模块一 声、光、热
第05讲 内能、内能的利用【讲义】（2-4分）（解析版）
目 录
课标透析，考向预测 2
思维导图，知识领航 4
考点精研，易错明晰 5
考点一 分子热运动 5
考点二 内能 9
考点三 比热容 14
考点四 热机 19
考点五 热机效率 23
考点六 能量的转化与守恒 28
考点七 热学实验综述 31
题型归纳，技巧点拨 37
01 分子热运动与扩散现象 37
02 分子间相互作用力 38
03 内能的概念与内能大小的比较 39
04 物体内能的改变 40
05 温度、内能与热量辨析 41
06 比热容的概念及应用 42
07 探究不同物质吸热能力 44
08 比热容相关计算 45
09 热机及其工作原理 47
10 汽油机、柴油机及相关计算 48
11 热值及其相关计算 49
12 热机效率及其计算 50
13 能量的转化与转移 52
14 能量守恒定律 54
课标要求 2.1.2知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点，知道分子动理论的基本观点。 2.1.3举例说明自然界存在多种多样的运动形式。知道物质在不停地运动。 3.1.2通过实验，认识能量可以从一个物体转移到其他物体，不同形式的能量可以相互转化。 3.1.3结合实例，认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。 3.3.1了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。 3.3.2通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 3.3.3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。
考查内容 一、分子热运动； 二、内能； 三、比热容； 四、热机； 五、热机效率； 六、能量的转化与守恒
考点分布 考查频率 命题趋势
01 分子热运动与扩散现象 ☆☆☆ 《内能与内能的利用》是中考必考内容。本部分的考题一般在1-2道题，分值一般在2-6分之间；考题题型根据其出现的概率分别是：选择题、填空题、实验题和简单计算题等。 以上考点作为常考内容，在备考过程中应作为主要备考方向加以重视，但也不能忽视一些冷门考点；我国古代劳动人民利用内能的例子等。 备考中，应加强以下内容的练习： （1）对分子热运动理论的理解、物质的扩散、分子间相互作用力等； （2）内能的概念、影响物体内能大小的因素、物体内能的改变、温度与内能以及热量的辨析，尤其是物体内能的改变出现的概率更大； （3）比热容的概念、比热容的相关计算、水的比热容大的应用、探究不同物质的吸热能力等； （4）热机工作原理、内燃机四冲程工作过程和能量转化关系等； （5）热值的概念及相关计算、热机效率相关计算等； （6）能量转化和转移的辨别、能量转化和转移的方向性、能量守恒定律及其应用等； （7）会列举生活中能量转移和转化的实例； （8）能运用比热容说明为什么沙漠中的昼夜温差比海边的大； （9）了解热机对社会发展所起的作用和对环境的影响。
02 分子间相互作用力 ☆☆
03 内能的概念与内能大小的比较 ☆☆☆
04 物体内能的改变 ☆☆
05 温度、热量与内能辨析 ☆☆☆
06 比热容的概念及应用 ☆☆☆
07 探究不同物质的吸热能力 ☆☆☆
08 比热容相关计算 ☆☆
09 热机及其工作原理 ☆☆
10 汽油机、柴油机及其计算 ☆
11 热值及其计算 ☆☆
12 热机效率及其计算 ☆☆☆
13 能量的转化与转移 ☆☆☆
14 能量守恒定律 ☆☆☆
考点一 分子热运动
一、物质的构成
1.物质的构成：常见物质是由大量及其微小的粒子—分子、原子构成的。
2.分子的大小：分子的直径很小，通常以10-10m来量度，所以一个看似很小物质中都会包含大量的分子，如一个小水滴中含有约1021个水分子。
3.分子间有间隙
实验演示：取50ml的水与50ml酒精，倒入量筒中，轻轻摇晃几下，静止后观察量筒中液体体积，发现水喝酒精混合后的总体积小于100ml。
这是酒精与水的混合过程。实际上是酒精分散到了水中，从微观的角度看，酒精分子分散到了水分子中间，这一现象说明水分子和酒精分子间都有间隙。
二、分子热运动
1.探究实验：物质的扩散
气体扩散实验 液体扩散实验 固体扩散实验
实验
操作和现象 在透明的瓶中分别装入空气和二氧化氮，抽去玻璃板后，无色的空气和红棕色的二氧化氮混合在一起，最后颜色变得均匀 在装入清水的量筒底部注入蓝色的硫酸铜溶液。静待几天后，清水与硫酸铜溶液的界面变得模糊，静待几周后颜色变得均匀 把磨的很光滑铅块和金块紧紧压在一起，在室温下防止五年后在将它们切开，发现它们互相渗入月1mm深
现象分析 空气和二氧化氮气体彼此进入对方 水和硫酸铜溶液彼此进入对方 金和铅彼此进入对方
实验结论 气体、液体和固体分子都在不停地做无规则运动，能彼此进入分子的间隙中，即固体、液体和气体都会发生扩散现象
2.扩散现象
（1）定义：不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散。扩散现象的实质是分子(原子)的相互渗入。
（2）扩散现象表明：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，也说明物质的分子间存在间隙。
（3）影响扩散的因素：温度越高，扩散越快(即分子无规则运动跟温度有关，温度越高分子无规则运动越剧烈)。
