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(共40张PPT)
第一部分　教材知识整合
模块三　热学
内能与热机
目
录
知识精讲·夯基础
贵州真题·明趋势
知识精讲·夯基础
知识点1
物体的内能
1．内能
(1)定义：物体内所有分子无规则运动的动能与分子势能的总和，叫作物体的内能。单位是①________。
(2)影响因素：一切物体在任何情况下都具有内能。同一物体，状态不变时，温度越高，其内能②________。此外，内能还与物体的质量、状态有关。
越大　
焦耳(J)　
2．改变内能的两种方式
名称 实质 条件 形式 举例 联系
热 传 递 能量的 ③_____ 存在温度差 热量总是从高温物体传向低温物体，或从物体的高温部分传向低温部分 将烧红的铁块放入冷水中，内能从④________的铁块转移到⑤________的水中 做功和热传递都可以改变物体的内能，且效果相同
做 功 能量的 ⑥_____ 外界对物体⑦______，物体的内⑧_______ 其他形式的能转化为内能 用打气筒打气，钻木取火，来回多次弯折细金属丝，等等 物体对外界⑨______，物体的内⑩_______ 内能转化为其他形式的能 装着开水的暖水瓶内的水蒸气将瓶盖顶起来 减少　
做功　
增加
做功　
转化　
低温　
高温　
转移　
3．热量
(1)定义：在热传递过程中，物体间内能传递的多少叫作热量。符号：Q，单位是 ________。
(2)温度、热量、内能三者的区别与联系
物理量 温度 内能 热量
定义辨别 物体的冷热程度 能量的一种形式 在热传递过程中，物
体间内能传递的多少
存在形式 状态量 过程量
焦耳(J)
物理量 温度 内能 热量
表达方式 用“降低”“升高”等表述 用“具有”“改变”“增大”“减小”等表述 用“吸收”或“放出”表述
联系
基础小练
　
　
(沪科教材图片改编)如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，压缩玻璃筒内的空气，对筒内空气________，空气内能________，温度________，硝化棉燃烧起来。
升高
增加　
做功　
知识点2
比热容
1．定义：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温度的乘积之比。
2．物理意义：比热容是描述物质吸(放)热能力强弱的物理量，只与物质的种类和状态有关，与物质的质量和体积无关。
3．吸(放)热计算公式： ___________。c表示比热容，单位是J/(kg·℃)；m表示质量，单位是kg；Δt表示温度的变化量，单位是℃。
注：温度“升高到”指的是t末，温度“升高了”指的是Δt＝t末－t初。
4．水比热容大的应用：修建人工湖调节气温；用热水袋取暖；用冷水冷却发动机；培育秧苗时，傍晚灌水，白天放水。
Q＝cmΔt　
易错警示
并非所有跟水有关的应用都是利用了水的比热容较大这一特性，例如夏天洒水降温利用了水 ______________(填物态变化名称)吸热。
汽化(或蒸发)
知识点3
热机
1．定义：利用 ________做功的机械。
2．内燃机的工作原理：燃料的化学能→内能→机械能。
内能　
四冲程 吸气冲程 ________冲程 ________冲程 排气冲程
示意图
能量 转化 — ________能转化为 ________能 ________能转化为 ________能 —
做功 说明 1．在一个工作循环中，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次。 2．只有做功冲程消耗内能，给外界提供动力，其他三个冲程依靠飞轮惯性完成 3．四冲程汽油机工作原理
机械
内　
内　
机械
做功　
压缩　
基础小练
(沪科教材图片改编)如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部的蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众看到小纸片人的影子动了起来。在此过程中，热空气的______能转化为扇叶的______能，这与四冲程汽油机的______冲程相似。
做功
动　
内　
知识点4
热机效率
1．燃料的热值
(1)定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量(或体积——标准状态下)之比，叫作这种燃料的热值。用符号 ________表示。热值在数值上等于1 kg(或1 m3)某种燃料完全燃烧放出的热量。
(2)单位：焦每千克(或焦每立方米)，符号是 _____________。
J/kg(或J/m3)
q　
(3)特点：热值的大小与燃料的形状、体积、质量、是否完全燃烧等无关，只与燃料的种类有关。
(4)计算公式
2．热机的效率
(1)定义：热机运转中，用来做有用功的这部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比称为热机效率，用η表示。
