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(共58张PPT)
内能 内能的利用
[课程标准]
1．了解内能和热量．从能量转化的角度认识燃料的热值．
2．通过实验，了解比热容．能运用比热容说明简单的自然现象．
3．了解热机的工作原理．知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义．
考点一 热量 比热容
1．热量：在热传递过程中，传递的热的_________．热量的单位是_________．热量只能用吸收、放出进行描述．
多少
焦耳(J)
物理意义 描述物体吸、放热本领的物理量
定义 一定质量的某种物质，在温度升高时_____________与____________和_______________之比，叫作这种物质的比热容．用符号c表示
说明 (1)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 ℃所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容；
(2)比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与质量、体积、温度等无关
2．比热容
吸收的热量
它的质量
升高的温度乘积
物理意义 描述物体吸、放热本领的物理量
单位 __________________，符号__________________
水的比热容 水的比热容是__________________，它的物理意义： ______的水温度升高(或降低) ________所吸收(或放出)的热量为4．2×103 J；
利用：一是取暖，二是散热，三是调节气候
吸、放热公式 吸热公式：________________；放热公式：________________；
若不考虑热量损失，则Q吸＝Q放(热平衡公式)
焦每千克摄氏度
J/(kg· ℃)
4．2×103 J/(kg· ℃)
1 kg
1 ℃
Q吸＝cm(t－t0)
Q放＝cm(t0－t )
物质构成 常见的物质是由极其微小的粒子——____________等构成的．分子很小，人们通常以_________为单位来量度分子
原子及其结构

空间尺度大小比较：分子_________原子_________原子核；宇宙_________银河系_________太阳系
考点二 分子热运动
1．了解微观世界
分子、原子
10-10m
>
>
>
>
分子热运动 一切物质的分子都在不停地做无规则运动，温度越高，分子运动越_________．由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫作___________
扩 散 现 象 定义 不同的物质在互相_________时彼此进入对方的现象，叫作扩散
生活举例 “花气袭人知骤暖”“墙角放煤，日久变黑”“酒香不怕巷子深”“槐花飘香”
2．分子热运动
剧烈
分子热运动
接触
扩散 现象 说明 一切物质的分子都在不停地做______________，分子间有_______
影响因素 扩散现象与________有关，且温度越高，扩散得越_____
分子间作用力 分子之间存在_______，因而固体和液体能保持一定的体积；分子之间存在_______，所以固体和液体很难被压缩
分子动理论 常见的物质是由大量的___________构成的；
物质内的分子在不停地做_________运动；
分子之间存在_________和_________
无规则运动
间隙
温度
快
引力
斥力
分子、原子
热
引力
斥力
定义 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和叫作物体的内能
单位 焦耳，符号：J
特点 一切物体在任何情况下都具有内能
影响因素 (1)同一物体的温度越高，其内能越_________；
(2)物体的内能还与物体的_________、_________等因素有关
考点三 内能
1．内能
大
质量
状态
改变方式 实质 条件 举例 联系
做功 内能与其他形式的能之间的_________ 外界对物体做功，物体的内能_____ 钻木取火、摩擦生热 做功和热传递对改变物体的内能是等效的．一个物体的内能改变了，可能是利用了_________的方式，也可能是利用了_______的方式
