第5节 物体的内能 学案(含答案)

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第5节 物体的内能 学案(含答案)

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物体的内能复习
物质和物体
物体:具体的一个东西,有一定的形状、大小、占据空间。
物质:构成的物体的材料。
例:水是物质,一杯水是物体。
物质的构成
由微观粒子(分子、原子、离子)构成。
微观粒子无规则运动,称为热运动。(通过扩散现象可以证明)
内能(俗称热能)
做热运动的分子具有分子动能。
分子间存在斥力和引力,当分子间距离发生变化时具有的势能叫分子势能。
物体内部所有粒子热运动的动能和势能的总和,叫做物体的内能,俗称热能。(对比机械能进行理解就更容易)。
1)一切物体在任何情况下都具有内能。
2)对同一物体而言,温度越高,内能越大。
3)温度相同时,物体所含的粒子数越多,即质量越大,内能也越大。
4)内能的大小不仅仅与温度的高低有关,所以不同的物体不能仅根据温度的高低判断其内能大小。
四、内能的改变
物体的温度发生变化,它的内能也发生变化。那么要改变一个物体的内能,有哪些方法?
温度不同的两个物体之间会发生热传递。在热传递过程中,温度高的物体放出热,温度降低,内能就减少;温度低的物体吸收热,温度升高,内能增加。因此,热传递(传导、对流、辐射)可以改变物体的内能。
热传递实质:内能的转移。
发生热传递的条件:接触的物体间或物体不同部分存在温度差
热传递的方向:从高温物体传递到低温物体,或从同一物体的高温部分传递到低温部分
热传递的结果:温度相等
做功改变物体的内能
做功实质是其他形式的能量与内能的相互转化。
总结:做功和热传递是两个不同的过程,实质也不同,但是在改变物体的内能上是等效的。
判断:
0℃的冰内能为零( )
机械能为零的物体,内能一定为零( )
物体的温度升高,内能一定增加( )
物体吸收热量,内能一定增加( )
温度高的物体,内能一定大( )
【课堂提高】
下列现象中,通过热传递来改变内能的是( )
物体的温度升高了,这表明( )
A.物体内分子运动加剧,内能增大了
B.物体内部分子间的作用力增大了,内能增大了
C.物体内部每个分子的内能增大了,所以总内能增大了
D.物体内部分子的距离增大了,物体的机械能增大了
关于热量和热传递,下列说法中正确的是( )
A.温度高的物体含有的热量一定多
B.比热容大的物体含有的热量一定多
C.热量总是从含有热量多的物体传递到含有热量少的物体
D.热量总是从温度高的物体传向温度低的物体
下列说法正确的是( )
A.对物体做功,物体的内能一定增大
B.质量相等的两个物体,速度大的那个物体内能一定大
C.1000℃的铁块具有内能,0℃的冰不具有内能
D.晶体在熔化过程中,继续吸收热,温度不变,内能增大
关于温度、热量、内能说法正确的是( )
A.物体内能减少,不一定是物体放出了热量
B.物体吸收了热量,它的温度一定升高
C.质量相同时,温度升高较多的物体吸收的热量一定多
D.相互接触的两个物体,热量总是从内能多的物体传向内能少的物体
关于物体的内能,下列说法正确的是(  )
A.相同体积的0℃的冰和0℃的水比较,0℃的冰的内能较小
B.物体内能增大时,一定是外界对物体做了功
C.物体内能减小时,一定是放出了热量
D.物体内能减小时,它的温度一定降低
关于内能,下列说法中正确的是(  )
A.0℃的物体没有内能 B.热量总是从内能大的物体向内能小的转移
C.物体具有内能,也可以同时具有机械能 D.物体的内能大小与温度无关
下列关于热现象的说法中正确的是(  )
A.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
B.发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体
C.在汽油机的压缩冲程中,内能转化为机械能
D.集中供暖采用热水循环,是利用了水的比热容较大的性质
关于温度、内能和热量,下列说法正确的是(  )
A.物体温度保持不变时,其内能可以改变
B.热传递过程中,热量总是从内能多的物体向内能少的物体转移
C.热机工作时的压缩冲程,将内能转化为机械能
D.用锯条锯木板,锯条的温度升高,是由于锯条从木板吸收了热量
小徐购买了一个恒温杯垫,在冬天就能喝上温热的牛奶了。小徐关于温度、热量和内能等的看法正确的是( )
A.牛奶的温度与恒温杯垫相同时,不再发生热传递
B.把牛奶放在恒温杯垫上,垫的温度越高牛奶所含热量越多
C.牛奶的温度不变,内能一定不变
D.小徐喝下牛奶,牛奶的温度传递给了他
热机
利用内能做功的机械。
是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械中的一类。
常见热机有:蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机等。
内燃机:
燃料在机器气缸内燃烧的热机。绝大多数汽车上用的动力装置。
以汽油为燃料的内燃机叫做汽油机,以柴油为燃料的内燃机叫做柴油机。
汽油机的一个工作循环:
吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。完成一个工作循环活塞往复2次,曲轴转动2周,向外输出1次功。
吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,汽油机除吸入空气,还吸入汽油;
