用
水作散热剂
种类
状态
的水温度升高（或降低）
吸收（或放出）的热量为
续表
热量的 计算 （1）热量计算的一般公式：
（2）吸热公式：
（3）放热公式：
热平衡 方程 若不计热损失，
备注 温度变化的表述形式：“升高”“升高了”或“降低”“降低了”都是指温度变
化量 ，而“升高到”“降低到”是指物体的末温
续表
例1 湿地被称为“地球之肾”，能调节空气的湿度和温度，其中能调节温度主要是因
为水的( )
A
A.比热容大 B.密度大 C.流动性大 D.热值大
考点二 内能
1.分子热运动#1
物质 的构 成 常见的物质是由大量的分子、原子构成的；分子很小，用肉眼和光学显微
镜无法分辨
分子 热运 动 一切物质的分子都在不停地做无规则的运动，这种无规则运动叫作分子的
热运动.分子热运动实例：扩散现象
（1）扩散：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象.
（2）扩散现象说明：________________、____________________________.
分子之间有间隙
分子都在不停地做无规则运动
分子 热运 动 （3）固、液、气都可扩散，扩散与温度有关；温度越高，分子运动______
___.
备注：分子运动与物体运动要区分开，用肉眼直接看到的物体的运动不能
用分子的热运动解释，也不是扩散现象，是宏观物体的机械运动，如尘土
飞扬、沙尘暴等
分子 间作 用力 分子间同时存在着相互作用的引力和斥力.
（1）分子间引力和斥力同时存在，且都随分子间距离的增大而减小，只是
斥力减小得更快.
（2）当分子间距离变小时，作用力表现为斥力；当分子间距离变大时，作
用力表现为引力.
（3）分子间距离很大时，分子间的作用力可以忽略不计.
越剧烈
续表
分子 间作 用力 备注：
（1）分子间引力和斥力同时存在.
（2）物体被压缩时，分子间距离变小，并不是分子变小.
（3）固体和液体很难被压缩是因为分子之间的斥力起主要作用.
（4）固体很难被拉断、胶水粘东西都是因为分子之间的引力起主要作用.
（5）破镜不能重圆是因为引力和斥力都非常小，几乎为零，而不是只受斥
力不受引力的作用
分子 动理 论 （1）常见的物质是由大量的分子构成的.
（2）构成物质的分子之间有间隙.
（3）一切物质的分子都在不停地做无规则运动.
（4）分子之间存在着相互作用的引力和斥力
续表
例2 （2023·兰州）打开中药包会闻到淡淡的药香味，这是______现象.慢火熬制，
等药汤沸腾后，药香味更加浓郁，这说明温度越高，分子运动越______（选填“剧烈”
或“缓慢”）.捆扎药包的细绳很难被拉断，是因为分子间存在______（选填“引力”或
“斥力”）.
扩散
剧烈
引力
2.内能#2
定义 构成物体的所有分子，其热运动的______与分子______的总和，叫作物体的
内能.
（1）分子由于热运动而具有的能叫分子动能，物体的______越高，分子热
运动的速度______，分子动能越大.
（2）分子之间存在相互作用力，因而分子具有______，称为分子势能
单位 焦耳
特点 物体在任何情况下都有内能，既然物体内部分子不停地运动着和分子之间存
在着相互作用力，那么内能是无条件存在的，无论是高温的铁水，还是寒冷
的冰块，一切物体都具有内能
动能
势能
温度
越大
势能
影响 物体 内能 大小 的因 素 （1）温度（最主要因素） 在质量、材料和状态相同时，物体的温度越
高，物体的内能越大.
（2）质量、材料、状态
备注 内能与机械能不同.机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能
量，它的大小与机械运动有关.内能是微观的，是物体内部所有分子的分子
动能与分子势能的总和.内能大小与分子做无规则运动的快慢及分子作用力
有关，这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动
续表
改变 内能 的方 式 热传 递 （1）热传递过程中，传递能量的多少叫作热量.
（2）热传递发生的条件：物体之间存在________.
（3）方向：热量从______物体传递到______物体.
（4）最终结果：高温物体内能减少，低温物体内能增加，持续到物
体的______相同为止
做功 （1）外界对物体做功，物体内能______
（2）物体对外界做功，物体内能______
做功和热传递在改变物体内能上是________，但做功和热传递改变内能的实 质不同，前者是能量的______，后者是能量的______ 温度差
高温
低温
温度
增加
减少
等效的
转化
转移
续表
3.温度、热量、内能的区别与联系#3
温度 热量 内能
概念 表示物体的__________ 表示物体在热传递 中传递______的多 少 物体内部所有分子的分子动
能与分子势能的总和
微观 实质 标志着物体内部大量分 子热运动的剧烈程度 物体内能的改变量 物体的内能与物体内部所有
分子的运动及相互作用有关
描述 术语 用“降低”“升高”“降低 到”“升高到”“是”等表 述 用“吸收”“放出”表 述 用“有”“具有”“改变”“增加”
“减少”等表述
冷热程度
能量
温度 热量 内能
联系 1）物体的内能改变，但温度不一定改变（如晶体熔化、液体沸腾）. （2）物体温度改变，物体的内能一定改变，但物体不一定吸收或放出热 量，因为做功也可以改变物体的内能. （3）热量是一个过程量，伴随着热传递的产生而出现、终止而消失；物体 本身并没有热量，不能说某个物体“具有”或“含有”热量，更不能“比较”两 物体热量的多少，只能说物体“吸收”或“放出”多少热量 续表
考点三 能量的转化和守恒
能量 的转 移和 转化 （1）能量的存在形式：机械能、内能、光能、电能、化学能、核能等.
