资源简介

1243330012039600 内能与热机
知识点一：物体的内能
109855073660 分子动能
false342900119380
分子势能
434340011938027432001193802057400119380 温度升高 分子运动剧烈程度增加 内能增加
1371600119380 温度
43434001193802743200119380 温度降低 分子运动剧烈程度减弱 内能减少

377190011938026289001193801943100119380 体积增加 分子势能增加 内能增加
体积
37719001193802628900119380影响因素 体积减少 分子势能减少 内能减少
68580040640
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。

3360420123190240030060960false 形式 物体对外做功 物体的内能减少
1943100812801485900160020 做功
3495675106680 外界对物体做功 物体的内能增加

能量
203644584455914400160020 改变方法 机械能转化为内能


35941001123952057400180340251460060960false 热量 物体吸收热量 内能增加
热传递
3543300112395 物体放出热量 内能减少
实质
217170081280 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
【易错点辨析】热量、温度、内能之间的关系
（1）热量和内能间变化关系
热量是物体在热传递过程中内能变化的量度。物体吸收热量，则物体的内能增加，这时吸收的热量等于物体增加的内能，反之，物体放出热量、物体的内能一定减少。
物体的内能改变了，物体不一定要吸收或放出热量。，是的。是：物体的内能改变了，可能是由于物体吸收（或放出）了热量也可能是对物体做功（或物体对外做功）。只有在热传递过程中，物体温度升高，一定吸收热量，物体温度降低，一定放出了热量。

