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2024年物理中考一轮复习
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/热和能整章思维导图/
热和能
物质的构成
常见物质是由分子、原子构成的
分子热运动
扩散
不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象
气体扩散现象
两个瓶子内的气体会混合在一起，最后颜色变得均匀
两种气体发生了扩散现象
现象
结论
热和能
物质的构成
常见物质是由分子、原子构成的
分子热运动
扩散
不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象
两种液体之间的界限明显，后来观察到两种液体之间的界面变得模糊了
两种液体发生了扩散现象
现象
结论
热和能
物质的构成
常见物质是由分子、原子构成的
分子热运动
扩散
不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象
固体之间也可以发生扩散现象
结论
实验
热和能
发现墨水在水中随意的扩散且热水中的墨水扩散的更快
一切物质的分子都在不停的做无规则的运动
温度越高，分子运动越剧烈
一切物质的分子都在不停的做无规则的运动，而且温度越高，分子运动越剧烈
影响扩散快慢的因素
现象
结论1
结论2
结论
因为分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动
本实验说明影响扩散快慢的因素是温度
分子之间有缝隙
热和能
（2）当固体被拉伸时，分子间的距离变大，作用力表现为引力
分子间引力和斥力
分子之间的引力和斥力同时存在，只是对外表现不同：
（1）当固体被压缩时，分子间的距离变小，作用力表现为斥力
分子动理论
（3）分子之间存在引力和斥力；
（1）常见物质是由大量的分子、原子构成的；
（2）物质内的分子在不停地做热运动；
热和能
运动着的足球具有动能
运动着的分子也有动能——分子动能
内能
结论1
石块因为地球的吸引而下落
石块和地球相互吸引具有势能
结论2
相互吸引的分子也具有势能——分子势能
运动的分子也具有动能
被压缩的弹簧的各部分互相排斥而具有势能
相互排斥的分子也具有势能
互相排斥的分子也具有势能——分子势能
结论3
热和能
内能
内能是不同于机械能的一种能量
注意
一切物体都具有内能
单位
焦耳，符号：J
影响因素
温度、质量、体积、状态等
温度
分子热运动越剧烈
分子动能越大
质量
分子个数越多
所有分子动能、势能总和越大
体积和状态
分子间的距离
分子间作用力
分子势能
3、物体的内能在任何情况下都不会为零，而物体的机械能可以相对为零；
1、物体的内能大小是物体能量的微观表现；
2、物体的机械能是物体能量的宏观表现；
物体内部所有分子做无规则运动的分子动能与分子势能的总和
热和能
改变内能的方式
思考
你怎样让一段50 cm的铁丝温度升高呢？
使铁丝
温度升高
用火烧
太阳晒
用手捂
用温度更高的
物体使铁丝温
度升高
用手搓
在地上摩擦
用锤敲
反复弯折
温度升高的
过程，往往
伴随着运动
热
传
递
做
功
热和能
改变内能的方式
转移内能
高温物体
内能减少
内能增加
热量
热传递
温度不同的物体相互接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低，这个过程叫热传递
低温物体
内能的转移
条件
温度差
方向
能量从高温物体传递到低温物体
结果
物体温度相同
实质
热传递中，传递的能量的多少叫热量。
即“热量”是一个过程量，只能说“吸收”或“放出”了热量，不能说物体含有热量。
注意
热和能
改变内能的方式
做功
外界对物体做功，物体内能增加；物体对外界做功，物体内能减小
搓手时手变热了
滑下时摩擦发烫了
钻木取火
克服摩擦对物体做功
物体内能增加
热和能
做功
达到硝化棉的燃点，硝化棉燃烧
迅速把活塞压下
玻璃筒内的硝化棉燃烧
做功改变内能就是把机械能转化成内能
演示
现象
原因
活塞压缩气体时，对空气做功
空气的内能增加，温度升高
实质
热和能
做功
活塞密封住的瓶子底部有少量的水，不断用气筒打气
当塞子跳起来时，瓶口有雾状的白雾
演示
现象
原因
气体膨胀，把塞子冲开的过程，气体对塞子做功，把瓶内气体的内能转化成塞子的机械能，气体内能减少，温度降低，水蒸气液化成雾状小水滴。
热和能
做功的实质
外界对物体做功
机械能转化为内能
内能增加
物体对外做功
内能转化为机械能
内能增加
做功改变内能的实质：
能量的转化
热和能
比热容
一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比
符号
C
单位
焦每千克摄氏度，符号是J/(㎏·℃）
例如：水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）
物理意义
１千克的水温度升高10℃时吸收的热量是4.2×10３J
实质
1、反映了物质吸热的本领；
2、物质对冷热反应的灵敏程度；
比热容越大，吸热本领越强
比热容越小，对冷热反应越灵敏
热和能