（2）在一定的条件下，不同形式的能可以相互转化，如燃料燃烧将化学能
转化为内能、钻木取火将机械能转化为内能、电动机将电能转化为机械能等.
（3）能量形式没有发生变化是能量的转移，如热传递；能量形式发生变化
是能量的转化，如燃料燃烧时化学能转化为内能
能量 守恒 定律 能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形
式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总
量保持不变
例3 （2025· 省卷）油电混合动力汽车在减速制动时，可以将电动机作为发电机使用，
从而将汽车的一部分机械能转化为______（选填“电能”或“内能”）储存起来，这种能
量转化能够______（选填“升高”或“降低”）汽车在频繁制动过程中的能量损耗.
电能
降低
考点四 热机
1.热机#1
定义 利用______做功的机器叫作热机
种类 蒸汽机、内燃机（柴油机、汽油机）、汽轮机和喷气式发动机等
2.四冲程汽油机的工作原理#2
内能
示意图
工作冲程 吸气冲程 压缩冲程 ______冲程 排气冲程
进气门 打开 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动方 向 向下 ______ ______ 向上
能量转化 ______能转化为 ____能 ____能转化为 ______能
说明 1）每个工作循环分为四个冲程，做功冲程是内燃机中唯一对外做功 的冲程，其他三个冲程是依靠曲轴的惯性来完成的. （2）一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次 做功
向上
向下
机械
内
内
机械
续表
3.汽油机和柴油机的比较#3
汽油机 柴油机
构造 顶部有一个________ 顶部有一个________
吸气冲程 吸入__________________ 气体吸入______
点燃方式 点燃式 压燃式
效率 低 高
应用等 小型汽车、摩托车等 载重汽车、拖拉机
火花塞
喷油嘴
汽油和空气的混合
空气
例4 如图所示为汽油机工作循环中的______冲程.“涡轮增压”发动机能提供
足量的空气，使汽油更充分地燃烧，比普通发动机更节能；同样的汽油加在
“涡轮增压”发动机内与普通发动机内相比较，其热值________（选填“更大”
“一样大”或“更小”）.
压缩
一样大
例5 （2022·兰州）一台单缸四冲程汽油机，只有第三个冲程中燃气对外做功，其他
冲程是靠曲轴的______来完成的；若曲轴的转速为 ，则该汽油机每秒
做功____次.
惯性
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考点五 热值
定义 某种燃料__________放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值
单位
热值的 理解 （1）对于热值的概念，要注重理解关键词“某种燃料”“完全燃烧”.某种燃
料：说明热值与燃料的种类有关.完全燃烧：表明要完全烧尽.
（2）热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的______有关，与燃料的形
态、质量、体积等均无关
公式 _ __
完全燃烧
种类
燃料完 全燃烧 放出的 热量 或 （1）燃料燃烧放热公式的选择依据单位来确定.
如果单位是，公式选择 ；如果单位
是，公式选择 .
（2）燃料燃烧过程中将化学能转化为内能.
（3）不能误认为与成正比，与或 成反比
续表
例6 关于燃料及其热值，下列说法正确的是( )
C
A.没有燃烧的燃料，热值等于零
B.燃料完全燃烧时，它的热值最大
C.燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D.燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
考点六 热机的效率
定义 热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之
比
公式 _ _____
提高热机效率的途 径 （1）使燃料尽可能充分燃烧.
（2）尽量减少各种热损失.
（3）机件间保持良好的润滑，减小摩擦
实验探究
探究物质的比热容
实验 目的 比较不同物质的吸热能力 探究 方法 控制变 量法 控制物体的质量、升高的温度相同时，探究物体吸收的热量与物质
的种类是否有关
转换法 物体吸热的多少转换为加热时间的长短
器材 温度计、酒精灯、铁架台（带铁圈）、陶土网、搅拌器、烧杯、水、煤油 实验 装置 实验 步骤 器材安 装 自下而上
续表
实验 步骤 操作过 程 （1）取质量相等的水和煤油分别倒入两只烧杯中.
（2）观察并记录加热前两液体的初始温度 .
（3）分别给两液体加热，记下加热的开始时刻，并用搅拌器上下
搅拌.
（4）当一种液体的温度达到 时，计算该液体的加热时间，对另
一液体采用相同方法观察、记录.
（5）比较加热时间的长短
实验数 据
实验 结论 质量相等的水和煤油，升高相同的温度，吸收的热量不同 续表
例 为了探究不同物质的吸热能力，在两个相同的容器中分别装入质量相等、初温
相同的两种液体、 ，并且用相同的装置加热，如图甲所示.
