(化学)5 内能及转换和计算(提高)—浙教版科学九上讲义(含答案 机构用)

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(化学)5 内能及转换和计算(提高)—浙教版科学九上讲义(含答案 机构用)

资源简介

学科教师辅导讲义
学员编号:1
年 级:九年级
课 时 数:
学员姓名:
辅导科目:科学
学科教师:
授课类型



授课日期及时段

教学内容
T同步
同步知识梳理
分子动能


分子势能

温度升高 分子运动剧烈程度增加 内能增加

温度
温度降低 分子运动剧烈程度减弱 内能减少


体积增加 分子势能增加 内能增加
体积
影响因素 体积减少 分子势能减少 内能减少

内能 分子数:温度体积相同,物体内的分子数越多,内能就越大。


形式 物体对外做功 物体的内能减少

做功
外界对物体做功 物体的内能增加

能量
改变方法 机械能转化为内能


热量 物体吸收热量 内能增加
热传递
物体放出热量 内能减少
实质
高温物体传到低温物体或者由同一物体的高温部分传到低温部分
热量定义——物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量
热量 单位——焦耳(J) 升温吸热——Q吸=cm(t-t0)
公式——Q=cmΔt
降温放热——Q放=cm(t0-t)
热 定义——1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫这种燃料的热值
热值 单位——焦耳/千克 (J/kg)
公式——Q=mq
量 定义——单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做比热容,
比热容 它是物质的物理属性之一
单位——焦耳/(千克·摄氏度) (J/(kg·℃))
1.重要概念和公式
(1)热量的概念及公式Q=cmΔt
(2)热值的概念及公式Q=mq
(3)比热容的概念
(4)热机中能量的转化
2.基本物理方法
对比法:通过质量相同的不同物质吸收相同热量而升温不同引入比热容的概念;通过质量相同的不同燃料充分燃烧时放出热量不同引入热值的概念.
3.易错易混淆的问题
(1)热量和温度是两个不同的物理量.温度是指物体的冷热程度,任何一个物体都有一定的温度,物体吸收热量温度可能升高,也可能不变;而热量是指物体在热传递过程中吸收或放出能量的多少,它是内能变化的量度之一,它与物体温度高低无关,与温度的变化量成正比.
(2)在利用Q=cmΔt计算热量时,一定要弄清各物理量的含义,注意区分温度“升高了”“升高到”“降低”“降低到”等易混淆的概念.
4.热机——内能转化为机械能
汽油机与柴油机的区别:
1.缸内吸入的气体: 汽油机吸入的是空气与汽油的混合气体,柴油机吸入的是空气
2.点火方式: 汽油机在压缩冲程结束通过火花塞电子打火点燃,柴油机是压缩冲程结束通过喷油嘴喷入柴油蒸气后直接压燃
3.结构上: 汽油机的火花塞,柴油机有喷油嘴。
4.效率上: 柴油机的效率高于汽油机
5.体积上: 柴油机更大,功率也相对大些。
同步题型分析
【例1】 炎热的盛夏,人站在水中时感到凉爽,而当人赤脚走在沙土上时却感到烫脚.这主要是因为水和沙土具有不同的…………………………………( )
A.热量 B.内能 C.比热容 D.密度
【分析】热量、内能、比热都是物理学中三个重要的物理量.三者之间有区别也有联系,学生容易混淆.在沙滩上,水和沙子同时接收阳光照射,可谓加热条件相同.在相同时间内,物质所吸收到的热量是相同的,而产生温度差的原因就在于比热容.
【解答】C
【点评】把握内能、热量、比热容和热值这四个物理量之间的区别和联系,学会由现象归纳物理原理;学会在生活中关注物理知识的运用.
【例2】 水的比热容比较大,人们往往利用它的这一特征为生产、生活服务.在下列事例中与水的这一特征无关的是
…………………………………………( )
A.让热水流过散热器来取暖
B.在大的河流上建水电站,用水发电
C.晚上向秧田里灌水
D.汽车发动机用水循环冷却
【分析】水冷系统、水热系统和冬秧灌水都是“水的比热容比较大”的典型应用,而水力发电并没有应用这一点,它主要利用了能量转化.水由于被举高产生巨大的势能,进而被转化为电能.
【解答】B
【点评】学会从生活中归纳物理知识,更重要的是从物理顺利的走向社会,造福社会.
【例3】 (04山东聊城)给一定质量的水加热,其温度与时间的关系如图12-1中a图所示.若其他条件不变,仅将水的质量增加,则温度与时间的关系图线正确的是…( )
图12-1
T/min
t温/℃
a
b
c
d
A.a B.b C.c D.d
【分析】抓住题目中的关键字词“其他条件不变”,即加热条件不变.那么在相同时间内,物质所吸收的热量相同,所以加水前后,水在相同时刻Q吸相等,根据公式Q=cmΔt,当Q、c一定时,m越大,Δt越小.因此加水后的曲线斜率应小于原来的曲线a,同时应当考虑水沸腾时温度保持在沸点不变,故选择C.
【答案】C.
课堂达标检测
1.如图所示为内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为( )
η=×100%
B.η=×100%
C.η=×100%
D.η=×100%
2.如图是某内燃机工作时的能量流向图,该内燃机的热机效率是( )
A.25%
B.35%
C.40%
D.65%
3.如图所示为内燃机工作时的示意图,其中有一个冲程内燃机将内能转化为机械能对外提供动力,该冲程对应的图是( )
A. B. C. D.
4.单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如图所示,下列关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列正确的是( )
丙、丁、乙、甲
B.乙、丁、甲、丙
C.乙、甲、丁、丙
D.甲、乙、丙、丁