物体对外界做功，物体的内能_______ 气体膨胀做功
热传递 内能的转移(由高温物体转移到低温物体或从物体的高温部分转移到低温部分) 不同物体或物体的不同部位之间存在_________ 热水袋取暖、煮饭、温室效应
2．改变内能的方式：做功和热传递
相互转化
增加
减少
温差
做功
热传递
能量的转化和 转移 转化 能量由一种形式_________为另一种形式．例：电动机通电转动，电能转化为机械能和内能
转移 能量不经过转化，直接由一个物体_________到另一个物体．例：碰撞时动能的转移，热传递过程中内能的转移
考点四 能量的转化与守恒
转化
转移
能量守 恒定律 内容 能量既不会凭空消失，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_________保持不变
说明 能量的转化和转移都是有_________的，因此要节约使用能源．能量守恒定律是自然界最普遍的基本定律之一
总量
方向性
考点五 热机
1．热机的定义：利用燃料燃烧释放出的能量做功的机械．
2．热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等．
3．内燃机
(1)定义：燃料直接在发动机_________内燃烧产生动力的热机．
(2)分类：_________和_________．
气缸
汽油机
柴油机
工作示 意图

工作过 程(四 冲程) 每一个工作循环包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．此过程中曲轴和飞轮转动2周，活塞往复运动2次，对外做功1次
吸气、压缩和排气冲程是依靠飞轮的______来完成的，________冲程是唯一对外做功的冲程
做功冲程中是将_________转化为_________；压缩冲程中是将_________转化为_________
(3)汽油机
惯性
做功
内能
机械能
机械能
内能
(4)汽油机和柴油机主要不同点
汽油机 柴油机
构造 有火花塞 有喷油嘴
燃料 汽油 柴油
吸气冲程吸进气缸的物质 汽油和空气 空气
点火方式 点燃式 压燃式
效率 20%～30% 30%～45%
燃料 的热 值 定义 某种燃料_________燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值
单位 _________(符号：J/kg)；焦每立方米(符号：J/m3)
公式 Q＝qm(q为热值)；Q＝qV
物理 意义 酒精的热值是3．0×107 J/kg，表示： _________ 酒精完全燃烧放出的热量是3．0×107 J
煤气的热值是3．9×107 J/m3，表示： _________煤气完全燃烧放出的热量是3．9×107 J
考点六 燃料的热值和热机效率
完全
焦每千克
1 kg
1 m3
燃料的热值 特点 与燃料的质量、是否完全燃烧、燃料的利用率等无关，只与燃料的种类有关
热机 效率 定义 热机用来做_________的这部分能量与燃料完全燃烧放出的_________之比叫作热机的效率
相关计算 热效率公式：η＝ (有用功和总功的单位均为J)
有用功
能量
1．判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”．
(1)1 000 g水的比热容是500 g水的比热容的两倍．( )
(2)物质的比热容只与物质的种类有关．( )
(3)同种物质，状态改变，比热容不变．( )
(4)冬天楼房中的暖气用水作为介质，是因为水的比热容较大．( )
(5)热值大的燃料，放出的热量一定多．( )
(6)烧水时，加大燃气灶的火力可以提高燃气的热值．( )
×
√
×
×
×
×
(7)发射火箭用液态氢作为燃料是因为氢的密度小．( )
(8)固体很难被压缩，表明固体分子间只存在斥力．( )
(9)破镜不能重圆，说明分子之间只有斥力没有引力．( )
(10)我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤中含有的热量较多．( )
(11)物体温度升高，内能一定增加．( )
(12)发生热传递时，热量总是从内能大的物体传递给内能小的物体．( )
×
×
×
×
×
√
2．下列实例中与水的比热容有关的是( )