(2)公式：η＝×100%或η＝×100%。
(3)提高热机效率的途径
a．提高燃料利用率：如把煤磨成粉状，用风吹入锅炉内燃烧，使燃烧更充分。
b．减少能量损失：如尽量优化机械传动部分，用润滑材料减小摩擦。
c．设法利用废气的能量。
基础小练
(沪科教材习题改编)完全燃烧200 g焦炭所放出的热量是________J；1个标准大气压下，这些热量的70%被质量为10 kg的水吸收，已知水的初始温度是10 ℃，水吸收这些热量后温度将升高到______℃。[q焦炭＝3.0×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
100
6×106　
知识点5
能量的转化和守恒
1．能量的转移与转化：在自然界中，能量不但可以从一个物体转移到其他物体，而且可以从一种形式转化为其他形式。
2．能量守恒定律：能量既不会消失，也不会产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或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
贵州真题·明趋势
命题点1
对内能的理解
1．(2025·贵州5题3分)为保护餐桌桌面，在将盛有高温菜、汤的餐具放上餐桌前，往往先在桌面上放置隔热垫，这主要是从下列哪个方面防止桌面遭受损坏(　　)
A．静电　　　　　　B．热传递
C．压力 D．噪声
B　
2．从滑梯上滑下时，会发现臀部微微发热。下列改变内能的方式与此相同的是(　　)
A．炙手可热 B．钻木取火
C．扬汤止沸 D．卧冰求鲤
B　
3．(2025·遵义一模)如图所示是《天工开物》记载的“生熟炼铁”情景。其中的淬火工艺将高温工件浸入冷的淬火介质，使其完全冷却，以提高金属工件的性能。工人将烧红的铁器迅速放入冷水中，铁器在冷却过程中(　　)
A．吸热，内能增加
B．吸热，内能减少
C．放热，内能增加
D．放热，内能减少
D
4．(2025·贵州模拟)如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放少量硝化棉，将活塞从顶端迅速下压并开始计时，t1时刻，筒内空气温度达到硝化棉着火点，硝化棉燃烧，随后活塞反弹至顶端。请在图乙中画出从开始压缩至活塞返回顶端这个过程中，玻璃筒内空气温度随时间变化的大致图像。
甲　　 乙
如答图所示。
命题点2
5．(2025·贵州模拟)严冬，人们常用热水取暖，这是因为水具有较大的
(　　)
A．密度 B．热值
C．导电性 D．比热容
对比热容、热值的理解
D　
命题点3
热机及其能量转化
6．(2024·贵州4题3分)内能的利用推动了工业和社会的快速发展。下列机器设备利用内能工作的是(　　)
A．电动机 B．计算机
C．汽油机 D．照相机
C
7．如图所示，试管内的水沸腾后，塞子受到水蒸气的压力而冲出去，这个过程中能量转化的情况与汽油机______冲程能量转化的情况相同；课前准备时，给酒精灯添加酒精，闻到了酒精味，这是________现象。
扩散
做功　
命题点4
热量、热效率的计算
8．小阳在家使用天然气灶为家人煮面条，他将初温为20 ℃、质量为2 kg的水加热至沸腾(1个标准大气压下)，该过程中水吸收的热量是___________J。水吸收的热量相当于完全燃烧2.24×10－2 m3天然气放出的热量，则天然气的热值为________J/m3。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
3×107
6.72×105　
考点精练
1．(2025·湖北改编)某种温室大棚由棚膜和土墙搭建而成。为使大棚白天吸收太阳更多的能量，科研人员指导农户用水墙替换土墙，如图。这是利用水比土有更大的(　　)
A．比热容　
B．密度　
C．热值　
D．质量
A　
2．传统文化(原创)《论衡·寒温篇》中写道：“夫近水则寒，近火则温，远之渐微。”下列实例与此句中改变物体内能方式相同的是(　　)
A．晒太阳取暖
B．钻木取火
C．弯折铁丝
D．搓手取暖
A　
3．(2025·贵阳花溪区模拟)如图所示的某空气动力车，运行时车上储存的被高压压缩的空气能驱动发动机缸体内的活塞运动，使车前进。汽油机与空气动力车获得动力相似的冲程是(　　)
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
C　
4．新能源电动车逐渐进入千家万户，电动汽车和内燃机汽车的相同点在于，它们都能将其他形式的能转化为(　　)
A．光能 B．电能
C．内能 D．机械能
D　
5．(2025·南充)如图是学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的物理知识分析正确的是(　　)
A．室外温度为0 ℃时，木柴的内能为零
B．木柴燃烧与未燃烧相比，含有的热量多
C．若未燃烧的木柴温度升高，则其内能增加
D．灭火器在使用过程中对外做功，内能不变
C　
