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(共52张PPT)
第六讲　内能与热机
(5年14考,2~8分)
梳理主干 速记速填
实验探究 素养提升
高频考点 疑难突破
云南三年真题 两年模拟
全国中考 真题集训
梳理主干 速记速填
一、热量、比热容
1.热量:
(1)定义:在热传递过程中,传递的________的多少。符号:Q。
(2)与内能的关系:物体吸收热量时,内能_________,放出热量时,内能________。
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__________和
________________乘积之比。
(2)计算公式:___________。
　热　
　增加　
　减少
　质量　
　升高的温度　
　c=　
(3)特性:
①比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与物质的质量、体积、吸放热等无关。
②质量相同的不同物质,当吸收或放出相同的热量时,比热容较大的物质温度变化较________,当升高或降低相同的温度时,比热容较大的物质吸收或放出的热量较________。
③比热容是反映物质自身性质的物理量,不同的物质,比热容一般__________;同一种物质,比热容大小与物态有关,例如水的比热容与冰的不同。
　小　
　多　
　不同　
(4)水的比热容
①数值:c水=____________________。
②应用:“暖气”取暖用________做介质,机器中的冷却水循环系统,沿海地区温差小等。
3.热量的计算公式:____________。
　4.2×103 J/(kg·℃)　
　水　
　Q=cmΔt　
二、内能
1.定义:构成物体的所有分子,其热运动的__________与______________的总和。
2.主要影响因素:
(1)温度:同一物体,温度越高,内能越大;温度降低时,内能会__________。
(2)质量:同种物质在温度相同、物态相同的情况下,质量大的物体内能______。
3.特点:一切物体任何时候都有__________。
　动能　
　分子势能　
　减小　
　大　
　内能　
4.内能的改变:
改变方式 热传递 做功
实质 内能的__________ 内能与其他形式的能之间的
__________
举例 热水袋取暖;煮饭烧水;哈气取暖;温牛奶;晒太阳 钻木取火;搓手取暖;从滑梯滑下感觉臀部发热;反复弯折铁丝,其弯折处变热等
　转移　
　转化　
改变方式 热传递 做功
特别 说明 条件:物体间存在____________ 传递方向:能量从________温物体传递到________温物体,直到两物体温度相等为止 外界对物体做功,物体内能_________;物体对外界做功,物体内能_________
联系 做功和热传递在改变内能上是等效的 　温度差　
　高　
　低　
　增加　
　减少
【名师点拨】(1)物体吸收热量,内能增加,但其温度不一定会升高。
(2)热传递的条件:物体间存在温度差。
三、能量的转化与守恒
1.普遍性:在一定条件下,各种形式的能是可以______________的。
2.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
__________为其他形式,或者从一个物体__________到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量______________。
　相互转化　
　转化　
　转移　
　保持不变　
四、热机
1.能量转化:________能转化为__________能。
2.内燃机:
(1)定义:燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
(2)工作特点:
项目 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
示意图
　内　
　机械　
项目 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
进气门 打开 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 _____ 关闭 打开
活塞运 动方向 向下 向上 向下 _____
能的 转化 — ______能转 化成____能 ____能转化 成______能 —
关闭
向上
机械
内
内
机械
【名师点拨】(1)在吸气冲程,汽油机吸入气缸里的是汽油和空气的混合物,而柴油机吸入气缸里的只有空气。
(2)汽油机气缸顶部有一个火花塞,而柴油机气缸顶部有一个喷油嘴。
五、热机的效率
1.燃料的热值:
(1)意义:表示燃料完全燃烧时__________本领的物理量。
(2)概念:某种燃料______________时放出的热量与其质量之比。
2.热机的效率:用来做____________的这部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
【名师点拨】(1)热值的定义中“完全燃烧”是指燃料燃烧后的产物中不再含有可燃物。
(2)热值是燃料本身的一种特性,热值大小只取决于燃料的种类,与燃料是否燃烧、燃烧是否完全、燃料的质量等因素都无关。
　放热　
　完全燃烧　
　有用功　
实验探究 素养提升
【主题】比较不同物质吸收热量的情况