扩散现象的物理意义：在扩散过程中，气体分子从密度较大的区域移向密度较小的区域，经过一段时间的掺和，密度分布趋向均匀。在扩散过程中，迁移的分子不是单一方向的，只是密度大的区域向密度小的区城迁移的分子数，多于密度小的区域向密度大的区域迁移的分子数。
扩散现象的实质：扩散现象是气体分子的内迁移现象。从微观上分析是大量气体分子做无规则热运动时，分子之间发生相互碰撞的结果。由于不同空间区域的分子密度分布不均匀，分子发生碰撞的情况也不同。这种碰撞迫使密度大的区域的分子向密度小的区域转移，最后达到均匀的密度分布。
判断扩散现象的方法：确认某种现象是否属于扩散现象时，关键是要看不同的物质彼此进入对方是自发形成的，还是在外力作用下形成的，是由于分子运动形成的，还是由于宏观的机械运动形成的。由于分子运动而自发形成的属于扩散现象，受外力作用下的宏观机械运动形成的现象就不属于扩散现象。例如，秋天，桂花飘香属于由于分子运动而形成的扩散现象，而冬天，雪花飘扬是由于雪花受重力和风力作用下的机械运动，它不属于扩散现象。
3.分子热运动
（1）探究实验：物质的扩散
现象 如图所示，取两个相同的烧杯，分别装入质量相等的适量冷水和热水，分别向两杯水中滴入一滴红墨水
现象分析 红墨水在热水扩散得快是因为热水中分子运动剧烈，在冷水中扩散慢是因为冷水分子运动较慢
探究归纳 分子热运动的快慢与温度有关：温度越高，物质扩散得越快，分子运动月剧烈
三、分子间相互作用力
1.探究实验：分子间的作用力
实验观察 现象分析
现象1：将两个铅块地面磨平，紧压在一起，在下面重物不能它们分开； 现象2：用胶水涂抹在两物体表面，压实后两个物体被牢牢得粘在一起 现象3：生活中常见的固体、液体能保持一定的体积，不会散开 因为物体分子之间存在引力，分子间的压力使两个铅块或涂胶水的两个物体结合在一起，分子间的压力使固体和液体的分子不会散开
现象4：用力去压一个铁块，它的体积不会不发生明显的变化； 现象5：向配有活塞的厚玻璃筒内注入一些水，用力压活塞，发现水的体积没有明显变化 虽然分子间有间隙，但要压缩固体和液体却很困难，这是因为分子之间存在着斥力
结论 分子间存在相互作用的引力和斥力
2.对分子间引力和斥力的理解
邻近分子间同时存在相互作用的引力和斥力；实际表现出来的是分子引力和斥力的合力，称为分子力；分子间的引力和斥力都跟分子间距离有关系。
3.分子动理论：物质是由大量的分子或原子组成的，分子间有间隙；构成物质的分子在不停地做无规则热运动；分子间存在着引力和斥力。
1.分子的大小：常见的微小物体不是分子：分子的尺度很小，人们用肉眼观察到的都不是分子，分子只能用电子显微镜观察到。细小的灰尘、空气中极小的水滴，极细的铁粉都是微小物体，而不是分子，它们仍然是由大量分子构成的宏观物体。
2.扩散现象的认识和理解：
（1）扩散现象只能发生在不同的物质之间，同种物质之间不能发生扩散现象；
（2）不同物质只有相互接触时，才能发生扩散现象，没有相互接触的物质，是不会发生扩散现象的；
（3）扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方，而不是单一的某种物质的分子进入另一种物质；
（4）气体、液体和固体之间都可以发生扩散现象，不同状态的物质之间也可以发生。
3.对分子热运动的理解
分子热运动的意义：一切物质的分子都在不停地做无规则热运动。这种无规则运动叫分子热运动。
分子热运动的特点：同一物体，分子运动越剧烈，物体的温度越高。即温度是物体分子热运动剧烈程度的标志。
0℃的物体分子照样做无规则热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则热运动。只是分子运动的剧烈程度不同。温度低时，分子热运动相对缓慢，但并没有停止，不能错误的认为0℃时物质分子不再做热运动。
4.物质三态与分子间相互作用力
（1）固体中分子之间的距离小，相互作用力很大，分子只能在一定的位置附近振动，所以既有一定的体积，又有一定的形状。
（2）液体中分子之间的距离较小，相互作用力较大，以分子群的形态存在，分子可在某个位置附近振动，分子群却可以相互滑过，所以液体有一定的体积，但有流动性，形状随容器而变化。
（3）气体分子间的距离很大，相互作用力很小，每一个分子几乎都可以自由运动．所以气体既没有固定的体积，也没有同定的形状，可以充满能够达到的整个空间。
（4）同体物质很难被拉伸，是因为分子间存在着引力的缘故；液体很难被压缩，是因为分子间存在着斥力的原因。液体能保持一定的体积是因为分子间存在着引力的原因。
【例1】（2024·广东·模拟预测）下列关于分子与原子的说法，正确的是（ ）。
A．一切物质的分子都在不停地做无规则的运动
B．分子可以用肉眼直接分辨
C．温度越高，分子运动越缓慢
D．原子由质子和中子组成
【答案】A。
【解析】A．一切物体的分子都在不停地做无规则运动，这种无规则运动叫做分子的热运动，故A正确；
B．分子不可以用肉眼直接分辨，只有借助电子显微镜才能看到，故B错误；
C．分子的无规则运动与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，故C错误；
D．原子由原子核和电子组成，故D错误。故选A。
【变式1-1】（2024·江苏常州）端午节煮粽子时，厨房飘满了粽子的清香，这说明（ ）。
A．分子间存在吸引力 B．分子间存在排斥力
C．分子在无规则运动 D．液体分子连续分布，气体分子间有间隙
【答案】C。
【解析】煮粽子时厨房漂满了粽子的清香，属于扩散现象，这一现象说明分子在永不停息地做无规则运动，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