（2）温度和热量间变化关系
物体温度改变了，物体不一定要吸收或放出了热量。也可能由于对物体做功（或物体对外做功）使物体的内能变化了，温度改变了。
同样，物体吸收热量，温度不一定升高，放出热量，温度不一定降低。这是因为物体在吸热或放热的同时，如果物体本身发生了物态变化（如冰化成水或水结成冰），物体的温度不一定会改变。因此，只有物体在没有发生物态变化时，吸收了热量，温度一定升高，放出了热量，温度才一定降低。
（3）温度、内能间变化关系
温度的高低，标志着物体内部分子运动速度的快慢。因此，物体的温度升高，由于分子运动速度增大，分子具有的动能增大，因此，物体内能增大。反之，温度降低物体的内能则减少。
物体的内能变了，物体的温度却不一定改变。这也是由于物体在内能变化的同时，有可能发生物态变化。物体在发生物态变化时内能变化了，温度有时改变而有时却不改变。只有在没有发生物态变化时，我们才可以说：物体的内能增加，温度一定升高，内能减少，温度一定降低。
方法指南：
①一个物体温度升高了，不一定吸收了热量，也有可能是外界对物体做功，但它的内能一定增加。
②一个物体吸收了热量，温度不一定升高，但它的内能一定增加(物体不对外做功)，如晶体熔化、液体沸
腾等。
③一个物体内能增加了，它的温度不一定升高，如0℃的冰变成0℃的水；也不一定吸收了热量，有可能是 外界对物体做了功
④物体本身没有热量。只有发生了热传递，有了内能的转移时，才能讨论热量问题。
⑤热量是在热传递过程中，传递内能的多少，是一个过程量，不能说“含有”或“具有”热量。
⑥热量的多少与物体内能的多少、物体温度的高低没有关系。
【例题精讲】
【例1】下列说法中正确的是（　　）
A．静止在地面上的冰块没有内能
B．空中飞行的飞机比地面上静止的火车的内能多
C．动能大的物体内能一定大
D．自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能
【例2】下列生活情景中，属于通过热传递途径改变物体内能的是（　　）
A．锯木头时锯条会变热
B．搓手使手变暖
C．用热水袋取暖
D．铁丝被反复弯折，弯折处会变热
【例3】如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。在这个过程中，燃料的　 　能转化为　 　能，传给水和水蒸气，水蒸气把塞子冲出去时，水蒸气的　 　能转化为塞子的　 　能。
【例4】将装有酒精的金属管固定在桌子上，并用塞子塞紧。快速来回拉动绕在管上的绳子，过一会儿塞子跳起来，如图所示。则 （　　）
A．拉动绳子过程，金属管温度升高，内能增加
B．拉动绳子过程，管内酒精温度升高，蒸发变慢
C．塞子跳起时，管内气体温度升高，内能增加
D．塞子跳起时，管内气体内能全部转化为塞子的机械能
【例5】有关温度、热量、内能的说法，正确的是（　　）
A．物体吸收热量，内能一定增加，同时温度一定升高
B．物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加
C．物体温度升高，内能不一定增加，但一定吸收热量
D．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
知识点二：热量的计算
物体温度升高时吸收的热量Q吸＝________。
物体温度降低时放出的热量Q放＝cm(t0－t)。
c为物质的________。比热容是指单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。其中，c为物质的比热容，m为物体的质量，t0是初温，t是末温。如果用Δt表示升高或降低的温度，即用Δt表示t－t0或t0－t，那么物体吸收或放出的热量可以写成Q＝cmΔt。
特别提醒：
①比热容跟密度一样，也是物质的一种特性，它不随物质质量的改变而改变，也不随物质吸收(或放出)热量的多少以及温度的变化而变化。
②对于同一种物质，比热容的值还与物质的状态有关，同一物质在同一状态下的比热容是一定的，但在不同状态时，比热容是不相同的。如：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，而冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃)。
【例题精讲】
【例6】水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），将4kg的水倒掉一半，剩下水的比热容是　 　J/（kg?℃）；初温为30℃、质量为2kg的水吸收2.1×105J的热量后温度将升高到　 　℃
【例7】甲、乙两物质比热容之比是2：1，质量之比是2：1，甲、乙两物体吸收相同的热量，甲物体温度升高了20℃，则乙物体的温度升高了　 　℃．由同样材料组成的丙、丁两物体，它们的质量之比为4：1，升高温度之比是1：3，则两物体吸收热量之比为　 　。
知识点三：热机
热机
(1)定义：把________转化为机械能的机器。
(2)原理：
热机的种类
热机
热机的四个过程：吸气、________、________排气。
①进气冲程
是向气缸内填充新鲜气体的过程。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从上止点向下止点移动的过程此时进气门打开，排气门关闭。当活塞到达下止点时该冲程结束。
②压缩冲程
是将缸内的气体压缩的过程（为燃烧着火创造基本条件，缸内温度升高）。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下止点向上止点移动的过程此时进、排气门均关闭。当活塞到达上止点时该冲程结束。
③ 做功冲程
是缸内可燃混合气燃烧将化学能转换为热能的过程。活塞在燃气压力的作用下由上止点向下止点运动，曲轴通过连杆带动旋转输出功。此时进、排气门均关闭，当活塞到达下止点时该冲程结束
④排气冲程
是为了下一循环工作而清除缸内燃烧后的废气的过程。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下止点
向上止点运动的过程。此时进气门关闭，排气门打开。当活塞到达上止点时该冲程结束。
特别提醒：
①四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成
②在内燃机的一个工作循环中，活塞来回两次 ，曲轴转动两周 ，飞轮转两转，对外做功一次 ，共有四个冲程
燃料的热值
（1）燃料燃烧时能量的转化
燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为________，也就是通常所说的
释放出热量。
（2）燃料的热值
1kg某种燃料________燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的________，单位是J/kg，气体燃料的
热值单位通常用J/m3。公式：Q=mq。
热值的意义是表示单位质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。同种燃料的热值相同，不同
种燃料的热值一般不同。
【例题精讲】
【例8】如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为（　　）
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁
【例9】一台单缸4冲程柴油机飞轮的转速是1800r/min，则柴油机每秒（　　）
A．完成30个冲程，做功30次 B．完成60个冲程，做功60次
C．完成60个冲程，做功15次 D．完成120个冲程，做功30次
【例10】如图是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是（　　）
A．25% B．40% C．75% D．35%
【例11】木炭的热值为3.4×107J/kg，它表示1kg木炭（　　）
A．具有3.4×107J的热量
B．具有3.4×107J的内能
C．完全燃烧对外做功3.4×107J
D．完全燃烧放出热量3.4×107J
【例12】用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤气的热值为4.2×107J/kg。求：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量。
（2）水吸收的热量。
（3）燃气灶烧水的效率。
【例13】某家庭用的燃气热水器，将20kg的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.2kg的燃气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），燃气的热值为5×107J/kg．求：
（1）燃气完全燃烧放出的热量Q1；
（2）水吸收的热量Q2；
（3）该热水器烧水的效率η。
课堂练习
下列各图所列举的事例中，属于热传递改变物体内能的是（　　）