1.物质的选择:用天平量取__________相等(不是体积相等)的水和食用油,分别倒入两只相同的烧杯中。
2.热源的选择:选用相同规格的电加热器进行加热,目的是使不同物质在相等时间内吸收的
__________相等。
3.实验器材的组装顺序:______________。
4.转换法的应用:用______________反映液体吸收热量的多少;加热时间越长的液体,吸收的热量__________。
5.控制变量法的应用:控制质量和升高的温度相同,选取两种不同物质,通过比较___________
__________来比较不同物质吸热能力的大小。
6.实验结论:实验表明,不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量__________。吸收热量多的,吸热能力________。
　质量　
　热量　
　自下至上　
　加热时间　
　越多　
　吸收热量
的多少　
　不同　
　强　
【示范案例】如图所示,小明同学在做“比较不同物质吸收热量的情况”的实验时,使用相同的电加热器给水和食用油加热,得到的实验数据如表。
物质 次数 质量 m/kg 升高的温度 Δt/℃ 加热时间
t/min
水 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
食用油 3 0.1 10 1
4 0.2 10 2
(1)实验中除了图中所给的器材,还需要测量工具:天平和__________。
(2)在两个完全相同的烧杯中分别装入__________(选填“质量”或“体积”)、初温都相同的水和食用油。
(3)实验中选择相同规格的电加热器,并且加热相同时间的目的是_____________
____________________;然后通过比较________________来研究水和食用油的吸热能力。
(4)分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的__________有关;分析第1、3次或第2、4次实验数据,可以得出的初步结论是:质量相同的水和食用油,升高相同的温度时,
________吸收的热量多。
　秒表　
　质量　
　使水和食用
油吸收的热量相同　
　升高的温度　
　质量　
　水　
(5)如果加热相同的时间,质量相同的水和食用油,____________温度升高得多,说明水和食用油中________的吸热能力强。
(6)该实验采用的物理研究方法是____________和________________。
　食用油　
　水　
　转换法　
　控制变量法　
高频考点 疑难突破
【考点1】温度、内能、热量的关系
【示范题1】关于温度、内能和热量,下列说法正确的有______________。(填序号)
①物体的温度升高了,其内能一定增加
②-10 ℃的冰块没有内能
③物体吸收热量,温度可能保持不变
④物体内能减少时,温度一定降低
⑤热传递过程中,内能总是从高温物体转移到低温物体
⑥物体内能增加,它可能吸收了热量
⑦温度低的物体含有的热量少
⑧外界对物体做功,物体的内能一定增加
　①③⑤⑥　
【提分必备】 辨析温度、内能、热量三者的关系
项目 温度 热量 内能
性质 状态量 过程量 状态量
表述 是多少、升高、升高到、降低、降低到 吸收、放出,不能说 “含有” 具有、增加、减少、改变
项目 温度 热量 内能
联系
【失分盲点】
(1)不能认为物体吸热(或放热),其温度一定会升高(或降低)。
(2)物体内能增加,可能是发生了热传递,也可能是外界对物体做了功。
(3)不能认为物体的内能增加,其温度一定升高。
【变式训练】(2025·昆明模拟)小华从冰箱取出冻肉,肉的表面很快出现一层白霜,随后她将冻肉放入自来水中解冻。下列说法正确的是( )
A.冻肉的温度很低,冻肉没有内能
B.冻肉的温度很低,因此它含有的热量很少
C.白霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的
D.冻肉在自来水中解冻时,自来水的内能增加
C
【考点2】热机
【示范题2】(2024·龙东中考)汽油机将内能转化为机械能的是__________冲程。某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2 400 r/min,则此汽油机每秒对外做功________
次。
　做功　
　20
【提分必备】
判断内燃机的工作冲程应抓住两点:一是气门的开关状态,二是活塞的运动方向,如表。
气门的开与关 只有一个气门打开 两个气门都关闭 活塞运动方向 向下 向上 向上 向下
冲程名称 吸气冲程 排气冲程 压缩冲程 做功冲程
【变式训练】(2024·临沂中考)2024年4月20日,我国研制的全球首款本体热效率达53.09% 的柴油机正式亮相世界内燃机大会,刷新了柴油机热效率的世界纪录。如图所示内燃机的四个冲程,汽缸内气体的内能最小的是( )
D
【考点3】热量的有关计算
【示范题3】(2025·苏州中考)用煤气炉将4 kg的水从20 ℃加热到70 ℃,消耗煤气
0.05 kg。已知煤气的热值为4.2×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)煤气完全燃烧放出的热量;
(3)煤气炉加热的效率。
解:(1)水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×4 kg×(70 ℃-20 ℃)=8.4×105 J。
(2)煤气完全燃烧放出的热量Q放=mq=0.05 kg×4.2×107J/kg=2.1×106 J。