【变式1-2】（2024·江苏连云港）下列现象中能说明分子在不停地做无规则运动的是（ ）。
A．花香满园 B．尘土飞扬 C．雪花飘飘 D．落叶纷纷
【答案】A。
【解析】A．花香满园，是芳香烃分子无规则运动的结果，故A正确；
B．尘土飞扬是固体小颗粒的运动，不是分子的运动，故B错误；
C．雪花飘飘是雪花在运动，属于机械运动，故C错误；
D．落叶纷纷是树叶在运动，是机械运动，故D错误。 故选A。
【变式1-3】（2024·江苏盐城）将两个表面光滑的铅块相互挤压，它们会粘在一起，不容易拉开，这一现象说明（ ）。
A．分子间有空隙 B．分子在运动
C．分子间有斥力 D．分子间有引力
【答案】D。
【解析】两个表面光滑的铅块相互紧压后，它们会黏在一起，是分子运动的结果，说明了分子间有引力。
故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。
考点二 内能
一、内能
1.分子动能和分子势能
(1)分子动能：分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度越高，分子运动得越快，它们的动能越大。
（2）由于分子之间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。分子间距发生变化时，物体的体积也会变，所以分子势能与物体的体积有关。
2.内能
（1）内能：物体内部所有分子的分子动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
（2）内能的单位：焦耳，简称焦，符号J。
3.对内能的理解
内能是物质分子的热运动能量，是由物质内部状况决定的能量。物质由大量分子、原子组成，储存在系统内部的能量是全部微观粒子各种能量的总和，即微观粒子的动能、势能等的总和。物体内部大量分子的无规则运动跟温度直接相关，物体内部大量做热运动的粒子之间也具有动能和势能，动能和势能的总和叫做内能。
4.影响物体内能大小的因素
（1）温度是影响物体内能最主要的因素，同一个物体，温度越高，它具有的内能就越大，物体的内能还受质量、材料、状态等因素的影响。
（2）物体的内能跟质量有关。在温度一定时，物体的质量越大，也就是分子的数量越多，物体的内能就越大。
（3）物体的内能还和物体的体积有关。在质量一定时，物体的体积越大，分子间的势能越大，物体的内能就越大。
（4）同一物质，状态不同时所具有的内能也不同。
特别提醒：物体内能改变的宏观表现
温度变化：物体温度升高，内能增大；温度降低，内能减小；
物态变化：例如，晶体熔化时内能增加，晶体凝固时内能减小。
5.内能与机械能的区别与联系
内能 机械能
区别 定义 构成物体的所有分子的分子动能和分子势能的总和 物体所具有的动能和势能的总和
影响因素 物体的温度、质量、状态、体积、物质的种类 物体的质量、速度、高度和弹性形变的程度
研究对象 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体
存在条件 永远存在 物体运动时，被举高时，发生弹性形变时
联系 物体无论是否具有机械能，一定具有内能； 物体的内能和机械能之间可以互相转化
二、物体内能的改变
1.热传递改变物体的内能
（1）探究热传递改变物体内能
用暖袋暖手 给工件淬火 烧水
现象
现象分析 暖袋温度降低，内能减少；人体温度升高，内能增大；能量从热水袋传递给人 工件温度降低，内能减少；冷水温度升高，内能增大；能量从工件传递给水 烧水时，水的温度升高，内能增加，能量从火焰传递给锅和水
实验结论 温度不同的物体相互接触时，发生热传递，低温物体温度升高，内能增加，高温物体温度降低，内能减少；即能量从高温物体传递给低温物体，所以热传递可以改变物体的内能
（2）对热传递的理解
条件 不同物体或同一物体的不同部分之间存在温度差
方向 由高温物体转移到低温物体或由物体的高温部分转移到低温部分
过程
最终状态 温度相同，没有温度差
实质 是能量的转移，能量的形式并未发生变化
2.热量
（1）热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。用符号Q表示。
（2）单位：在国际单位制中，热量单位是焦耳，符号是J。
3.做功改变物体的内能：探究做功改变物体的内能
做功的两种情况 外界对物体做功 物体对外界做功
探究过程与现象
分析与论证 迅速压下活塞，玻璃筒内的气体被压缩，活塞对筒内气体做功，从而使筒内气体的内能增加，温度升高，当温度达到硝化棉的燃点时，硝化棉开始迅速燃烧 向瓶内打气，压缩瓶内的空气，不断对瓶内空气做功，瓶内空气内能增加，温度升高，随着打入空气的增加，气压越来越大，直至冲开瓶塞，此时，瓶内的空气推动瓶塞做功，内能减少，温度降低，其中水蒸气液化成小水滴，形成白雾
得出结论 做功可以改变物体的内能； 外界对物体做功，物体温度升高，物体内能增加； 物体对外界做功，物体温度降低，物体内能减少
4.热传递和做功改变物体内能的区别与联系
区别 联系
实质 方式 举例
热传递 能量的转移 高温物体放热，低温物体吸热 生活中烧、烤、烙、炒，生产中的淬火等 做功和热传递都可以改变物体的内能，且效果相同。某物体的内能发生改变，可能是通过热传递改变的，也可能是通过做功改变的，或者两者都有。若不知道具体过程，则无法确定内能的改变方式
做功 其他形式能与内能之间的相互转化 压缩体积、摩擦生热、锻打物体、弯折物体等 打气筒打气、钻木取火、来回多次弯折铁丝等