（1）实验中，可以通过比较__________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映
两种液体吸收热量的多少.
加热时间
（2）加热到时，液体的温度如图乙所示，此时温度计示数是____ .
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（3）冬天，如果你想自制暖手袋，应选液体___（选填“”或“ ”）作为供暖物质，
其效果更佳.
（4）上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和__________法.
控制变量
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1.（2023· 省卷）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速
压下活塞，观察到硝化棉燃烧起来.在压下活塞的过程中，下列说法正确的是( )
D
A.气体的内能转化为活塞的机械能 B.筒内气体温度降低
C.筒内气体的内能不变 D.活塞对筒内气体做了功
2.（2021·兰州）农历五月初五是我国的传统节日——端午节，吃粽子是端午节的一
大饮食习俗.关于煮粽子、吃粽子的过程中所涉及的物理知识，下列说法中错误的是
( )
C
A.煮粽子时，粽子的内能增大是通过热传递实现的
B.高压锅煮粽子，利用了液体的沸点随气压增大而升高的原理
C.刚出锅的粽子，不能直接用手拿，是由于粽子含有的热量多
D.剥粽子时，粽叶与糯米粘在一起，是因为分子间存在引力
3.（2020·金昌）关于如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是( )
D
A.图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变
B.图乙：瓶内的空气推动塞子做功后，瓶内空气的内能增大
C.图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增大
D.图丁：气缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体的内能减小
4.（2025· 省卷）炎热的夏天洗完澡后身上有水，走动时会感到非常凉快，这是因
为身上的水蒸发______（选填“吸热”或“放热”）；附近的人能闻到沐浴露的香味，
这是由于分子在不停息地做____________.
吸热
无规则运动
5.（2024· 省卷）2024年，我省天水的麻辣烫火遍全国.在锅里煮食材是通过_______
___的方式增大食材的内能，麻辣烫香气四溢，这是______现象.
热传递
扩散
6.（2025· 省卷）用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒内气体
______（选填“做功”或“热传递”），使筒内气体内能增大，温度升高，此过程中的
能量转化与四冲程汽油机______冲程的能量转化相同.
做功
压缩
7.（2023· 省卷）汽车在刹车过程中，机械能转化为地面和轮胎的内能，这些内能
将无法自动地转化为汽车的机械能，这种现象说明自发的能量转化过程是有一定
______性的，但在能量的转化和转移过程中，能的总量__________（选填“不断减少”
“保持不变”或“不断增加”）.
方向
保持不变
8.（2024· 省卷）国产新型电动汽车具有各种“超能力”，其中“能量回收装置”是在
踩下制动踏板时，通过对电路的控制，使驱动电动机变为发电机，以发电机发电产
生的阻力来制动，此时，将______能转化为电能，再将电能转化为______能储存在
蓄电池里.
机械
化学
9.（2021·兰州）某热水器使用天然气作为燃料，天然气属于__________
（选填“可再生”或“不可再生”）能源.现将的水从加热到 ，若天然气
完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要___________ 的天然气.
不可再生
10.（2025·兰州模拟）小华利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与
吸热的关系”，操作如下：
（1）在两烧杯中分别装入初温相同、______相等的沙子和水.
质量
（2）用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温
度，其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为____ ，根据实验数据绘制成温度与
时间的关系图像如图丙所示.
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（3）实验中，通过比较________________来间接反映沙子和水吸收的热量.
（4）分析图像可知，____的吸热能力更强，沙子的比热容为__________ .
加热时间的长短
水
11.（2022·金昌）小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率.小华在水壶中
加入水，水的初温是 ，然后将水烧开，他观察天然气表发现此次烧水用了
天然气，天然气的热值为 ，水的比热容
，当地大气压为标准大气压.求：
（1）水吸收的热量 （不计水的热量损失）.
解：水的体积 ，水的质量
；在标准大气压下，水的沸点为
，即水的末温为；水吸收的热量 .
（2）天然气完全燃烧放出的热量 .
答案：天然气完全燃烧放出的热量 .
（3）天然气灶的效率 .
答案：天然气灶的效率 .
12.（2025·兰州）阅读短文，回答问题.
燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备，图示为某款燃气热水器的结构、原
理图.使用燃气热水器时，先通电，绿色指示灯亮起，再打开冷水阀和燃气管上的燃
气阀，之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生
的高温烟气，此时红色指示灯亮起，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，
将从处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从 处源源不断流出热交换器，低温
烟气从排烟管排出，关闭热水阀时，热水器停止加热.
该燃气热水器的技术参数如下表所示，
“额定耗气量”的含义是热水器正常工作1小
时消耗的燃气体积.
适用燃气 天然气
热值
额定耗气量
燃气热水器的热效率通常指热水器有效利用
热量的效率.能效等级是根据热效率来划分的，其
中三级能效的热效率不得低于 ，二级能效的
热效率不得低于 ，而一级能效的热效率则不
得低于 .
（1）某次洗浴，热交换器在 内使质量为
（2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作 .若该过程燃气完全燃烧，
则放出的热量为________ .
（3）请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于____级.
二
的水的温度升高，则该过程中水吸收的热量为__________ .［水的比热
容

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