A．对试管加热，管内水温升高 B．冬天搓手，手会变暖

C．从滑梯滑下，臀部发热 D．迅速压下活塞，筒内气温升高
如图所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是（　　）
A．试管口出现的“白雾”是气体
B．水蒸气对外做功，内能增加
C．水蒸气的温度升高
D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理
如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧。根据该实验现象，下列结论正确的是（　　）
A．棉花燃烧过程是化学能转化为内能
B．活塞下压过程中，气体的内能减小
C．气体容易被压缩，是因为气体分子间距离较小
D．活塞下压过程的能量转化形式与热机做功冲程能量转化相同
下列关于温度、热量和内能说法正确的是（　　）
A．热量总是从高温物体传给低温物体
B．物体从外界吸收了热量，温度一定升高
C．物体的温度越高，具有的热量越多
D．物体的内能增加，则一定是从外界吸收了热量
将质量相同、材料不同的三块金属甲、乙、丙，加热到相同的温度后，放到表面平整的石蜡上。经过一段时间后，观察到如图所示的现象。由此说明三块金属的比热容（　　）
甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．一样大
关于燃料和热值，以下说法正确的是（　　）
A．燃料热值与燃料的质量无关
B．容易燃烧的燃料，热值一定大
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多
D．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是（　　）
A．甲冲程是把机械能转化为内能
B．乙冲程是排气冲程
C．丙冲程是把机械能转化为内能
D．丁冲程是吸气冲程
下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（　　）
A．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能
B．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能
C．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能
D．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能
某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（　　）
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④
寒冷的冬天，双手摩擦使手发热，是通过　 　的方式改变手的内能；手捧暖水袋，使手变暖是通过　 　的方式改变手的内能（选填“做功”或“热传递”）．炎热的夏天，剥开包装纸的冰棍会冒“白气”是　 　现象（选填“汽化”或“液化”）；冰棍吃到口中感到很凉，是因为冰棍熔化过程中　 　的原因（选填“吸热”或“放热”）。
如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外　 　，燃气的　 　能转化为盒盖的　 　能，这与四冲程汽油机的　 　冲程的能量转化相同。
如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的功工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，C图是　 　冲程，与它原理相同的是　 　图所示的演示实验，汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是　 　图（后两空选填字母）
如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于　 　冲程，该冲程将　 　转化为机械能，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功　 　次、飞轮转过　 　圈。
现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧　 　放出的热量多，1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值　 　。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
某家庭需要将50kg、初温为10℃的水加热到50℃作为生活用水，他们利用煤气灶烧水，需要燃烧0.8kg的煤气。这些水从10℃加热到50℃需要吸收的热量为　 　J，0.8kg的煤气完全燃烧放出的热量为　 　J，煤气灶烧水的效率为　 　。（c水＝4.2×103J/（kg?℃），q煤气＝4.2×107J/kg）
某学校锅炉用天然气作燃料给水加热。已知天然气的热值为4.0×107J/m3（不计热量损失）。
（1）完全燃烧4.2m3的天然气可以获得多少热量？
（2）这些热量可以使1000kg的水从30℃升高到多少℃？
某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×l05Pa，求：
（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力。
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功。
（3）若燃气对活塞的平均压强为 p，设活塞的面积为S，冲程长为L，如图所示，而V＝SL，请推导出一个做功冲程中燃气对活塞做的功W＝pV。
课后作业
1．下列关于内能说法中正确的是（　　）
A．物体运动速度越大，内能越大
B．静止的物体没有动能，但有内能
C．高温物体一定比低温物体内能大
D．内能和温度有关，所以0℃的水没有内能
2．关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（　　）
A．物体的内能减少，它的温度一定降低
B．物体的温度不变，它的内能可能增加
C．物体内能增加，一定是从外界吸收了热量
D．温度高的物体一定比温度低的物体具有的内能多
3．下列关于温度、内能和热量的说法，正确的是（　　）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．凡是物体温度升高，就一定吸收了热量，没有其他方法和途径
C．热量总是从内能大的物体传到内能小的物体
D．物体的温度升高，内能一定增加
4．如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硒化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧。根据该实验现象，下列结论正确的是（　　）
A．活塞下压过程中，气体的内能减小
B．棉花燃烧过程是化学能转化为内能
C．气体容易被压缩，是因为气体分子间距离较小
D．活塞下压过程的能量转化形式与热机做功冲程能量转化形式相同
5．如图所示的事例中，通过热传递的方式改变物体内能的是（　　）

