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模块一 声、光、热
第8讲 内能 热值 热机
核心考点 年份及分值 考查频率
2020 2021 2022 2023 2024
1.改变内能的方式 — — 1 1 2 ★★★
2.温度、内能与热量的关系 — — — — 3 ★
3.热机 — 3 3 3 — ★★★
4.热值的理解 1 1 1 — 1 ★★★★
5.能量守恒与转化 — 2 2 2 2 ★★★★
本课时主要考点有:内能的概念,物体内能的改变(做功和热传递),内燃机四冲程工作原理和能量变化规律、热值及其相关计算、热机效率及其计算、能量的转化与守恒。内能与热量、温度关系多以选择题形式考查,其他考点多以填空题的形式考查。
1.了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料热值。
2.知道做功和热传递可以改变物体的内能。
3.了解热值的概念,知道不同燃料的热值不同,会根据热值来计算燃料完全燃烧放出的热量。
4.了解热机的工作原理和工作过程。知道内能的利用在人类社会发展史中的意义。
【教材导航】 人教教材九年级P7~30;粤沪教材九上P22~41
知识点1 内能和热量
1.物体内部所有分子热运动的〔1〕___能和〔2〕________能的总和,叫做物体的内能。一切物体在任何时候都具有内能。物体温度升高时,内能〔3〕_______。
动
分子势
增加
2.改变物体内能的两种方式:〔4〕____和〔5〕______。
(1)物体对外做功,物体的内能〔6〕_______;外界对物体做功,物体的内能〔7〕_______。
(2)温度不同的物体发生热传递时,高温物体放出热量,温度〔8〕_______,内能〔9〕_______;低温物体吸收热量,温度〔10〕_______,内能〔11〕_______。在热传递过程中,传递能量的多少叫〔12〕_______。热量用字母Q表示,单位是焦耳,用J表示。
做功
热传递
减小
增大
降低
减小
升高
增大
热量
知识点2 热值
3.热值:某种燃料〔13〕___________放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值,用字母q表示,单位是焦每千克,用J/kg表示(气体燃料的热值单位一般用J/m3)。计算燃料完全燃烧放出的热量的公式是〔14〕________(气体:Q=Vq)。
4.热值是燃料的一种特性,只与〔15〕___________有关,与燃料质量、体积、温度、是否完全燃烧等均无关。
完全燃烧
Q=mq
燃料种类
知识点3 热机
5.利用内能来做功的机械叫热机。
6.汽油机四冲程是指〔16〕_______冲程、〔17〕_______冲程、〔18〕______冲程、〔19〕______冲程。在这四个冲程中只有〔20〕______冲程实现了对外做功,把〔21〕____能转化为〔22〕_______能。
吸气
压缩
做功
排气
做功
内
机械
7.汽油机与柴油机的不同点:
(1)构造上不同:汽油机气缸顶部是〔23〕_________,柴油机气缸顶部是〔24〕_________。
(2)吸气冲程中吸入的气体不同:汽油机吸入的是〔25〕___ ___________________,柴油机吸入的只是〔26〕_______。
火花塞
喷油嘴
汽油和空气的混合气体
空气
(3)压缩冲程中压缩的程度不同:柴油机气缸内气体被压缩的程度比汽油机〔27〕_______。
(4)点火方式不同:汽油机是〔28〕_______式,柴油机是〔29〕_______式。
8.汽油机与柴油机都是〔30〕_____个冲程构成一个工作循环。一个工作循环中,活塞往返运动〔31〕_____次,曲轴转动〔32〕_____周,对外做功〔33〕_____次。
更大
点燃
压燃
四
两
两
一
序号 冲程名称 进气门 排气门 活塞运动方向 能量转化 说明
A 吸气冲程 开 关 向下 无 气缸体积变大,汽油与空气的混合物在大气压的作用下进入,依靠飞轮的惯性完成
B 压缩冲程 关 关 向上 机械能转化为内能 压缩气体做功,气体温度升高,内能增大,依靠飞轮的惯性完成
C 做功冲程 关 关 向下 内能转化为机械能 气体膨胀做功,气体温度降低,内能减小,对外提供动力
D 排气冲程 关 开 向上 无 废气中含有大量能量和有害气体,依靠飞轮的惯性完成
9.热机的效率:
(1)热机的效率:用来做〔34〕_________的那部分能量和〔35〕_______________放出的热量之比,公式:η=×100%。
(2)影响热机效率的因素有:一是燃料不可能完全充分燃烧,二是燃料燃烧放出的热量大部分散失掉了,只有一小部分被有效利用,所以η<1。
有用功
燃料完全燃烧
[例题1] 下列关于内能知识的描述正确的是( )
A.物体温度越高内能越大,所以0 ℃的冰没有内能
B.温度越高的物体含有的热量越多,所以0 ℃的冰没有热量
C.摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能
D.物体吸收热量,内能增加,温度一定升高
重难点1 如何正确理解内能的概念
C
[变式1] 小明将凝固点为47 ℃的某液态合金放在室温为25 ℃的实验室中。该合金从70 ℃降至47 ℃并保持47 ℃一段时间再降至25 ℃,合金在此过程( )