A．北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂
B．沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
C．天热时在地面上撒水是为了降低室内温度
D．刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
√
3．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( )
A．温度为0 ℃以下的物体不具有内能
B．温度高的物体，含有的热量一定多
C．物体的内能增加，可能是吸收了热量
D．温度总是从高温物体传向低温物体
√
4．人们在实际生活中使用下列设备时，所涉及的能量转化正确的是( )
A．用天然气灶炒菜，将电能转化为内能
B．电梯运行过程中，将机械能转化为电能
C．太阳能电池板，将太阳能转化为电能
D．秋千向下摆的过程中，将动能转化为重力势能
√
5．汽油机在压缩冲程中，进气门关闭，排气门_________(选填“关闭”或“打开”)，此时是将_________能转化为_________能，使气缸内汽油的温度_________(选填“升高”或“降低”)．如图所示是汽油机的_________冲程，此冲程是将_________能转化为_________能．
关闭
机械
内
升高
做功
内
机械
√
(2024·青海)青海保留着用蒸笼“蒸”月饼的传统习俗．关于“蒸”月饼时的情景，下列叙述正确的是( )
A．水沸腾时——水温升高
B．水变成水蒸气——放出热量
C．闻到月饼的香味——扩散现象
D．水变成水蒸气——分子间距不变
分子动理论
(2023·西宁)小西同学走进人民公园，闻到丁香花的香味，这是________现象；能从不同的方向看到丁香花，是因为光照射到丁香花上发生了________(选填“漫”或“镜面”)反射．
扩散
漫
(2024·西宁)如图所示是在青海省海西州德令哈市建成的熔盐塔式储能光热电站，是我国光热发电技术的重大突破．四周的定日镜将太阳光反射到中央的吸热塔，塔内的低温液态熔盐吸热升温，形成的高温液态熔盐被输送到蒸汽发生器，水吸收热量产生高温水蒸气，推动汽轮发电机组发电．在蒸汽发生器中水通过________的方式增大内能，光热电站将太阳能最终转化为________能．如果光热电站每天产生的电能是1．44×1012 J，这相当于完全燃烧______吨煤放出的热量(q煤＝3×107 J/kg)．
改变内能的方式
热传递
电
48
下列情境中，通过热传递的方式改变物体内能的是( )
√
(2023·青海)我国科研人员通过嫦娥五号从月球带回了土壤样品．土壤样品从月球带回地球的过程中，质量________，比热容________(均选填“变大”“变小”或“不变”)．
比热容和热值相关计算
不变
不变
(2024·青海)与固体燃料相比，液体燃料火箭无需人工雕刻火药．甲烷是天然气的主要成分．液态甲烷作为火箭发射的燃料之一，其密度约为0．42×103 kg/m3，热值为5．0×107 J/kg．酒精的密度为0．8×103 kg/m3，热值为3．0×107 J/kg，下列关于液态甲烷和酒精的叙述正确的是( )
A．酒精的密度比液态甲烷的密度小
B．液态甲烷燃烧时，内能转化为化学能
C．相同体积的液态甲烷和酒精，液态甲烷的质量更大
D．10 kg的液态甲烷完全燃烧，放出的热量为5．0×108 J
√
(2023·西宁)如图所示，在试管内装适量的水，用塞子塞住管口，加热一段时间后，塞子受到水蒸气的压力而冲出，此时水蒸气的内能转化为塞子的________能，此过程中的能量转化与四冲程汽油机的________冲程相同．
机械能
做功
实验6 比较不同物质吸收热量的情况
1．实验装置
2．测量工具：温度计、秒表．
3．实验器材的安装顺序为先下后上．
4．实验中不断用玻璃棒搅拌的目的是使液体受热均匀．
5．转换法的应用
(1)通过加热相同的时间，比较温度变化的快慢来判断物质吸热能力的强弱，温度变化慢的物质比热容大．
(2)通过升高相同的温度，比较加热时间长短来判断物质吸热能力的强弱，加热时间长的物质的比热容大．
6．控制变量法的应用
(1)实验时应取质量相同的不同物质．
(2)选择相同的热源加热，保证相同加热时间内释放的热量相同．
7．根据表格数据分析不同物质吸热能力的强弱．
8．实验方案改进