A． 锯木头锯条发热 B． 划火柴点火

C． 烧水时水温升高 D．铁丝来回弯折温度升高
6．两个相同的烧杯里分别盛有质量和温度都相同的水和煤油，用两个相同的酒精灯给它们加热，可以看到煤油的温度比水的温度升高的快。若水和煤油的比热分别用C水和C煤油表示，则（　　）
A．C水＞C煤油 B．C水＝C煤油
C．C水＜C煤油 D．条件不足，无法比较
7．如图所示是四冲程内燃机工作时的某个冲程，对它描述正确的是（　　）
A．吸气冲程机械能转化为内能 B．压缩冲程机械能转化为内能
C．做功冲程内能转化为机械能 D．排气冲程内能转化为机械能
如图所示的内燃机工作的一个循环中，其四个冲程的顺序应当是（　　）
A．乙、甲、丁、丙 B．甲、乙、丙、丁
C．乙、丁、甲、丙 D．甲、丁、乙、丙
9．关于热机效率，下列说法正确的是（　　）
A．蒸汽机的效率高于汽油机的效率
B．热机所做有用功越多，它的效率就越高
C．内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少
D．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
10．近年来，我国民用汽油发动机技术取得了长足进步，接近国际先进汽油发动机的水平某品牌汽车以80km/h的速度匀速行驶时，仪表盘显示发动机转速是1800r/min，若做功冲程每次做功6000J，则下列有关该汽车发动机的说法错误的是（　　）
A．每秒飞轮转60圈
B．每秒完成60个冲程
C．每秒对外做功15次
D．发动机的输出功率是90kW
11．如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热水至沸腾，将会看到的现象是橡皮塞被　 　，并在管口处看到　 　。此实验能量的转化过程是：燃料的　 　能通过燃烧转化为　 　能，又通过做功，将　 　能转化为　 　能。
12．请用物理语言解释文学词汇：“炙手可热”是通过　 　的方式改变内能；“钻木取火”是通过　 　的方式改变内能。
13．如图所示是用同一酒精灯加热使100g冰熔化成水，根据实验数据绘制成的温度随时间变化的图象（假设在加热过程中物质的质量不变，单位时间内吸收的热量相同）。根据图中信息，算出C冰：C水＝　 　，冰在熔化前吸收了　 　J的热量，冰在熔化过程中吸收了　 　J的热量。（c水＝4.2×103J/（kg?℃）
某家庭需要将50kg、初温为10℃的水加热到50℃作为生活用水，他们利用煤气灶烧水，需要燃烧0.8kg的煤气。这些水从10℃加热到50℃需要吸收的热量为　 　J，煤气灶烧水的效率为　 　。【c水＝4.2×103J/（kg?℃），q煤气＝4.2×107J/kg】
15．在汽油机工作的四个冲程中，将机械能转化为内能的是　 　冲程，若飞轮的转速是1200r/min，则汽油机每秒钟完成个　 　冲程，做功　 　次。
16．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8kg的水加热，同时他们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4min内完全燃烧了1.4kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤的热值约为3×107J/kg。求：
（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量。
（2）在4min内煤完全燃烧放出的热量。
（3）煤炉烧水时的热效率。
17．小明家利用天然气灶烧水，把质量为1kg的20℃的水烧开（在标准大气压下）．则：[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
（1）通过观察天燃气表得知消耗了0.02m3的天然气，如果天然气的密度为0.7kg/m3，烧水时消耗天然气为　 　g；
（2）在此过程中水需要吸收为　 　 J热量；
（3）若天然气的热值为6.0×107J/m3，该天然气灶的效率是　 　。
18．已知天然气的热值为4.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）。
（1）完全燃烧0.04m3天然气可放出热量为多少J？
（2）某天然气灶烧水的效率为50%，完全燃烧0.04m3天然气可使常温下5L的水温度升高多少℃？
1243330012039600 内能与热机
知识点一：物体的内能
109855073660 分子动能
false342900119380
分子势能
434340011938027432001193802057400119380 温度升高 分子运动剧烈程度增加 内能增加
1371600119380 温度
43434001193802743200119380 温度降低 分子运动剧烈程度减弱 内能减少

377190011938026289001193801943100119380 体积增加 分子势能增加 内能增加
体积
37719001193802628900119380影响因素 体积减少 分子势能减少 内能减少
68580040640
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。

3360420123190240030060960false 形式 物体对外做功 物体的内能减少
1943100812801485900160020 做功
3495675106680 外界对物体做功 物体的内能增加

能量
203644584455914400160020 改变方法 机械能转化为内能


35941001123952057400180340251460060960false 热量 物体吸收热量 内能增加
热传递
3543300112395 物体放出热量 内能减少
实质
217170081280 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
【易错点辨析】热量、温度、内能之间的关系
（1）热量和内能间变化关系
热量是物体在热传递过程中内能变化的量度。物体吸收热量，则物体的内能增加，这时吸收的热量等于物体增加的内能，反之，物体放出热量、物体的内能一定减少。
物体的内能改变了，物体不一定要吸收或放出热量。，是的。是：物体的内能改变了，可能是由于物体吸收（或放出）了热量也可能是对物体做功（或物体对外做功）。只有在热传递过程中，物体温度升高，一定吸收热量，物体温度降低，一定放出了热量。