(3)煤气炉加热的效率η===40%。
【提分必备】　关于热量、效率的综合计算从以下两个方面进行理解:
说明:无论是能量转移型还是能量转化型,若无能量损失,则Q吸=Q放;若有能量损失,则Q吸=ηQ放。
【变式训练】(2024·山西中考)山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山,进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360 km,驾车前往大约需要4 h。(汽油的热值q取4.5×107 J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3)
(1)求汽车的平均速度。
(2)汽车全程消耗汽油25 L,求汽油完全燃烧放出的热量Q。
(3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW,求汽车发动机的效率。
解:(1)汽车平均速度:
v===90 km/h。
(2)消耗汽油的质量:
m=ρV=0.8×103 kg/m3×25×10-3 m3=20 kg;
燃烧释放的热量:
Q=qm=4.5×107 J/kg×20 kg=9×108 J。
(3)汽车发动机做的机械功:
W=Pt=25×103 W×4×3 600 s=3.6×108 J;
发动机的机械效率:
η===40%。
云南三年真题 两年模拟
【命题点一】热量、比热容
1.(2025·昭通期中)糖炒栗子是秋冬常见的美食。如图所示是翻炒栗子的场景,为了让栗子快速、均匀加热,常常将砂石与栗子混合在一起翻炒,这主要是利用了砂石( )
A.比热容小
B.密度大
C.热值大
D.含有的热量多
A
2.(2025·保山月考)下列事例中,与水的比热容大这一特性无关的是( )
A.在北方冬天,菜窖里放几桶水可以防止菜被冻坏
B.供暖系统用热水循环供暖
C.海边昼夜温差变化比沙漠中小
D.汽车的发动机用水降温
3.(2025·昆明期末)太阳能热水器内盛有100 kg 温度为20 ℃的水,经阳光照射一天后,水温升高了50 ℃,热水器中的水吸收了____________J的热量,用去一部分水,热水器中水的比热容将__________。
A
　2.1×107　
　不变　
【命题点二】内能
4.(2025·云南中考改编)云南咖啡香气馥郁,一杯咖啡的制作要经过生豆翻炒、石磨研磨、加水煮沸的过程。下列说法正确的是( )
A.不考虑质量变化,咖啡豆翻炒时温度升高,内能不变
B.闻到咖啡香味是因为分子在不停地做无规则运动
C.咖啡粉加水煮沸是通过做功的方式改变内能
D.咖啡沸腾过程中,液体温度持续升高
B
5.(2022·云南学业考)关于图中所示的热现象,说法正确的是( )
A.图甲中炙热的铁水具有内能,冰冷的冰块没有内能
B.图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能
C.图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能
D.图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化都是机械能转化为内能
C
6.(2024·云南中考节选)民间艺人制作“糖画”时,需要把糖块加热成糖浆。熬制糖浆的过程是通过____________的方式改变糖的内能。
7. (2024·昆明三模)如图所示,“曲水流觞”是古代文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动,会降低酒的温度,这是通过____________的方式改变酒的内能;酒盏里质量为100 g的酒在漂流过程中,温度从30 ℃降低至
25 ℃,会放出__________J的热量。[c酒=3.4×103 J/(kg·℃)]
　热传递　
　热传递　
　1 700　
【命题点三】热机
8.(多选)(2023·云南中考)2023年3月30日,长征二号丁运载火箭将宏图一号01组卫星发射升空,该卫星组是国际上首个四星编队飞行的对地成像系统。下列说法正确的是( )
A.火箭用液态氢作燃料,因为氢的热值较大
B.火箭升空过程中,以火箭为参照物,发射台是运动的
C.卫星在绕地球运行过程中运动状态不变
D.卫星升空过程中,动能增大,重力势能不变
A、B
9.(2025·昆明模拟)2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。火箭从地面向上发射过程中,其外壳与大气摩擦后温度升高,这里面的能量转化过程与下面哪个冲程相同( )
D
10. (2023·云南中考)质量为1 kg的水温度升高10 ℃吸收的热量为__________J。如图所示是汽油机的__________冲程。
[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
　4.2×104
　做功　
11.(2025·昆明五华区模拟)课间时间,小冬同学用矿泉水瓶做物理小实验。如图所示,将装有少量水的矿泉水瓶瓶盖拧紧,接着用两手握住瓶子,用力拧几圈使其严重变形,然后轻轻旋开瓶盖,“砰”的一声,瓶盖飞出数米远,瓶口出现大量白气。瓶盖飞出时的能量转化与内燃机的__________冲程相同,瓶内气体的内能是通过__________的方式改变的。
　做功　
　做功　
【命题点四】热机效率