用如图丙所示的装置进行实验的优点：
同一热源加热确保相同时间内吸收的热量相同．
9．实验结论：质量相同的不同物质，升高相同的温度，比热容大的物质吸收的热量多．
小明所在实验小组用如图所示的两套完全相同的装置进行“探究水和煤油的吸热能力”的实验．
(1)实验前，小明应量取初温和________相等的水和煤油进行实验．
(2)除了图甲中所给的实验器材外，还需要的测量工具是________和秒表．
质量
天平
(3)小明组装完实验器材后，检查发现图乙装置中有一处安装不合理，接下来的操作是______________________．
(4)调节好装置开始实验，小明在加热过程中不断地用玻璃棒搅拌是为了使水和煤油_________．
(5)实验中通过比较___________(选填“加热时间”或“温度变化”)来判断水和煤油吸收热量的多少．
适当向上调节温度计
受热均匀
加热时间
(6)每隔相等时间记录一次水和煤油的温度，实验数据记录如下表．
①请在图丙中画出煤油的温度随时间变化的关系图像．
②分析图像数据可知，________(选填“水”或
“煤油”)的吸热本领更强．
时间/min 0 2 4 6 8 10
t水/℃ 5 10 15 20 25 30
t煤油/℃ 5 15 25 35 45 55
[答案] 如图所示
水
(7)该实验是利用________的方式改变液体的内能的，停止加热后，________(选填“水”或“煤油”)的温度下降得快．
(8)汽车、拖拉机的发动机常用水作冷却剂的理由是________________，通常情况下可以吸收更多的热量，防止发动机过热．
热传递
煤油
水的比热容大
√
1．如图甲、乙、丙、丁所示实验，涉及的研究对象分别是：①厚玻璃筒内气体；②盒内气体；③铁丝；④气缸内燃气．在发生下列物理过程时，以上研究对象的内能减小的有( )
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
2．如图所示是重庆人喜欢吃的酸辣粉，下列分析正确的是( )
A．煮酸辣粉前，锅中已沸腾的水温度一直升高
B．煮酸辣粉时，通过做功改变了酸辣粉的内能
C．酸辣粉冒的“白气”是由于水蒸气升华形成的
D．酸辣香味四溢是由于分子永不停息做无规则运动
√
3．有关温度、热量和内能，下列说法正确的是( )
A．温度越高的物体，具有的内能越大
B．温度越高的物体，含有的热量越多
C．热传递时，热量总是从内能大的物体传向内能小的物体
D．一个物体的温度升高时，它的内能增大
√
4．关于热现象，下列说法正确的是( )
A．一杯水的温度越低，含有的热量越少
B．0 ℃的冰和0 ℃的水的冷热程度不相同
C．某物体对外做功的同时放出热量，物体的内能一定减少
D．升高相同的温度，比热容大的物质吸热一定多
√
5．(2025·甘肃兰州一模)2025年1月7日长征三号乙运载火箭成功将实践二十五号卫星送入预定轨道．此次在轨试验中，该卫星成功对目标卫星实施了燃料补加，验证了卫星延寿服务的关键技术．以下说法正确的是( )
A．火箭燃料未完全燃烧时的热值比完全燃烧时小
B．火箭发射时，地面水池上方产生大量的水雾弥漫在空中，属于扩散现象
C．火箭发动机周围使用隔热材料，可有效减少发动机向火箭其他部分进行热传递
D．燃料燃烧产生的高温高压燃气向下喷出，燃气对外做功，燃气内能增大
√
6．小明利用家中燃气表和温度计测量燃气灶烧水的效率．将1 kg的水从20 ℃加热到60 ℃，消耗了0．01 m3天然气(假设天然气完全燃烧)，已知水的比热容为4．2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4．0×107 J/m3，则此次燃气灶烧水的效率为________．
42%
7．沙漠地区昼夜温差大，主要原因是砂石的比热容较小．初温为20 ℃、质量为50 kg的砂石吸收3．6×106 J的热量后，温度升高到________℃．[砂石的比热容为0．9×103 J/(kg·℃)]
100
√
[基础保分练]
考点1 分子动理论
1．下列说法正确的是( )
A．固体很难被压缩，说明分子间有引力
B．物体吸收热量，温度一定升高
C．0 ℃的冰没有内能
D．闻到花香是因为发生了扩散现象
2．圆圆同学放学回家，进门就闻到饭菜的香味，这是因为饭菜分子的____________产生的．妈妈炒菜时通过________的方式改变了菜的内能．米粒粘在锅上不易清洗，是因为分子间有________的作用．圆圆吃饭使用的筷子是________(选填“省力”或“费力”)杠杆．
