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夯实基础过教材
第十二章 内能 内能的利用
知识框图
考点梳理
知识精讲练
考点1 分子热运动
考点2 内能
考点3 比热容
考点4 热机
考点5 热机的效率
考点6 能量的转化和守恒
考点 1
分子热运动
1.物质的构成
（1）物质的构成：常见的物质是由极其微小的粒子——①______和② ______构成的。分子很小，人们通常以10-10 m为单位来度量分子。
分子
原子
（2）微观粒子的空间尺度（由大到小）
（3）宏观世界尺度（由大到小）
分子 原子
原子核
质子
中子
③________
银河系
太阳系
其他行星
地球
其他恒星系
核外电子
(4)原子核式模型：原子的核式模型与太阳系中行星们的运行轨道模型十分相似，其中④ ________相当于太阳，⑤ ________相当于行星。
2.分子热运动
（1）定义：一切物质的分子都在⑥________________运动，物体温度越高，分子运动越剧烈。
原子核
核外电子
不停地做无规则
（2）扩散现象
定义：不同的物质在⑦___________时彼此进入对方的现象（固体、液体、气体均可发生扩散现象）。
影响因素：扩散现象的剧烈程度与⑧ _____有关，⑨ _____越高，扩散现象越⑩ _____。
（3）常考举例：“墙内开花墙外香”、烟味扩散、香气弥漫、打开醋瓶闻到醋味、茶香、饭菜味扑鼻而来、郁金香的阵阵花香等
相互接触
温度
温度
明显
3.分子间的作用力
(1)分子之间存在 ________，如被紧压在一起的铅柱很难被分开；分子之间还存在 _______，如液体固体很难被压缩。
（2）特点:a.当固体被压缩时，作用力表现为 _______。
b.当固体被拉伸时，作用力表现为 ________。
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引力
斥力
引力
斥力
c.气体分子相距较远，彼此之间几乎没有作用力。因此气体具有流动性，容易被压缩。
4.分子动理论：常见的物质是由大量的分子、原子构成的；组成物质的分子在永不停息地做 _______运动；分子之间存在 ______和 ______.
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无规则
引力
斥力
考点 2
内能
1.内能
（1）定义：构成物体的所有分子热运动的①______与② ______的总和。
（2）单位：焦耳，符号为J。
（3）特点：a.一切物体，不论温度高低，都具有内能。如：炙热的铁水、冰冷的冰块都具有内能；
b.同一物体，在相同的物态下，温度越高，分子热运动越③ ______ ，内能越④ ______ ；温度降低时，内能⑤ ______。
动能
势能
剧烈
大
减小
2.改变物体内能的方式
方式 热传递 做功
实质 能量的⑥_____ 能量的⑦ _________
条件 物体之间或物体各部分之间存在⑧ _____ 物体对外做功或外界对物体做功
转移
相互转化
温度差
方式 热传递 做功
举例 炙手可热，烧火取暖，炒菜时锅铲发烫，铁丝在火炉中烧得通红，消毒柜内加热杀菌，太阳能烧水等 小孩从滑梯滑下臀部有灼热感，刹车时刹车片发热，铁丝多次弯折发热，搓手手心发热
联系 做功和热传递对改变物体的内能是⑨_____的，一个物体温度升高，有可能是对物体做了功，也有可能发生了热传递。
等效
考点 3
比热容
1.比热容
（1）定义：一定质量的某种物质，在温度升高时所吸收的热量与它的①_____和② ___________的乘积之比，用符号c表示，单位是焦每千克摄氏度，符号是③ ___________。
（2）物理意义：表示物质吸热或放热能力强弱的物理量。
质量
升高的温度
J/（kg·℃）
（3）特性：比热容是反映物质自身性质的物理量．比热容与物质的种类和状态有关，与物质的质量、温度和吸收（或放出）的热量的多少④_____；不同的物质，比热容一般⑤ _____。同种物质的不同状态的比热容也可能不同，如水与冰。
无关
不同
（4）水的比热容大的应用
应用 实例
作冷却剂 常用作冷却剂，如给汽车的刹车片或轮胎降温；给发动机降温
调节气候 万峰湖的修建调节了昼夜温差，海洋对全球气候起调节作用，修建人工湖调节气温
2.热量
（1）定义：在热传递过程中，传递能量的多少，用符号⑥______表示。
（2）单位：焦耳,符号为⑦ ______。
（3）与内能的关系：物体吸收热量时内能⑧______，放出热量时内能⑨ ______;物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越⑩______。
Q
J
增大
减少
大
3.热量的计算
（1）吸热公式：
Q吸＝ _____
Q吸表示 ___________，单位是 _____
c表示 ___________，单位必是 ______________
m表示质量，单位必是kg
t0为初温，t为末温
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cm（t-t0）
吸收的热量