6．(多项选择)(2025·成都改编)2025年4月24日在酒泉卫星发射中心，搭载“神舟二十号”载人飞船的“长征二号F遥二十”运载火箭发射升空。关于火箭发动机，下列说法正确的是(　 　)
A．火箭发动机使用比热容大的燃料
B．火箭燃料燃烧越充分，热值越大
C．火箭通过高温燃气对火箭做功获得机械能
D．火箭发动机属于热机
CD
7．(2025·甘肃)用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒内空气______(选填“做功”或“热传递”)，使筒内空气内能增大，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。
压缩　
做功　
8．(2025·山东)2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1 066 s的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有________性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持________。
不变
方向　
9．★(2025·威海)在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同的高汤和清水，用相同热源加热，________(选填“高汤”或“清水”)升温较快；清水沸腾后关火，发现还会继续沸腾一段时间，说明石锅温度________(选填“低于”“等于”或“高于”)清水的温度。(＜c水)
高于　
高汤　
10．★★(2025·龙东)质量为1 kg的酒精和1 g的酒精的热值是________(选填“相同”或“不同”)的；若完全燃烧420 g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使______kg的水温度从30 ℃升高到90 ℃。［酒精的热值为3.0×107 J/kg，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)］
50
相同　
11．★★传统文化陆游在《秋怀》中写道：“城市尚余三伏热，秋光先到野人家。”这就是我们今天说的“热岛效应”。
(1)城市建筑的主要材料是砂石、水泥，而农村农田中含有较多的水。请用比热容相关知识分析相同光照条件下城市气温会高于农村的原因。
(2)请你提出一条缓解城市“热岛效应”的合理化建议。
答：(1)砂石、水泥等建筑材料的比热容小于水的比热容，吸收相同的热量后，相同质量的砂石、水泥比水温度升高得多，农村的水资源丰富，植被丰茂，植物的蒸腾作用可以使水汽化吸热，所以城市气温会高于农村，也就是所谓的“热岛效应”。
(2)增大绿化面积、建人工湖等。(合理即可)
12．★我国自主研制的“长征系列”运载火箭已成功将数百颗卫星运送至太空。火箭发射时，发动机中的燃料快速燃烧产生大量高压燃气使火箭升空，将卫星送至预定轨道。请回答：
(1)火箭发射升空是因为发动机向下高速喷出的高压燃气与_________(选填“火箭”或“空气”)产生相互作用力。
(2)火箭在某阶段以8.2 km/s的速度匀速飞行10 s，则这段时间内火箭飞行的路程是多少？
火箭
解：火箭在某阶段以8.2 km/s的速度匀速飞行10 s，则这段时间内火箭飞行的路程s＝vt＝8.2 km/s×10 s＝82 km。
(3)若火箭采用液氢作为燃料，则完全燃烧1 000 kg的液氢燃料可以释放多少热量？(q氢＝1.4×108 J/kg)
解：完全燃烧1 000 kg的液氢燃料可以释放的热量Q放＝mq氢＝1 000 kg×1.4×108 J/kg＝1.4×1011 J。
(4)在传统的发射方式中，每颗卫星需要单独发射。随着我国在航天技术领域的不断突破，我国掌握的“一箭多星”技术可以实现用一枚运载火箭将数颗卫星送入预定轨道运行。若要实现一箭多星，运载的卫星质量增大后，在使用燃料方面可以进行怎样的改进？请你写出改进建议并根据能量转化的相关知识说明理由。
答：若要实现一箭多星，运载的卫星质量增大后，在使用燃料方面可以换用热值更大的燃料，燃料热值越大，单位质量的燃料完全燃烧放出的热量越多。还可以改进发动机技术，提高能量转化的效率。
考向前瞻
13．(原创)涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空发动机，其大致工作过程如下：空气进入压气机后被压缩，随后进入燃烧室与燃料混合，燃料燃烧产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。下列说法正确的是(　　)
A．压气机通过热传递的方式增大空气的内能
B．燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大
C．燃料燃烧得越充分，发动机的效率就越高
D．气体推动涡轮转动相当于内燃机压缩冲程
C　

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