A.对外放热,内能一直减少
B.存在液化现象,内能一直增加
C.温度保持47 ℃时,不吸热也不放热
D.存在凝固现象,内能先减少后不变再减少
A
[例题2] (2023·黑龙江)下列关于同一物体的内能、热量、温度说法正确的是( )
A.物体内能增大,温度一定升高
B.物体温度升高,一定吸收了热量
C.物体温度升高,内能一定增大
D.物体内能增大,一定吸收了热量
重难点2 如何区分内能、热量、温度
C
[变式2] (2023·汕头统考一模)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0 ℃的冰块内能为0 J
B.温度高的物体含有的热量多
C.物体吸收热量,温度一定升高
D.两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
D
考查点1 内能及其改变
1.(2024·广州二模)甲、乙、丙为同种物质,已知甲的温度为10 ℃,乙的温度为0 ℃,丙的温度为-10 ℃。以下说法中正确的是( )
A.乙的内能为零
B.丙的内能有可能大于甲的内能
C.甲的内能最大
D.若甲和乙的内能相同,则它们之间不会发生热传递
B
2.如图所示,下列关于内能的说法正确的是( )
A.图甲,冰山的温度低于0 ℃,冰山没有内能
B.图乙,钻木取火的过程是将机械能转化为内能
C.图丙,用铁锅炒菜是因为铁锅的比热容较大
D.图丁,瓶塞飞起,瓶内气体的内能增大、温度升高
B
3.(2024·深圳一模)下列现象中,属于内能转移的是( )
B
A.拉动绳子摩擦容器壁,胶塞冲出
B.将热水瓶放入冷水中降温
C.搓手发热
D.热气膨胀胶塞冲出
4.冬季,人们喜欢用电热暖水袋来取暖。给暖水袋通电加热,是先通过_______的方式改变加热器的内能,加热器再通过_________的方式改变袋内水的内能。
做功
热传递
考查点2 内能、热量、温度
5.(2024·广东模拟)下面是小池同学“物理学习笔记”中的摘录,其中正确的是( )
A.物体温度越高,分子热运动越剧烈
B.两物体温度相同,内能一定相同
C.热量总是从含有热量多的物体传递给热量少的物体
D.物体吸收热量,内能增大,温度一定升高
A
6.(2024·广东一模)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.物体温度越高,含有的热量越多
B.一块冰块的内能一定小于一杯水的内能
C.只要物体放出热量,温度就一定降低
D.热传递时,内能总是从高温处转移到低温处
D
考查点3 热值
7.(2024·广东二模)已知50 g的A燃料和100 g的B燃料完全燃烧放出的热量如图所示,____(选填“A”或“B”)燃料的热值更大,B燃料的热值为_________J/kg。
A
3×107
8.(2024·广东三模)2024年4月25日,搭载神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭成功发射,当神舟十八号与天和核心舱对接成功时,神舟十八号与天和核心舱彼此是相对_______(选填“运动”或“静止”)的,火箭选用液态氢作为燃料,是因为液态氢的_______(选填“热值”或“比热容”)较大;若想获得8.4×107 J的热量,只需完全燃烧______kg的液态氢(q氢=1.4×108 J/kg)。
静止
热值
0.6
9.(2024·广州三模)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内的液体质量也相同。
(1)比较不同燃料的热值,应选择_________两图进行实验,实验中应控制两装置燃料_____________(选填“完全燃烧完”或“燃烧相同时间”),通过比较___________________(选填“温度计上升的示数”或“加热时间的长短”)来确定燃料热值的大小。
甲、乙
完全燃烧完
温度计上升的示数
(2)比较不同物质的比热容,应选择_________两图进行实验,不同物质吸热多少是通过_________________(选填“温度计上升的示数”或“加热时间的长短”)来反映的。
甲、丙
加热时间的长短
(3)若甲图烧杯中为50 g的水,燃料1为2×10-4 kg的酒精。酒精完全燃烧后,温度计示数升高20 ℃(水未沸腾),水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),酒精热值为3×107 J/kg,则该装置对水的加热效率为_______。
70%
考查点4 热机
10.(2024·广州三模)如图,是四冲程汽油机的工作示意图,一个完整的工作循环的正确顺序为( )
A.a→b→c→d B.a→c→d→b
C.c→a→b→d D.c→d→a→b
B
a
b
c
d
11.(2024·广东二模)柴油机在压缩冲程中,汽缸内工作物质的温度、体积和内能的变化情况是( )
A.温度升高,体积减小,内能增大
B.温度降低,体积增大,内能增大
C.温度升高,体积减小,内能减小
D.温度降低,体积增大,内能减小
A
12.(2024·广州三模)如图显示的是甲、乙、丙三部汽油机的参数。甲、乙、丙相比,正确的是( )
A.甲输出的机械能比丙多,效
率比丙高
B.在消耗质量相同的同种燃料
时,乙输出机械能与甲一样多
C.在输出的机械能相同时,乙比丙消耗更多的同种燃料
D.三部汽油机中,乙的效率最高
D