5.如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图,下列关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列,正确的是(?)
A.甲、乙、丙、丁
B.乙、甲、丁、丙
C.乙、丁、甲、丙
D.丙、丁、乙、甲
6.如图,礼花筒是利用筒内高压空气膨胀将彩带喷向空中,产生喜庆效果.高压空气膨胀过程
对外做功内能增加
B.向外界传递热量内能减少
C.相当于内燃机的做功冲程
D.相当于内燃机的压缩冲程
7.如图所示是内燃机的四个冲程,其中属于排气冲程的是( )
A. B. C. D.
8.四冲程内燃机,把内能转化为机械能的是( )冲程.
A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气
9.四冲程内燃机的四个冲程中,不是靠惯性完成的是
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
10.如图是内燃机的某个冲程。下边四图情况与该冲程能量的转化方式一致的是
A.B. C.D.
11.下列关于内能、热量、温度说法正确的是( )
A.物体温度越高,所含的热量越多 B.0 ℃的物体没有内能
C.物体温度升高,内能一定增加 D.物体内能减少,它一定放出热量
12.温度表示物体的冷热程度,内能是物体内分子动能和势能的总和,下列说法正确的是
A.0摄氏度的物体的内能为零
B.温度高的物体内能一定大
C.对物体做功时内能可能增加
D.物体内能增加时温度一定升高
13.某同学探究不同物质的吸热能力,用相同的酒精灯给质量相同的甲、乙两种液体加热,获得如图所示的甲、乙升温与加热时间之间关系的图像,甲、乙两种液体中有一种是水,下列说法中正确的是(  )
A.甲液体是水
B.甲液体的比热容是
C.质量相同的甲、乙下降相同的温度,甲放出的热量多
D.质量相同的甲、乙吸收相同的热量,乙升高的温度多
14.智能手机在现代生活中的作用越来越重要,频繁的使用会导致它的电能消耗很快,当手机“电量”所剩无几时,通常可以将其设置成“省电模式”来延长使用时间,这是通过以下哪种方式实现的
A.减小总功率 B.增加总功率 C.增大电池电压 D.降低散热能力
15.网上曾热销一种“55度杯”,设此杯内胆中被封存着300g水,室温20℃;现向杯中倒入200g、100℃开水,摇一摇,杯内水温迅速降至t1,饮用后迅速将200g室温矿泉水倒入该杯,摇一摇,矿泉水的温度可升至t2,若忽略内胆及空间的热能消耗,则t1、t2分别大约为( )
A.50℃,50℃
B.52℃,39.2℃
C.40℃,60℃
D.55℃,55℃
16.用煤炉给10kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线.若在6min内完全燃烧了2kg的煤,水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),煤的热值约为3×107J/kg.根据题意,以下判断不正确的是( )
A.加热3min水吸热是加热6min水吸热的一半
B.水升高相同的温度,吸收的热量是相同的
C.相同的加热时间里,水升高的温度不同
D.煤炉烧水的效率为4.2%
T同步——计算分析
1.(2020·江苏丹徒初三期末)为了减少环境污染,部分农村地区改用液化气烧菜做饭。某钢瓶装有液化气10kg,已知液化气的热值为4.2×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg?℃)求:
(1)这瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是多少?
(2)若(1)中放出的热量有40%被初温为20℃的水吸收,在标准大气压下可将多少质量的水烧开?
(3)若采用某节能型灶具,可将热效率提高到50%,则同样将(2)中水烧开可节约液化气多少kg?
2.(2019·黑龙江黑河初三期末)混合动力汽车具有节能、低排放等优点,成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量,当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电,车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,蓄电池储存的电能为5.12×l08J,由内燃机提供能量,汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,同时蓄电池的电能增加了10%。求:
(1)汽车牵引力做的功;
(2)若所用燃料的热值为4.5×l07J/kg,测试过程中消耗8kg燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少;
(3)内燃机的效率。
3.(2020·云南砚山初三三模)某市部分公交车用天然液化气为燃料,其主要成分就是甲烷,热值为3.6×107J/m3。如果一辆公交车满载乘客时总质量是6t,那么10m3甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶100min。匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.05倍,求:
(1)这段时间内公交车牵引力做功的功率;
(2)若10m3的甲烷气体完全燃烧所产生的热量被水完全吸收,可将多少千克在一标准大气压下的水从20℃加热到刚好沸腾;[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(3)这段时间内公交车发动机的效率是多大?
4.(2020·江苏天宁常州外国语学校初三其他)如图所示,是百度开发的一款无人驾驶汽车,汽车自动驾驶时用激光测距器来了解周围的交通状况,使用北斗卫星导航系统进行定位和导航,该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时,消耗汽油2kg,汽油机的效率为30,在这段行驶过程中,(已知:汽油的热值为4.5107J/kg,c水=4.2103J/(kg ℃)。求:
