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第五章　内能与热机
1. 内能
(1)定义：物体内所有分子无规则运动的①______与分子②______的总和，叫做物体的内能。单位是焦耳(J)。
(2)影响物体内能大小的因素：同一物体，状态不变时，温度越高，其内能③______。此外，内能还与物体的质量、状态有关。
物体的内能
动能
势能
越大
2．改变物体内能的方式
转移
转化或转移
3. 热量
(1)定义：在热传递过程中，物体间⑥______传递的多少叫做热量，它是一个过程量。单位是焦耳(J)。
(2)与内能的关系：在热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。
内能
“钻木取火”是我国古代神话故事中的一个典故，火的出现使古人摆脱了吃生食物的困境，下列说法正确的是(　　)
A．钻木取火是通过热传递的方式改变物体内能的
B．生火后会有青烟飘起，青烟飘起说明分子在不停地做无规则运动
C．用火烧水的过程中，热量是从锅传递给水的
D．未煮过的食物由于温度较低所以没有内能
C
1. 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)的热量与它的⑦______和升高(或降低)温度的乘积之比，叫做这种物质的比热容，用符号c表示。
2．单位：⑧______________。
3．物理意义：单位质量的某种物质，温度降低1 ℃所放出的热量，与它温度升高1 ℃所吸收的热量⑨______，数值上也等于它的比热容。
物质的比热容
质量
J/(kg ℃)
相同
4．水的比热容大的应用：培育秧苗时，傍晚灌水，白天放水；汽车发动机的冷却剂；北方暖气片中的循环水。
5．热量的计算
(教材图片)水是生命之源，它在生活中的用途非常广泛。我国北方地区冬季贮菜时，人们常在地窖里放几桶水，这是利用水的______(填物态变化名称)放热，以防止地窖里的菜被冻坏。如图所示，冬季在房间里，暖气片里充热水取暖，这是利用水的__________________。
凝固
比热容较大的特性
1. 定义：把燃料燃烧时释放的⑩______转变为机械能的机器被称为热机。
2．种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
3．内燃机四冲程示意图及特点
热机
冲程名称 吸气冲程 ______冲程 ______冲程 排气冲程
图示
进气门开闭情况 打开 关闭 关闭 关闭
内能
压缩
做功
排气门开闭情况 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动方向 向下 向上 向下 向上
能量转化 － ______能转化为 ____能 ____能转化为 ______能 －
四冲程内燃机在一个循环中，活塞往复运动2次，气缸内燃油爆发性燃烧1次，对外做功1次 机械
内
内
机械
从轮船、火车到现在的概念车等生活中常见的交通工具，其动力大都来源于内燃机。下列对内燃机的有关叙述中，不合理的是(　　)
A．内燃机靠产生的高温、高压燃气做功
B．在内燃机的热量损失中，废气带走的能量最多
C．汽油机压缩冲程中燃料混合物的温度升高，内能增加
D．四冲程内燃机的吸气、压缩和做功冲程靠飞轮的惯性完成
D
1. 燃料的热值
(1)定义：某种燃料 __________放出的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值，用符号 ___表示．
(2)热值的单位：焦每千克(或焦每立方米)，符号是 _________(或J/m3)。
(3)特点：热值的大小与燃料的形状、体积、质量等无关，只与燃料的 ______有关。
热机的效率
完全燃烧
q
J/kg
种类
2．热量的计算
3．热机效率
(1)定义：热机运转中，对外做的 ________与燃料完全燃烧所释放的能量的比值，叫做热机的效率，用η表示。
有用功
2021年10月19日11时30分，我国自主研制推力达500 t的整体式固体火箭发动机试车成功。固体发动机主要使用的丁羟这种固体燃料，原因是丁羟具有较大的(　　)
A．比热容 B．沸点
C．热值 D．熔点
C
常考命题点
1. 主要实验器材及作用
(1)热源：选择相同的热源，以保证加热相同的时间物质吸收的热量相同。
(2)选择电加热器：内部热源，加热稳定。
比较不同物质的吸热能力
2．实验方法(控制变量法)
(1)控制加热相同的______，通过不同物质温度变化的快慢来判断物质吸热能力的强弱(温度变化快的物质吸热能力弱)。
(2)控制升高相同的______，通过加热时间的长短来判断物质吸热能力的强弱(加热时间短的物质吸热能力弱)。
3．相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同；相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量一般不同。
时间
温度
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且______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____℃。根据实验数据绘制温度与时间的关系图像，如图丙所示。
39
(3)实验中，是通过比较________________来间接反映沙子和水所吸收的热量多少。
(4)分析图丙可知，对于质量相等的沙子和水，升温较快的是______；若使两者升高相同的温度，则____吸收的热量较多。由此可见____更适合作为汽车发动机的冷却液。
加热时间的长短
沙子
水
水
(5)该小组同学将实验装置改装并设计了图丁的装置，与原装置相比，该设计方案的优点是___________________________________________________
___________________。
避免两次加热，用同一热源加热确保在相等的时间内吸收
的热量相等　
(6)如图戊所示，如果把物质吸热升温和容器盛水水面升高做类比，比热容和容器的下列哪个属性类似____。
A．高度　　　　
B．容积
C．底面积　
D．表面积
C
1．(2022 遵义27题4分)今年端午节期间，某同学一家驾驶小汽车从遵义城区前往赤水探亲，全程250 km。 用时约3.25 h，该小汽车全程的平均速度约____km/h(计算结果保留整数)；该小汽车的发动机是汽油机，汽油机工作时主要通过______方式改变气缸内气体的内能。
改变内能的方式
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做功
2．(2020 贵阳14题2分)内燃机的问世极大改善了人类的交通运输方式，但同时也带来许多环境污染问题，如四冲程内燃机工作时就因______冲程排放的废气对大气造成污染。
对热机冲程的理解
排气
3．(2019 贵阳15题4分)柴油机压缩冲程中，随着活塞的运动，气缸内空气密度不断______(选填“增大”“减小”或“不变”)，这时活塞的机械能转化为被压缩空气的____能，使其温度更高、压强更大。
【解析】柴油机压缩冲程中，随着活塞的运动，外界对气缸内气体做功，气缸内空气体积减小，密度不断增大，这时活塞的机械能转化为被压缩空气的内能，使其温度更高、压强更大。
增大
内
4．(2022 毕节10题3分)2022年6月3日，是我国的传统节日——端午节。下列关于端午节煮粽子的说法中错误的是(　　)
A．煮粽子的过程中，粽子的内能增大是通过热传递实现的
B．很远就能闻到煮熟的粽子香味是因为分子不停地做无规则运动
C．刚出锅的粽子，不能用手直接拿，是因为粽子含有的热量太多
D．用高压锅煮粽子，利用了液体的沸点随气压增大而升高的原理
热学综合考查
C
5．(2019 遵义30题4分)炒菜时，用天然气将质量为0.05 kg的食用油从25 ℃加热到145 ℃，食用油吸收了__________J热量；若天然气完全燃烧释放的热量有40%被食用油吸收，则需完全燃烧____________m3天然气。[c食用油＝2.0×103 J/(kg ℃)，q天然气＝4.0×107 J/m3]
1.2×104
7.5×10－4

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