体积膨胀等 装开水的暖水瓶内的气体将瓶塞冲开灯
5.温度、热量、内能三者之间的区别于联系
温度 热量 内能
区别 概念 宏观上，表示物体的冷热程度； 微观上，反映物体中分子热运动的剧烈程度 在热传递过程中传递能量的多少 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和
表述 用“降低”、“升高”，“降低到”、“升高到”表述 用“放出”或“吸收”表述 用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”的那个表述
单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J）
联系 （1）温度反映了内能的大小，热量反映了内能变化了多少； （2）物吸收热量，内能会增加，温度不一定升高，如晶体熔化；物放出热量，内能会减少，但物体温度不一定降低，如晶体凝固
归纳总结 一个一定 物体温度升高或降低时，其内能一定增加或减少
四个不一定 （1）一个物体的内能增加或降低时，其温度不一定升高或降低，如晶体熔化或凝固过程； （2）一个物体的内能增加或降低时，不一定是吸收或放出了热量，也可能是外界对物体做功或物体对外界做功； （3）一个物体吸收或放出热量时，内能增加或减少，其温度不一定升高或降低，如晶体熔化或凝固过程； （4）一个物体温度升高或降低时，不一定是吸收或放出了热量，也可能是因为做功，如摩擦生热或物体对外界做功
1.理解物体内能时，要注意以下三点：
(1)内能是指物体的内能，不是分子的，更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的动能和势能的总和，所以，单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。
(2)任何物体在任何情况下都有内能。
(3)内能具有不可测性。只能比较物体内能的大小，不能确定这个物体具有的内能究竟是多少，因为内能是物体的所有分子具有的总能量，宏观量度比较困难。
2.对热量认识的三个误区
（1）热量是能量转移多少的量度，是一个过程量，它存在于热传递的过程中，只有发生了热传递，有了能量的转移，才能讨论热量问题，离开热传递谈热量也就没有了意义。
（2）热量只能有“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述，不能说某物体含有或具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量。
（3）吸收或放出热量的多少与物体内能的多少、温度的高低没有关系。
3.做功、热传递改变物体内能的实质
（1）做功改变物体的内能的实质是能量的转化，即内能与其他形式的能的相互转化；
（2）热传递改变物体内能实质上是能量的转移，即能量从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分，无不同形式能量的相互转化；
（3）不是任何情况下对物体做功都能改变物体的内能。例如，用手托起物理课本，虽然人对课本做了功，但课本的内能没有增加，增加的是课本的机械能。
【例2】【跨学科实践】（2024·山西）二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热，使筒内的液态CO2迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破。下列说法正确的是（ ）。
A．高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度降低
B．高压泵压缩CO2，气体内能减小，温度升高
C．高压CO2气体喷出时，内能增大，温度升高
D．高压CO2气体喷出时，内能减小，温度降低
【答案】D。
【解析】AB．高压泵压缩CO2，此时对气体做功，因此气体内能增大，温度升高，故AB错误；
CD．高压CO2气体喷出时，气体对外做功，内能减小，温度降低，故C错误，D正确。故选D。
【变式2-1】（2024·广东）如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。点灯后，水在升温的过程中（ ）。
A. 吸热，内能增加 B. 吸热，内能减少
C. 放热，内能增加 D. 放热，内能减少
【答案】A。
【解析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。点灯后，水在升温的过程中，水吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式改变水的内能。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
【变式2-2】（2024·天津）在“航天日”主题活动中，小明用塑料瓶自制了“水火箭”（如图所示）。发射时，“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力，利用了物体间力的作用是________的；“水火箭”飞出后，瓶内气体温度降低，内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】①. 相互；②. 减小。
【解析】[1] 水火箭升空利用的是“反冲力”，即高压气体将水向下喷射出去，对水施加一个向下的力，物体间的力都是相互的，水对火箭施加一个向上的力，火箭就升空了。