（2）温度和热量间变化关系
物体温度改变了，物体不一定要吸收或放出了热量。也可能由于对物体做功（或物体对外做功）使物体的内能变化了，温度改变了。
同样，物体吸收热量，温度不一定升高，放出热量，温度不一定降低。这是因为物体在吸热或放热的同时，如果物体本身发生了物态变化（如冰化成水或水结成冰），物体的温度不一定会改变。因此，只有物体在没有发生物态变化时，吸收了热量，温度一定升高，放出了热量，温度才一定降低。
（3）温度、内能间变化关系
温度的高低，标志着物体内部分子运动速度的快慢。因此，物体的温度升高，由于分子运动速度增大，分子具有的动能增大，因此，物体内能增大。反之，温度降低物体的内能则减少。
物体的内能变了，物体的温度却不一定改变。这也是由于物体在内能变化的同时，有可能发生物态变化。物体在发生物态变化时内能变化了，温度有时改变而有时却不改变。只有在没有发生物态变化时，我们才可以说：物体的内能增加，温度一定升高，内能减少，温度一定降低。
方法指南：
①一个物体温度升高了，不一定吸收了热量，也有可能是外界对物体做功，但它的内能一定增加。
②一个物体吸收了热量，温度不一定升高，但它的内能一定增加(物体不对外做功)，如晶体熔化、液体沸
腾等。
③一个物体内能增加了，它的温度不一定升高，如0℃的冰变成0℃的水；也不一定吸收了热量，有可能是 外界对物体做了功
④物体本身没有热量。只有发生了热传递，有了内能的转移时，才能讨论热量问题。
⑤热量是在热传递过程中，传递内能的多少，是一个过程量，不能说“含有”或“具有”热量。
⑥热量的多少与物体内能的多少、物体温度的高低没有关系。
【例题精讲】
【例1】下列说法中正确的是（　　）
A．静止在地面上的冰块没有内能
B．空中飞行的飞机比地面上静止的火车的内能多
C．动能大的物体内能一定大
D．自然界中任何状态下处于任何位置的物体都有内能
【答案】D
【例2】下列生活情景中，属于通过热传递途径改变物体内能的是（　　）
A．锯木头时锯条会变热
B．搓手使手变暖
C．用热水袋取暖
D．铁丝被反复弯折，弯折处会变热
【答案】C
【例3】如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。在这个过程中，燃料的　 　能转化为　 　能，传给水和水蒸气，水蒸气把塞子冲出去时，水蒸气的　 　能转化为塞子的　 　能。
【答案】化学，内，内，机械。
【例4】将装有酒精的金属管固定在桌子上，并用塞子塞紧。快速来回拉动绕在管上的绳子，过一会儿塞子跳起来，如图所示。则 （　　）
A．拉动绳子过程，金属管温度升高，内能增加
B．拉动绳子过程，管内酒精温度升高，蒸发变慢
C．塞子跳起时，管内气体温度升高，内能增加
D．塞子跳起时，管内气体内能全部转化为塞子的机械能
【答案】A
【例5】有关温度、热量、内能的说法，正确的是（　　）
A．物体吸收热量，内能一定增加，同时温度一定升高
B．物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加
C．物体温度升高，内能不一定增加，但一定吸收热量
D．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
【答案】B
知识点二：热量的计算
物体温度升高时吸收的热量Q吸＝________。
物体温度降低时放出的热量Q放＝cm(t0－t)。
c为物质的________。比热容是指单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。其中，c为物质的比热容，m为物体的质量，t0是初温，t是末温。如果用Δt表示升高或降低的温度，即用Δt表示t－t0或t0－t，那么物体吸收或放出的热量可以写成Q＝cmΔt。
特别提醒：
①比热容跟密度一样，也是物质的一种特性，它不随物质质量的改变而改变，也不随物质吸收(或放出)热量的多少以及温度的变化而变化。
②对于同一种物质，比热容的值还与物质的状态有关，同一物质在同一状态下的比热容是一定的，但在不同状态时，比热容是不相同的。如：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，而冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃)。
【例题精讲】
【例6】水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），将4kg的水倒掉一半，剩下水的比热容是　 　J/（kg?℃）；初温为30℃、质量为2kg的水吸收2.1×105J的热量后温度将升高到　 　℃
【答案】4.2×103；55。