J
比热容
J/（kg·℃）
（2）放热公式：Q放＝ ______________。
注：计算时注意题中温度的表述，“升高（降低）到某一温度”表示末温；“升高（降低）了多少温度”表示温度的变化量Δt。
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cm（t-t0）
考点 4
热机
1.热机
（1）定义：利用内能做功的机械。
（2）工作原理：燃料的化学能 内能 机械能。
（3）分类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
（4）内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，分为汽油机和柴油机。
燃烧
做功
2.汽油机
（1）四冲程汽油机是由吸气、①_______、② _____、排气四个冲程的不断循环来保证工作的。
（2）汽油机四冲程示意图
吸气
冲程 ③____
冲程 ④ ____
冲程 排气
冲程
示意图
压缩
做功
压缩
做功
进气门 ⑤____ 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭 ⑥ _____
火花塞 熄灭 熄灭 点燃 熄灭
活塞运
动方向 向下 ⑦_____ ⑧ _____ 向上
能的
转化 无 ⑨ _____能转化成
⑩ _____能 _____能转化成
_____能 无
11
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打开
打开
向上
向下
机械
内
机械
内
考点 5
热机的效率
1.燃料的热值
（1）定义：某种燃料①__________放出的热量与其质量之比，用符号 ② ______表示。
（2）单位：焦每千克(焦每立方米)，符号是③ ______ （J/m3）。
完全燃烧
q
J/kg
（3）物理意义：热值在数值上等于④ ______某种燃料完全燃烧放出的热量。煤气的热值约3.9×107 J/m3，表示每燃烧⑤ ______的煤气放出3.9×107 J的热量。
（4）特点：热值是燃料的一种属性，与燃料的形状、体积、质量⑥______，只与燃料的⑦ ______有关。
1 kg
1 m3
无关
种类
2.利用热值计算热量
a. Q=⑧______
(固体、液体)
q表示热值，单位为J/kg
m表示质量，单位必为kg
Q表示热量，单位必为J
变形公式：求质量
qm
b. Q=⑨______
(气体)
q表示热值，单位为J/m3
V表示体积，单位必为m3
Q表示热量，单位必为J
变形公式：求体积
qV
3.热机的效率
（1）定义：热机工作时，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧时放出的能量之比，用⑩______表示。
（2）公式
a. η＝ (适用液体、固体)
b. η＝ （适用气体）
η
（3）提高燃料利用率的措施
a.让燃料燃烧更充分；
b.在设计和制造过程中，不断改进和创新，以减少各种能量损失；
c.设法利用废气的能量。
考点 6
能量的转化和守恒
1.能量的转化：在一定条件下，各种形式的能量是可以相互①_______的。
2.能量守恒定律
能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式② _______为其他形式，或者从一个物体③ _______到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量不变。
转化
转化
转移
教材图片解读
命题点：扩散现象的解释
1.如图所示，有两个瓶子，其中一个空瓶子，另一个瓶子装着红棕色二氧化氮气体，使这两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开．抽掉玻璃板后，我们看到的现象是两个瓶子内的气体会混合在一起，最后颜色变得均匀，这个现象叫_______。在实验开始前，______瓶子里装的是二氧化氮气体。
乙
扩散
命题点：分子间的作用力
2.如图所示，将两个铅柱的底面削平并紧紧地压在一起，两个铅柱就会结合起来，甚至下面吊一个重物都不能分开，这是因为铅柱的分子间存在________。
引力
命题点：能量转化、内能、分子间的作用力
3.如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速压下，棉花就会立即燃烧，这个过程将______能转化为_____能，是通过______的方式增大内能的；活塞下压过程中，气体的内能_____（选填“增大”“减小”或“不变”）；气体容易被压缩，是因为气体分子之间距离_____（选填“较大”或“较小”）。
较大
机械
内
做功
增大
命题点：能量转化、机械能及其转化
4.如图所示，小球在弹跳过程中，由于克服阻力做功，部分机械能转化为______，所以高度越来越_____，当小球从地面反弹到最高点过程中，重力势能_____，动能_____（后两空选填“增大”“减小”或“不变”）。
减小
内能
小
增大
难点、易错点突破
突破 1