探究物质的比热容
2.把一壶水烧热和烧开，哪种情况加热时间长？
物体吸收热量的多少跟哪些因素有关？
实验思考
1.用同样的炉火加热，一壶水容易烧开还是半壶水容易烧开？哪个加热时间长？哪个吸热更多？
实验发现
加热时间长短可以反映水吸热的多少；
加热时间越长水吸收的热量就越多；
针对同一种物质，吸收热量的多少和物质的质量、升高的温度都有关系。
相同质量的不同的物质吸收热量一样多吗？
提出问题
热和能
探究物质的比热容
不同的物质吸热的性质可能不同
猜想假设
实验器材
温度计、烧杯、水、食用油、搅拌器、酒精灯或电热器等
实验设计
②质量相等的水和食用油吸收相同的热量（吸热时间相同），比较升高的温度；
①质量相等的水和食用油升高相同的温度，比较吸收热量的多少（即比较加热时间）；
热和能
探究物质的比热容
实验步骤
4、用秒表测量并计算两种液体温度从t1达到相同的温度t2所用的时间t；
1、取质量相同的水和食用油分别倒入两只相同的烧杯中；
2、用温度计测出加热前两液体的温度t1并记录；
3、用规格相同的电加热器(或火焰相同的酒精灯)分别对水、食用油加热，加热过程中用提拉搅拌器搅拌；
加热时间越长的液体，从热源吸收的热量越多
实验方法
控制变量法、转换法
热和能
探究物质的比热容
实验数据
时间／min ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８
食用油的温度／０Ｃ 21 28 34 42 48 55
水的温度／０Ｃ 21 24 27 32 37 40 45 51 55
其中，质量相同的水和食用油
①在升高相同的温度时，水加热时间长，水吸收的热量多；
②吸收相同热量，即加热相同时间，食用油的温度升高得快；
1、质量相同的不同物质，升高相同温度，加热时间长（吸收热量多），吸热能力强；
实验结论
2、质量相同的不同物质，吸收相同热量（加热相同时间），升高温度较慢的，吸热能力强；
热和能
探究物质的比热容
实验需知
1、为什么要使用火焰相同的酒精灯(或规格相同的电加热器)加热、两只相同的烧杯装液体？
火焰相同的酒精灯(或规格相同的电加热器)在相同时间内放出的热量相等，相同的烧杯导热性能、自身吸收的热量相同，能保证研究对象在相同时间内吸收相等的热量。
2、怎样判断研究对象吸收热量的多少？
采用“转换法”，当热源相同时，用加热时间反映物质吸收热量的多少，加热时间越长，物质吸收的热量越多。
3、怎样比较不同物质吸热能力的强弱？
①使等质量的不同物质吸收相同的热量后，比较温度的变化，温度变化较小，其吸热能力强；
②使等质量的不同物质升高相同的温度后，比较吸收的热量(加热时间)，吸收热量多的其吸热能力强；
吸热公式
热和能
热量的计算
物体吸收的热量
物质的比热容
物体的质量
温度的升高量
t0表示物体初始温度
放热公式
温度的降低量
t0表示物体初始温度
Q吸=cm(t-t0)
Q放=cm(t0-t)
热和能
注意
②由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）较多的热量而自身的温度却改变不多，这一点有利于调节气候；
2.水的比热容比较大，是4.2×103J/(㎏·℃），主要表现：
①由于水的比热容较大，一定质量的水升高（或降低）一定的温度吸收（或放出）的热量较多，我们用水作为冷却剂和取暖用；
1.比热容是物质本身的一种性质：
①同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收（或放出）热量的多少及温度的改变无关；
②同一种物质在不同的状态下比热容不同，如冰、水的比热容是不同的；
热和能
热机
利用内能做功转化为机械能的机械
种类
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等
内燃机
燃料直接在发动机的汽缸内燃烧产生动力的热机
种类
汽油机和柴油机
热和能
内燃机
汽油机
活塞在汽缸内反复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程
多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的
冲程
工作循环
热和能
四个冲程
吸气冲程
活塞运动方向向下
汽油和空气的燃料混合物
进气门打开；
排气门关闭；
阀门
活塞
吸入气体
热和能
四个冲程
压缩冲程
活塞运动方向向上
温度升高
进气门关闭；
排气门关闭；
阀门
活塞
燃料混合物
活塞对燃料混合物做功，燃料内能增大，温度升高。
能量转化
机械能
内能
热和能
四个冲程
做功冲程
活塞运动方向向下
点燃式
进气门关闭；
排气门关闭；
阀门
活塞
能量转化
内能
机械能
点火方式
注意：此冲程使机器获得动力！
热和能
四个冲程
做功冲程
活塞运动方向向上
进气门关闭；
排气门打开；
阀门
活塞
热和能
柴油机
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
机器构造
热和能
柴油机
工作过程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
热和能
汽油机和柴油机的异同
汽油机 柴油机