【例7】甲、乙两物质比热容之比是2：1，质量之比是2：1，甲、乙两物体吸收相同的热量，甲物体温度升高了20℃，则乙物体的温度升高了　 　℃．由同样材料组成的丙、丁两物体，它们的质量之比为4：1，升高温度之比是1：3，则两物体吸收热量之比为　 　。
【答案】80，4：3。
知识点三：热机
热机
(1)定义：把________转化为机械能的机器。
(2)原理：
热机的种类
热机
热机的四个过程：吸气、________、________排气。
①进气冲程
是向气缸内填充新鲜气体的过程。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从上止点向下止点移动的过程此时进气门打开，排气门关闭。当活塞到达下止点时该冲程结束。
②压缩冲程
是将缸内的气体压缩的过程（为燃烧着火创造基本条件，缸内温度升高）。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下止点向上止点移动的过程此时进、排气门均关闭。当活塞到达上止点时该冲程结束。
③ 做功冲程
是缸内可燃混合气燃烧将化学能转换为热能的过程。活塞在燃气压力的作用下由上止点向下止点运动，曲轴通过连杆带动旋转输出功。此时进、排气门均关闭，当活塞到达下止点时该冲程结束
④排气冲程
是为了下一循环工作而清除缸内燃烧后的废气的过程。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下止点
向上止点运动的过程。此时进气门关闭，排气门打开。当活塞到达上止点时该冲程结束。
特别提醒：
①四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成
②在内燃机的一个工作循环中，活塞来回两次 ，曲轴转动两周 ，飞轮转两转，对外做功一次 ，共有四个冲程
燃料的热值
（1）燃料燃烧时能量的转化
燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为________，也就是通常所说的
释放出热量。
（2）燃料的热值
1kg某种燃料________燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的________，单位是J/kg，气体燃料的
热值单位通常用J/m3。公式：Q=mq。
热值的意义是表示单位质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。同种燃料的热值相同，不同
种燃料的热值一般不同。
【例题精讲】
【例8】如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为（　　）
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁
【答案】C
【例9】一台单缸4冲程柴油机飞轮的转速是1800r/min，则柴油机每秒（　　）
A．完成30个冲程，做功30次 B．完成60个冲程，做功60次
C．完成60个冲程，做功15次 D．完成120个冲程，做功30次
【答案】C
【例10】如图是某内燃机能量流向图，该内燃机的热机效率是（　　）
A．25% B．40% C．75% D．35%
【答案】D
【例11】木炭的热值为3.4×107J/kg，它表示1kg木炭（　　）
A．具有3.4×107J的热量
B．具有3.4×107J的内能
C．完全燃烧对外做功3.4×107J
D．完全燃烧放出热量3.4×107J
【答案】D
【例12】用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤气的热值为4.2×107J/kg。求：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量。
（2）水吸收的热量。
（3）燃气灶烧水的效率。
【答案】（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量为2.1×107J；
（2）水吸收的热量为1.05×107J；
（3）燃气灶烧水的效率为50%。
【例13】某家庭用的燃气热水器，将20kg的水从20℃加热到70℃，完全燃烧了0.2kg的燃气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），燃气的热值为5×107J/kg．求：
（1）燃气完全燃烧放出的热量Q1；
（2）水吸收的热量Q2；
（3）该热水器烧水的效率η。
【答案】（1）燃气完全燃烧放出的热量是1×107J；
（2）水吸收的热量是4.2×106J；
（3）该热水器烧水的效率是42%。
课堂练习
下列各图所列举的事例中，属于热传递改变物体内能的是（　　）