温度、内能和热量的理解
温度、内能与热量间的关系：
(1)温度：表示物体的冷热程度，是一个状态量，只能说一个物体的温度是多少
析
易
错
辨
(2)内能：是一个状态量,只能说“具有”、“增加”或“减少”。
(3)热量：是一个过程量，只能用“吸收”或“放出”描述
析
易
错
辨
例1 “今天的天气真热啊!”这里的“热”是指_____ ；物体的熔化需要吸热，这里的“热”是指 _____ ；双手相互摩擦可以生热，这里的“热”是指 ______（均选填“温度”“热量”“或“内能”）。
例2（1）物体温度升高，它的内能一定增加( )
理由:________________________________________
（2）物体吸收了热量，它的温度一定会升高( )
理由：___________________________________________
内能
温度
热量
√
温度升高，分子运动越剧烈，分子的动能增加，内能增加
×
吸收热量，温度不一定升高，如：冰熔化过程中内能增加，但温度不变
（3）物体温度升高，一定是吸收了热量( )
理由：___________________________________________
（4）一块0 ℃的冰没有内能( )
理由： __________________________________________
（5）高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增加( )
理由： __________________________________________
_________________________________________________
温度升高时，内能增加，可能是吸收了热量，也有可能是外界对物体做功
×
分子在不停地做无规则运动，分子的动能不为0，内能不为0
×
√
热传递过程中，热量由高温物体转移到低温物体，此时
高温物体放出热量，内能减小，低温物体吸收热量，内能增大
（6）物体内能增加，一定是外界对物体做了功( )
理由：_____________________________________________
___________________________________________________
（7）把-10 ℃的冰块放在0 ℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块的内能会增加( )
理由：_____________________________________________
_________________________________________________
改变物体的内能有两种方式：做功和热传递；物体内
能增加，可能是外界对物体做功，也有可能是发生了热传递
×
√
热传递是从高温物体传递到低温物体，冰的温度低
于环境温度，此时冰吸收热量，分子动能增加，内能增加
突破 2
热量及热效率的相关计算
例3（1）将10 L初温为25 ℃的水加热至沸腾，水吸收的热量为___________J。［c水=4.2×103J/（kg·℃）］
（2）0.8 kg煤完全燃烧放出的热量是____________J。（q煤=3×107J/kg）
（3）将一杯温度为25 ℃的纯净水放入冰箱，一段时间后，水的温度降低到5 ℃，这杯纯净水的内能减少了4.62×104 J，则这杯水的质量为_____kg。［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］
3.15×106
2.4×107
0.55
（4）一标准大气压下，质量为500 g，初温为20 ℃的水吸收1.89×105 J的热量，水温升高______℃。［c水=4.2×103 J/（kg·℃）］
（5）用煤炉将100 kg初温为25 ℃的水加热至100 ℃，消耗煤的质量为1.2 kg，假设煤完全燃烧，则煤炉工作的效率为_______。
80
87.5％
（6）用功率为“220 V 1 000 W”的电热水器将10 kg　初温为25 ℃的水加热至100 ℃，电热水器的工作效率为70％，则电热水器正常工作的时间为______min。
75
实验
比较不同物质吸热的情况
1.测量工具（秒表、天平、温度计）
2.实验器材的组装顺序（自下而上）
3.温度计的使用及读数
4.选择相同的热源（保证相同加热时间内两种物质吸收的热量相同）
实验突破
命
题
点
5. 控制变量法的应用
①取质量相同的水和食用油分别放入两烧杯中。
②实验中选用相同规格的电加热器给水和食用油加热相同时间，使两种物质吸收的热量相同。
6.转换法的应用
①加热相同的时间，通过比较温度变化的快慢来判断物体的吸热能力（温度变化快的吸热能力弱）
命
题
点
②升高相同的温度，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱（加热时间长的物体吸热能力强）
7.判断物质的吸热能力
8.热量的相关计算
命
题
点

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