相同点 都是内燃机，一个工作循环都经历了四个冲程 不 同 点 构 造 火花塞 喷油嘴
燃 料 汽油 柴油
吸入气体 汽油和空气 空气
点火方式 点燃式 压燃式
效率 效率较低：20％至30％ 效率较高：30％至45％
用途 轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具 笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械
热和能
一个工作循环
活塞
往复2次
曲轴
转动两周
完成
四个冲程
对外做功
一次
辅助冲程
靠飞轮惯性完成
注意
只有做功冲程对外做功，其他三个冲程不做功，是靠飞轮的惯性来完成
热和能
热值
1千克某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值
公式
符号
用q表示
单位
焦每千克或（焦每立方米）
q煤油=4.6×107 J/kg的意义：
物理意义
1kg的煤油完全燃烧时放出的热量为4.6×107 J
注意
热值是物质的一种属性，与质量、燃烧程度无关
热和能
在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？
燃料总能量中的：
只有一小部分做了有用功
热和能
热机的效率
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
热和能
如何提高热机效率？
（2）提高效率的途径
①提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；
②改进热机，减少各种能量损失；
③充分利用废气的能量；
④注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
（1）热机的效率是热机性能的重要指标
热和能
能量守恒定律
机械能转化为内能
机械能转化为电能
电能转化为机械能
电动机带动水泵把地下水送到地面
水电站里水轮机带动发电机发电
钻木取火
各种形式的能可以相互转化
热和能
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。
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
能的形式没有变化，如热传递过程中，内能从高温物体转移到低温物体。
注意
能的转移，是指同一种能从一个物体转移到另一个物体上
热和能
课堂练习
1、小红在家学做菜，厨房里菜香四溢属于____________现象。
扩散
2、古代人们常用钻木取火，下列情况改变内能方式与其不同的是（　　）
A．甲图：冬天搓手取暖 B．乙图：小朋友溜滑梯臀部发热
C．丙图：热鸡蛋放在冷水中冷却 D．丁图：压缩空气使其内能增大
C
3、下列事例中，用热传递的方式来改变物体内能的是（ ）
A．古人钻木取火 B．冬天双手摩擦取暖
C．一杯热水慢慢变凉 D．人从滑梯滑下臀部发热
C
热和能
课堂练习
4、把两滴墨水分别同时滴入盛有冷水和热水的两个玻璃杯中，实验过程及现象如图所示，分析可知物体的温度越高，分子的无规则运动越______。若将冷水倒掉一些，对比原来这杯冷水，杯中剩余冷水的内能______。
剧烈
减小
5、沿海地区的昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大，这主要是因为（ ）
A．水的内能多，沙石的内能少 B．水的导热性好，沙石的导热性差
C．水的比热容大，沙石的比热容小 D．水吸收的热量多，沙石吸收的热量少
C
热和能
课堂练习
6、人类最早发明的热机是（　　）
A．蒸汽机 B．内燃机 C．喷气发动机 D．火箭发动机
7、汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　）
A
A
A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高
B．由乙图可知该汽油机的效率是30%
C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值
D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值
热和能
课堂练习
8、如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是______冲程，与它原理相同的是______图所示的演示实验。
E
压缩
9、我国在能源的合理开发与利用方面，取得了瞩目的成就。2023年4月12日，中国“人造太阳”可控核聚变装置成功运行403秒，该装置是为了开发利用 _____能；电动汽车越来越普及，许多电动汽车安装了能量回收装置，其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时，将 _______能转化为电能，再将电能转化为 _______能储存在蓄电池里。
核
机械
化学
感谢
观看
Thank you
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