A．对试管加热，管内水温升高 B．冬天搓手，手会变暖

C．从滑梯滑下，臀部发热 D．迅速压下活塞，筒内气温升高
【答案】A
如图所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是（　　）
A．试管口出现的“白雾”是气体
B．水蒸气对外做功，内能增加
C．水蒸气的温度升高
D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理
【答案】D
如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧。根据该实验现象，下列结论正确的是（　　）
A．棉花燃烧过程是化学能转化为内能
B．活塞下压过程中，气体的内能减小
C．气体容易被压缩，是因为气体分子间距离较小
D．活塞下压过程的能量转化形式与热机做功冲程能量转化相同
【答案】A
下列关于温度、热量和内能说法正确的是（　　）
A．热量总是从高温物体传给低温物体
B．物体从外界吸收了热量，温度一定升高
C．物体的温度越高，具有的热量越多
D．物体的内能增加，则一定是从外界吸收了热量
【答案】A
将质量相同、材料不同的三块金属甲、乙、丙，加热到相同的温度后，放到表面平整的石蜡上。经过一段时间后，观察到如图所示的现象。由此说明三块金属的比热容（　　）
甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．一样大
【答案】C
关于燃料和热值，以下说法正确的是（　　）
A．燃料热值与燃料的质量无关
B．容易燃烧的燃料，热值一定大
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多
D．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
【答案】A
汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是（　　）
A．甲冲程是把机械能转化为内能
B．乙冲程是排气冲程
C．丙冲程是把机械能转化为内能
D．丁冲程是吸气冲程
【答案】C
下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（　　）
A．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能
B．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能
C．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能
D．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能
【答案】D
某品牌无人驾驶汽车在一段平直公路上匀速行驶6.9km，用时5min45s，消耗燃油1.5kg，已知汽车的牵引力是2000N，燃油的热值为4.6×107J/kg，假设燃油完全燃烧。通过计算可知，下列结果正确的是（　　）
①汽车行驶速度是20km/h ②消耗的燃油完全燃烧放出的热量是6.9×107J
③汽车牵引力做功的功率是30kW ④汽车发动机的效率是20%
只有①和② B．只有②和③ C．只有①和④ D．只有②和④
【答案】D
寒冷的冬天，双手摩擦使手发热，是通过　 　的方式改变手的内能；手捧暖水袋，使手变暖是通过　 　的方式改变手的内能（选填“做功”或“热传递”）．炎热的夏天，剥开包装纸的冰棍会冒“白气”是　 　现象（选填“汽化”或“液化”）；冰棍吃到口中感到很凉，是因为冰棍熔化过程中　 　的原因（选填“吸热”或“放热”）。
【答案】做功；热传递；液化；吸热。
如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外　 　，燃气的　 　能转化为盒盖的　 　能，这与四冲程汽油机的　 　冲程的能量转化相同。
【答案】做功；内；机械；做功。
如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的功工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，C图是　 　冲程，与它原理相同的是　 　图所示的演示实验，汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是　 　图（后两空选填字母）
【答案】做功；F；B。
如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于　 　冲程，该冲程将　 　转化为机械能，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功　 　次、飞轮转过　 　圈。
【答案】做功；内能；10；20。
现探明中国南海海底有大量的可燃冰，已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧　 　放出的热量多，1kg的可燃冰，燃烧一半后，剩余可燃冰的热值　 　。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】可燃冰；不变。
某家庭需要将50kg、初温为10℃的水加热到50℃作为生活用水，他们利用煤气灶烧水，需要燃烧0.8kg的煤气。这些水从10℃加热到50℃需要吸收的热量为　 　J，0.8kg的煤气完全燃烧放出的热量为　 　J，煤气灶烧水的效率为　 　。（c水＝4.2×103J/（kg?℃），q煤气＝4.2×107J/kg）
【答案】8.4×106；3.36×107；25%。
某学校锅炉用天然气作燃料给水加热。已知天然气的热值为4.0×107J/m3（不计热量损失）。
（1）完全燃烧4.2m3的天然气可以获得多少热量？
（2）这些热量可以使1000kg的水从30℃升高到多少℃？
【答案】（1）完全燃烧4.2m3的天然气可以获得1.68×108J的热量；
（2）这些热量可以使1000kg的水从30℃升高到70℃。
某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×l05Pa，求：
（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力。
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功。
（3）若燃气对活塞的平均压强为 p，设活塞的面积为S，冲程长为L，如图所示，而V＝SL，请推导出一个做功冲程中燃气对活塞做的功W＝pV。
【答案】（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力为2700N。
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为135J。
（3）∵p=FS， ∴活塞受到的压力： F＝pS，
∵在做功冲程，活塞移动的距离为L，发动机的单缸排量V＝SL，
∴燃气对活塞所做的功：
W＝FL＝pSL＝pV。
课后作业
1．下列关于内能说法中正确的是（　　）
A．物体运动速度越大，内能越大
B．静止的物体没有动能，但有内能
C．高温物体一定比低温物体内能大
D．内能和温度有关，所以0℃的水没有内能
【答案】B
2．关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是（　　）
A．物体的内能减少，它的温度一定降低
B．物体的温度不变，它的内能可能增加
C．物体内能增加，一定是从外界吸收了热量
D．温度高的物体一定比温度低的物体具有的内能多
【答案】B
3．下列关于温度、内能和热量的说法，正确的是（　　）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．凡是物体温度升高，就一定吸收了热量，没有其他方法和途径
C．热量总是从内能大的物体传到内能小的物体
D．物体的温度升高，内能一定增加
【答案】D
4．如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硒化棉，用力把活塞迅速下压，棉花就会立即燃烧。根据该实验现象，下列结论正确的是（　　）
A．活塞下压过程中，气体的内能减小
B．棉花燃烧过程是化学能转化为内能
C．气体容易被压缩，是因为气体分子间距离较小
D．活塞下压过程的能量转化形式与热机做功冲程能量转化形式相同
【答案】B
5．如图所示的事例中，通过热传递的方式改变物体内能的是（　　）