无规则运动
热传递
引力
费力
考点2 改变内能的方式
3．(2023·青海)“起火烧水”是利用热传递的方式改变物体内能的，下列与之相同的是( )
A．擦燃火柴 B．围炉烤火
C．钻木取火 D．搓手取暖
√
4．图甲中一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到硝化棉燃烧起来，这是通过________的方式使玻璃筒内空气的内能增加，温度升高．图乙是通过________的方式把试管里的水加热至沸腾．
做功
热传递
考点3 比热容和热值相关计算
5．北方楼房中的“暖气”用水作为介质，是因为水的_____________．质量为1 t的热水放出2．1×108 J热量后温度降低________℃．暖气能使室内温度升高，内能增加，这是通过___________的方式实现的．[c水＝4．2×103 J/(kg·℃)]
比热容大
50
热传递
6．用电水壶烧水，这是通过________的方式改变其内能．若水的质量为2 kg，水的温度升高了50 ℃，水吸收的热量为____________J．水沸腾后会顶起壶盖，此过程的能量转化情况与四冲程汽油机的________冲程相似．[c水＝4．2×103 J/(kg·℃)]
热传递
4．2×105
做功
7．在一个标准大气压下，小明用天然气灶将质量为1 kg的水，从20 ℃加热到沸腾，水吸收的热量是_____________J．他家天然气热水器的热效率是70%，他某次洗澡，耗水20 kg，热水器进水温度是22 ℃，出水温度是42 ℃，他这次洗澡消耗天然气________m3．已知水的比热容是4．2×103J/(kg·℃)，天然气的热值是3．2×107J/m3．
3．36×105
0．075
考点4 探究不同物质的吸热能力
8．水与食用油是生活中不可缺少的东西．小红在学习了比热容的知识后，猜想水的吸热本领比食用油的吸热本领大，为了验证这一结论，她设计了如下探究实验：
(1)取两个相同的试管，分别装入________相等、初温相同的水和食用油．
质量
(2)将两支相同的温度计分别正确地插入盛有水和食用油的两个试管内，并将实验装置固定在铁架台上，如图甲所示．打开加热开关，对盛有水和食用油的试管进行加热，实验过程中，其中一支温度计的示数如图乙所示，其读数是________℃．
(3)小红根据实验数据绘制的温度随时
间变化的图像如图丙所示，通过分析
可知，在相同时间内_______的温度变
化大，可得出______的吸热本领大．
67
食用油
水
考点5 热机
9．(2022·青海)如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中能使汽车获得动力的冲程是( )
√
10．关于内能及内能的利用，下列说法正确的是( )
A．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能
B．温度为0 ℃的物体没有内能
C．燃料的热值越大，燃烧释放的热量越多
D．增大热机功率一定能提高它的效率
√
[综合提升练]
11．(2024·四川眉山)热学知识与人类生活息息相关．下列说法正确的是( )
A．酒精燃烧过程中，质量减少，热值不变
B．铁块很难被压缩，说明固体分子之间不存在间隙
C．内燃机在做功冲程中，气缸内气体温度升高，内能增大
D．内陆地区比沿海地区昼夜温差大，是由于沙石的比热容比水的比热容大
√
12．(2024·山东烟台)在“探究物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中，用质量是0．3 kg的水和下表中等质量的另一种物质进行对比，作出的图像如图所示．实验过程中，水和另一种物质在相同时间内吸收的热量相等，分析图像可以得出图线____(选填“a”或“b”)对应的物质为水，另一种物质为_____，这种物质在0～5 min内吸收的热量为____________J．
物质 比热容c/[J/(kg·℃)]
水 4．2×103
酒精 2．4×103
煤油 约2．1×103
蓖麻油 1．8×103
b
煤油
2．52×104

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