[2] 质量不变的情况下，温度降低，内能一定减小。
【变式2-3】（2024·湖南）有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（ ）。
A．电烤炉取暖，是电能转移到人体
B．钻木取火，是内能转化为机械能
C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能
D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能
【答案】C
【解析】A．电烤炉取暖，电烤炉消耗电能转化为内能，然后内能转移到人体，故A错误；
B．钻木取火，是通过做功的方式，将机械能转化为内能，故B错误；
C．中医提倡的热水泡脚，脚从热水中吸收热量，因此是通过热传递的方式增大脚部的内能，故C正确；
D．用嘴对着手哈气取暖，手从哈气中吸收热量，因此主要是通过热传递的方式增大手的内能，故D错误。
故选C。
考点三 比热容
一、比热容
1.定义：一定质量的某种物质在温度升高时，吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容，用符号c表示。
2.定义式：。
3.单位：焦耳每千克摄氏度，符号是：J/（kg·℃），比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位。
4.物理意义：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意义是：1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
5.一些常见物质的比热容
6.对比热容的理解
（1）一定质量的某种物质在温度升高时，吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容，用符号c表示。
比热容是物质的特性之一，所以某种物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变，也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说，比热容的大小只与物质的种类及其状态（固态、液态和气态）有关，与物质的质量、温度的变化无关。
（2）比热容的大小与物质的种类和物质的状态有关。不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下，比热是一个不变的定值。如果物质的状态改变了，比热容的大小随之改变，如水变成冰。
7.比热容的应用
（1）与质量相同的其他物质相比，水的比热容在常见的物质中是比较大的。动物体中70%左右是水，例如黄牛。与质量相同的其他物质相比，水吸收(或放出)相同的热量，升高(或降低)的温度相对较小。体型较大的温血动物体内水分多，对维持自身的体温有优势。
（2）水是生命之源，人的生活离不开水，冬天人们用热水流过散热器来取暖，用热水的好处是由于相同质量的水和其他物质相比，降低相同的温度，由于水的比热容大，水放出的热量多，所以用热水流过散热器来取暖。
（3）炒栗子时里面加沙子有何作用 炒栗子时，栗子表面与热锅的接触面积很小，不利于传热。沙子的颗粒小可以填塞栗子间的空隙，这些被炒热的沙子大大增加了对栗子传热的面积，使栗子能均匀受热。另外，沙子的比热容较小，吸热时升温较快，可缩短炒熟的时间。也可以节能。
（4）城市种植花草树木，提高绿地覆盖率，修建人工湖，扩大水域面积，大大改善了市民的居住环境，让全市民享受到了“绿城”带来的实惠。从物理角度讲，花草树木对声音有一定的吸收作用，起到减弱噪音的作用：人工湖的建成，由于水的比热容较大，吸收或放出热量时，水的温度变化较小，即温差小，有恒温作用。
（5）夏日，在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热，这是因为质量相等的水和混凝土，照射同样的时间，吸收相同热量，由于水的比热容较大，水的温度升高较小。因此，池水的温度比混凝土低，所以在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热。
二、热量的计算
（1）物质吸热时热量的简单计算：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；
（2）物质放热时热量的计算：Q放=cm△t= cm(t0-t)。
（3）其中：Q吸—吸收的热量，单位：焦（J），Q放—放出的热量。
c—比热容，单位：焦每千克摄氏度（J/(kg·℃)）
m—质量，单位：千克（kg）
△t—变化的温度（升高或降低的温度），单位：摄氏度（℃）；t0—初始温度、t—末温。
【例3】（2024·湖北）如图甲，利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体，得到温度随时间变化的图像如图乙，分析可知（ ）。
A. 相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B. a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C. 升高相同温度a所用时间比b少，a的吸热能力比b弱
D. 相同时间内a升高的温度比b多，a的吸热能力比b强
【答案】C。