(1)如果该车满载乘客时总质量是,匀速行驶时受到的平均阻力为车重的0.05倍,则该车满载时以36km/h的速度匀速行驶时功率是多少?消耗2kg汽油,汽车可以行驶的路程是多少?
(2)假设该汽车在这次行驶过程中,发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42,若这些废气带走的能量全部被质量200kg的水吸收,水升高的温度是多少?(水未沸腾)
(3)如果汽油机的效率提高到40,其他条件都不变,那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少?
5.(2018·辽宁铁岭中考真题)2018年5月末,国道102线从铁岭到开原路段开始整修。如图是工地上的一台推土机,它的质量是8t、它与水平地面接触的总面积是4m3。某次推土作业时,在平直的场地上以1m/s的速度匀速前进了10m,推土机的功率为400kW。(g=10N/kg)
求:(1)推土机静止时对水平地面的压强是多少?
(2)这次推土作业,推土机做了多少功?
(3)该推土机以柴油作为燃料,热机效率为40%,完成这次推土作业要消耗多少千克柴油?(取q柴油=4×107J/kg)
(2020·安徽庐阳初三三模)一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其v-t图像如图所示,在10s时速度达到20m/s,0~10s通过的路程为120m,汽车在整过行驶过程中阻力不变,其大小为F阻=4000N,求:
(1)汽车在匀速直线运动过程中牵引力做功的功率多大?
(2)若汽车在整过运动过程中功率保持不变,发动机的转化效率为25%,则0~10s内需要完全燃烧多少千克汽油?(已知汽油的热值大约为5×107J/kg)。
7.(2020·云南开远初三其他)工作人员采取了部分页岩气样品,经初步检测该页岩气样品中的天然气含量为90%,为了确定其中是否还含有其它可燃性成分,现在在实验室进一步对其进行热值测试:假设所取样品气体的体积为1L,用它烧水,使得1kg的水温度升高了5℃,已知检测所用的烧水炉的效率为70%,天气的热值为4.0×107J/m3.请根据以上信息计算:
(1)检测过程中,水吸收的热量是多少?
(2)检测过程中,页岩气样品所释放的热量是多少?
(3)该页岩气样品的热值为多少?
8.(2019·广西河池初三期中)煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机。某县在冬季利用地热能为用户取暖,当地有一口自喷状态的地热井,出水温度为90℃ ,出水流量为150 m3/h。求:
(1)求每小时流出的水的质量是多少kg?
(2)地热水温度降低到50℃ ,所放出的热量;
(3)这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热,且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%,那么利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气?[已知ρ水=1. 0×103 kg/m3 ,c水=4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值q为4×103J/ m3]
9.(2019·江苏如皋初三一模)质量为的小型载重汽车,额定功率为,车上装有的砂石,已知汽车在平直公路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.2倍,汽车先以的速度在平直公路上匀速行驶到山坡底,消耗汽油,然后又以额定功率行驶的时间,将砂石从坡底运送到高的坡顶施工现场(g取),求:
(1)的汽油完全燃烧放出多少热量;(汽油的热值取)
(2)汽车在平直公路上匀速行驶的功率;
(3)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率。
10.(2020·江西遂川初三期末)太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息
太阳照射时间/h
装水量 /kg
吸热板面积/m2
水升高的温度/℃
水的比热容/J(kg·℃)-1
太阳辐射功率/J·(m2 ·h)-1
10
100
2.5
50
4.2×103
1. 68×106
其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能.
求:(1)水在10h内吸收的热量;
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供,需要完全燃烧多少m3的天然气;(天然气的热值为8.4×l07J/m3,天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收)
(3)该太阳能热水器的能量转化效率.
1.(1)4.2×108J;(2)500kg;(3)2kg
2.(1)1.0×108J;(2)3.6×108J;(3)42%
3.(1)3×104W;(2)857.1kg;(3)50%
4.(1)1104W;2.7104m;(2)45℃;(3)1.5kg
5.(1)2×104Pa;(2)4×106J;(3)0.25kg
6.(1) (2)0.064kg
7.;;
8.(1) 1.5×l05kg;(2)2.52×1010J;(3)700m3
9.(1);(2);(3)
10.(1)水在10h内吸收的热量为2.1×107J;
(2)0.25m3的天然气;
(3)该太阳能热水器的能量转化效率为50%.

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