压缩冲程:进气门和排气门都关闭,压缩冲程将机械能转化为内能。
做功冲程:进气门和排气门都关闭,汽油机在压缩冲程末火花塞点火,气缸内的混合气体燃烧对外做功。
排气冲程:进气门关闭,排气门打开,废气随活塞的上行被排出。
【课堂提高】
热水瓶的瓶塞会跳起来,如图甲,汽车中的汽油机在工作,如图乙(一个冲程), 那么有( )
A.瓶内水蒸气内能增加
B.瓶内热水通过对瓶塞做功将热量传递冷空气
C.瓶塞跳起的过程与图乙所示的原理相似
D.汽油机的排气冲程中两个气门都打开
航母上简化的蒸汽弹射装置, 能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度,如图甲。汽油机的工作冲程,如图乙。下列哪种说法不符合实际( )
A.牵引索与蒸汽活塞连接的两个滑轮均是定滑轮
B.舰载机获得的牵引力是因为气缸内的蒸汽体积膨胀,从而推动活塞
C.气缸内的蒸汽推动活塞后,内能增加
D.从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时与图乙中C所示的原理相似
如图甲所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间以后,塞子被试管内水蒸气推出。塞子被试管内水蒸气推出这一过程中发生的能量转化是_________。图__________所示的汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的(选填“乙”、“丙”或“丁”)。
如图是生活中常用的热水瓶。当注入一定量的热水后,立即盖上软木塞,有时软木塞会跳起来,这一过程瓶内气体通过______改变了内能。如图是四冲程汽油机的工作示意图,其中_______ 图(选填 A 或 B 或 C 或 D)所示的冲程也发生同样的能量转化。
热机的应用和发展推动了社会的快速发展,图甲是汽油机工作示意图,据图回答:
每一只气缸都循环往复地重复“四个冲程”,其中产生“巨大爆发力”由图甲中_______(选填字母)冲程实现。
在演示如图乙所示的“压缩气体做功”实验中,如果要重复演示,则需拔出活塞后将后玻璃筒甩几下,其目的与内燃机的_________(选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”)冲程的原理相似。
下列关于汽油机等热机的说法正确的是________
A.使汽油燃烧更充分,可以提高汽油的热值
B.通过技术改良,可以使汽油机的效率达到100%
C.热机的大量使用排除废气,严重污染了空气
D.一台汽油机的转速为2400r/min,则它每秒钟做功40次
如图甲所示,在玻璃筒底部放一小团浸有乙醚的棉花,快速压下活塞,观察到棉花燃烧。此实验可得出的结论是:对______________(选填“浸有乙醚的棉花”或“筒内气体”)做功,它的内能会增大。如图乙所示为单缸四冲程汽油机工作过程中的四个冲程,其中_______(选填字母)与上述实验过程中能量的转化是一致的。若该汽油机的曲轴转速是3600转/分钟,则其每秒对外做功_______次。
一、热量
在热传递过程中,传递的能量的多少叫热量,用Q表示。热量是物体内能转移多少的量度,可以度量物体内能的变化。
物体本身没有热量,只有发生了热传递过程,有了内能的转移,才有热量,它是一个过程量,存在于热传递过程中,我们不能说“含有或具有多少热量”。
热量的大小与物体本身内能的多少和温度的高低没有关系。
热量的计算:Q=cm△t或Q=mq
【课堂提高】
魔术“烧不坏的手帕”,将酒精与水按质量比1:1混合,再将一块干的棉质手帕浸泡到混合液中,完全浸润后取出手帕立即点燃,发现手帕剧烈燃烧,待火焰熄灭后,手帕完好无损,但比较潮湿。对此魔术同学们做了相关解释,正确的是( )
A.酒精燃烧释放的热量,会完全被手帕和水吸收
B.手帕上的水吸热后汽化,吸收了较多的温度而使手帕烧不坏
C.燃烧结束后手帕略有升温,但手帕的内能一定没有增加
D.欲使燃烧后的手帕更干些,可适当提高混合液中酒精的比例
最新一款无人驾驶汽车以一定的速度匀速直线行驶8km消耗汽油1.2千克(汽油热值为4.5×107J/kg),假设汽油完全燃烧,放出热量________ J;若其中30%的能量为推动汽车前进的机械能,则为_______ J,受到的阻力是__________N。
近年来,我国多个城市成功实现氢燃料新能源公交车投放使用。某氢能源公交车在一次行驶过程中消耗了3kg的氢燃料,已知水的比热是4.2×103J/kg·℃,氢燃料的热值为1.4×108J/kg,求:
3kg氢燃料完全燃烧,放出_______J热量;
若该3kg氢燃料完全燃烧放出的热量全部被质量为4000kg、温度为20℃的水吸收,求水升高的温度。
参考答案
判断:(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)×
【课堂提高】
A 2.A 3.D 4.D 5.A 6.A 7.C 8.D 9.A 10.A
【课堂提高】
C 2.C 3.内能转化为机械能;丁;4.做功;C; 5.(1)C;(2)排气;(3)C 6.筒内气体;B;30
【课堂提高】
1.D 2. 5.4×107J;2025N 3.(1)4.2×108J;(2)25℃

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