【解析】A．实验中使用相同规格的加热器，则相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，故A不符合题意；
B．吸热能力是物质的属性，保持不变，所以a和b的吸热能力不会随着温度的升高而发生变化，故B不符合题意；
C．由于相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，则相同时间内两种液体吸收的热量相同；升高相同的温度，a所用时间比b少，则a吸收的热量少，a、b两种液体的质量相等，由可知，a的吸热能力比b弱，故C符合题意；
D．由于相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，则相同时间内两种液体吸收的热量相同，相同时间内a升高的温度比b多，a、b两种液体的质量相等，由可知，a的吸热能力比b弱，故D不符合题意。故选C。
【变式3-1】 （2024·黑龙江齐齐哈尔）小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
（1）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及______（填测量工具）、托盘天平（含砝码）、水和煤油；
（2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是为了通过比较______来比较物质吸收热量的多少；
（3）实验中选取初温不同、______相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较______来比较不同物质吸热能力的强弱；
（4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中______（选填“A”、“B”或“C”）方法读数是正确的；实验中某时刻温度计示数如图3所示为______℃；
（5）部分实验数据如下表所示，分析数据可得出结论：______（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。
加热时间/min 0 1 2 3 4 …… 10
水的温度/℃ 30 34 38 42 46 …… 70
煤油温度/℃ 10 18 26 34 42 …… 90
【答案】①. 停表；②. 加热时间；③. 质量；④. 升高的温度；⑤. B；⑥. 66；⑦. 水。
【解析】（1）[1]比较不同物质吸热的情况实验中需要测量加热时间，因此缺少的实验器材是秒表。
（2）[2]实验中用两个相同的电加热器加热，加热时间越长，物质吸收的热量越多，因此通过比较加热时间的长短来比较物质吸收热量的多少。
（3）[3][4]根据比较不同物质吸热能力的两种方法可知，实验中要控制不同物质的质量相等，即实验中应量取质量相等的水和煤油，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，当它们吸收相同热量时，通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱。
（4）[5]使用温度计测量液体的温度时，视线要与液柱的上表面相平，故B正确。
[6]由图3可知，温度计的分度值为1℃，此时是零上，因此温度计示数为66℃。
（5）[7]由表格中数据可知，水和煤油加热相同的时间，水升高的温度较低，说明水的吸热能力更强。
【变式3-2】（2024·湖北武汉）下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（ ）。
A．汽车发动机用水作冷却剂
B．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷
C．海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住
D．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度
【答案】B。
【解析】A．汽车发动机用水作冷却剂，是因为水的比热容大，故A不符合题意；
B．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷，是因为水蒸发吸热，故B符合题意；
C．海边昼夜温度变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石的大，故C不符合题意；
D．物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，是因为水的比热容大，故D不符合题意。
故选B。
【变式3-3】（2024·江苏扬州）拖拉机轮胎表面刻有花纹，是通过增大 来增大摩擦。选用水来冷却拖拉机的发动机，是因为水的比热容 （填“大”或“小”），如果水箱装有质量为20kg的水，水温从20℃上升到70℃，水吸收了 J的热量。[]
【答案】接触面粗糙程度；大；4.2×106。
【解析】[1]拖拉机轮胎表面刻有花纹，是压力不变时通过增大接触面粗糙程度来增大摩擦。
[2]选用水来冷却拖拉机的发动机，是因为水的比热容大，其他条件相同时，水升高相同温度，吸收的热量多。
[3]如果水箱装有质量为20kg的水，水温从20℃上升到70℃，水吸收的热量为
。
考点四 热机
一、热机
1.实验探究—热机工作原理
【实验现象】如图所示，在试管中装一些水，用橡皮塞塞住试管口，固定在铁架台上，用酒精灯给试管加热，水沸腾后，水蒸气会把橡皮塞冲出去，试管口观察到大量“白雾”出现。