A． 锯木头锯条发热 B． 划火柴点火

C． 烧水时水温升高 D．铁丝来回弯折温度升高
【答案】C
6．两个相同的烧杯里分别盛有质量和温度都相同的水和煤油，用两个相同的酒精灯给它们加热，可以看到煤油的温度比水的温度升高的快。若水和煤油的比热分别用C水和C煤油表示，则（　　）
A．C水＞C煤油 B．C水＝C煤油
C．C水＜C煤油 D．条件不足，无法比较
【答案】A
7．如图所示是四冲程内燃机工作时的某个冲程，对它描述正确的是（　　）
A．吸气冲程机械能转化为内能 B．压缩冲程机械能转化为内能
C．做功冲程内能转化为机械能 D．排气冲程内能转化为机械能
【答案】C
如图所示的内燃机工作的一个循环中，其四个冲程的顺序应当是（　　）
A．乙、甲、丁、丙 B．甲、乙、丙、丁
C．乙、丁、甲、丙 D．甲、丁、乙、丙
【答案】D
9．关于热机效率，下列说法正确的是（　　）
A．蒸汽机的效率高于汽油机的效率
B．热机所做有用功越多，它的效率就越高
C．内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少
D．热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
【答案】D
10．近年来，我国民用汽油发动机技术取得了长足进步，接近国际先进汽油发动机的水平某品牌汽车以80km/h的速度匀速行驶时，仪表盘显示发动机转速是1800r/min，若做功冲程每次做功6000J，则下列有关该汽车发动机的说法错误的是（　　）
A．每秒飞轮转60圈
B．每秒完成60个冲程
C．每秒对外做功15次
D．发动机的输出功率是90kW
【答案】A
11．如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热水至沸腾，将会看到的现象是橡皮塞被　 　，并在管口处看到　 　。此实验能量的转化过程是：燃料的　 　能通过燃烧转化为　 　能，又通过做功，将　 　能转化为　 　能。
【答案】冲出；白雾；化学；内；内；机械。
12．请用物理语言解释文学词汇：“炙手可热”是通过　 　的方式改变内能；“钻木取火”是通过　 　的方式改变内能。
【答案】热传递；做功。
13．如图所示是用同一酒精灯加热使100g冰熔化成水，根据实验数据绘制成的温度随时间变化的图象（假设在加热过程中物质的质量不变，单位时间内吸收的热量相同）。根据图中信息，算出C冰：C水＝　 　，冰在熔化前吸收了　 　J的热量，冰在熔化过程中吸收了　 　J的热量。（c水＝4.2×103J/（kg?℃）
【答案】1：2；2.1×103；4.2×103。
某家庭需要将50kg、初温为10℃的水加热到50℃作为生活用水，他们利用煤气灶烧水，需要燃烧0.8kg的煤气。这些水从10℃加热到50℃需要吸收的热量为　 　J，煤气灶烧水的效率为　 　。【c水＝4.2×103J/（kg?℃），q煤气＝4.2×107J/kg】
【答案】8.4×106；25%。
15．在汽油机工作的四个冲程中，将机械能转化为内能的是　 　冲程，若飞轮的转速是1200r/min，则汽油机每秒钟完成个　 　冲程，做功　 　次。
【答案】压缩；40；10。
16．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给8kg的水加热，同时他们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4min内完全燃烧了1.4kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤的热值约为3×107J/kg。求：
（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量。
（2）在4min内煤完全燃烧放出的热量。
（3）煤炉烧水时的热效率。
【答案】（1）经过4min时间加热，水所吸收的热量为1.68×106J；
（2）煤完全燃烧产生的热量为4.2×107J；
（3）煤炉烧水时的热效率为4%。
17．小明家利用天然气灶烧水，把质量为1kg的20℃的水烧开（在标准大气压下）．则：[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg?℃）]
（1）通过观察天燃气表得知消耗了0.02m3的天然气，如果天然气的密度为0.7kg/m3，烧水时消耗天然气为　 　g；
（2）在此过程中水需要吸收为　 　 J热量；
（3）若天然气的热值为6.0×107J/m3，该天然气灶的效率是　 　。
【答案】（1）14；（2）3.36×105；（3）28%。
18．已知天然气的热值为4.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）。
（1）完全燃烧0.04m3天然气可放出热量为多少J？
（2）某天然气灶烧水的效率为50%，完全燃烧0.04m3天然气可使常温下5L的水温度升高多少℃？
【答案】（1）完全燃烧0.04m3天然气可放出热量为8.4×105J；
（2）某天然气灶烧水的效率为50%，完全燃烧0.04m3天然气可使常温下5L的水温度升高40℃。

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