12.(2024·云南中考)2024年5月,我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1 000”发布,可助力氢能重卡突破1 000千米续航里程,这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破。下列说法正确的是(q氢=1.4×108 J/kg)( )
A.氢能不属于清洁能源
B.用液氢做燃料是因为液氢含有的热量多
C.完全燃烧100 kg的液氢能释放1.4×1010 J的热量
D.氢能重卡的热机效率可高达100%
C
13.(2025·昆明模拟)通常人体的温度高于周围环境的温度,人体以红外线的方式不断向外辐射热量。每小时人体释放的热量,能使相当于自身质量的水的温度升高2 ℃。以此估算,陈明同学的质量是50 kg,每小时向外释放的热量等于
____________J,相当于完全燃烧________g酒精放出的热量。[c水=4.2×103J/
(kg·℃),q酒精=3.0×107 J/kg]
　4.2×105　
　14　
14.(2022·云南学业考)顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”,生动地呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸汽进行加热。若将2.5 kg的水加热到沸腾,水温升高了80 ℃[c水=4.2×103J/
(kg·℃),q煤=3×107 J/kg],在此过程中,求:
(1)水吸收的热量;
(2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量;
(3)在所有煤完全燃烧的情况下,需要的煤的质量。
解:(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m水Δt
=4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×80 ℃=8.4×105 J;
(2)煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量为:
Q放===8.4×106 J;
(3)根据Q放=mq可知,需完全燃烧煤的质量为:m煤===0.28 kg。
【命题点五】探究不同物质吸收热量的情况
15.(2025·云南模拟)如图甲所示,小明同学在两只相同的烧杯里分别装入水和食用油,比较它们吸收热量的情况。
(1)为了便于比较,实验中要求两烧杯中放入规格相同的电加热器,小明在两只烧杯中应分别装入__________(选填“质量”或“体积”)相等的水和食用油。
　质量　
(2)实验数据如表所示,乙图中能正确反映水和食用油的温度随加热时间变化的是_______(选填“A”或“B”);若要使水和食用油升高到相同的温度,则水吸收的热量应__________(选填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。
加热时间/min 0 6 12
水的温度/℃ 20 45 70
食用油的温度/℃ 20 68 116
　B　
　大于　
(3) 如图丙所示是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线,根据上面探究过程中所获得的知识可知,曲线C表示的是__________(选填“沿海”或“内陆”)城市的年气温变化曲线。(c沙　内陆　
全国中考 真题集训
1.(2025·广州中考)如图,从热汤中取出的金属勺子由烫手到不烫手的过程中,勺子的内能( )
A.逐渐增加
B.保持不变
C.通过做功改变
D.通过热传递改变
D
2. (2024·福建中考)“煮”的篆体写法如图,表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A.热水暖手　　　　　 B.钻木取火
C.搓手取暖 D.擦燃火柴
A
3.(2024·连云港中考)下列关于燃料的热值说法正确的是( )
A.燃料燃烧越充分,其热值越大
B.燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少
C.一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将减小
D.焦炭的热值是3.0×107 J/kg,完全燃烧1 kg 焦炭能放出3.0×107 J的热量
D
4. (跨学科实践)(2025·内蒙古中考)如图,物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水,用酒精灯加热,水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中( )
A.酒精燃烧将内能转化为化学能
B.水的内能增加的方式是热传递
C.蒸汽被喷出后内能保持不变
D.蒸汽的内能全部转化为风车的机械能
B
5.(多选)(2024·齐齐哈尔中考)关于单缸四冲程汽油机,下列说法正确的是( )
A.加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦
B.通过改进可以使汽油机的效率达到100%
C.除做功冲程外,其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D.若飞轮的转动速度为1 200 r/min,则该汽油机每秒钟对外做功40次
A、C
本课结束

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