【实验分析】酒精燃烧释放出热量（化学能转化为内能），通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸气。水蒸气越来越多，对橡皮塞的压力越来越大，最后将橡皮塞冲出，这时水蒸气对橡皮塞做功。同时，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，在试管口可以观察到“白雾”。
【探究归纳】该实验装置就是一个简单的热机。其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部分内能通过热传递方式传递给工作物质—水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。
2.热机
（1）热机：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等的发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。
（2）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特点，那就是利用内能做功。
（3）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
二、汽油机
1.工作原理：利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。
2.构造
（1）主要结构：如图所示，汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。
（2）冲程：活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。
（3）试管实验与汽油机构造比较：如图。
3.工作过程
（1）汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。通过四个冲程的不断循环来连续工作。
（2）每完成一个工作循环，曲轴和飞轮均转动两周，活塞往返两次，对外做功一次。在四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性带动活塞完成，周而复始，使汽油机连续转动下去。
（3）汽油机工作过程如下：
1.吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物 2.压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高
3.进气门关闭、排气门关闭。化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能 4.进气门关闭、排气门打开。靠惯性运动，排出废气
三、柴油机
1.工作原理：利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。
2.构造：柴油机构造和汽油机构造相似，所不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。
3.工作过程：柴油机与汽油机工作过程大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，曲轴连续转动两周，活塞往复两次，对外做功一次。见下表：
1.吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。活塞向下运动，吸入空气 2.压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。活塞向上运动，压缩空气，气体温度升高，超过柴油燃点
3.进气门关闭、排气门关闭。喷油嘴喷出雾状柴油，遇到热空气立即猛烈燃烧，差高温高压气体，推动活塞向下运动 4.进气门关闭、排气门打开。活塞向上运动，排出废气
4.汽油机与柴油机的异同
相同点：
（1）基本构造和主要部件作用相似。
（2）每个工作循环都一样，有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
（3）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。
（4）一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两圈，飞轮转两圈，做功一次。
不同点：
（1）构造不同：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。
（2）燃料不同：汽油机燃烧汽油，而柴油机燃烧柴油。
（3）吸气冲程不同：汽油机吸进汽油和空气和燃料混合物，柴油机只吸进空气。
（4）点火方式不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。
【例4】（2024·山东临沂）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。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（ ）。
A． B． C． D．
【答案】D。
【解析】A．如图，两气门关闭，活塞下行，为做功冲程，缸内气体推动活塞对外做功；
B．如图，进气门关闭，排气门打开，为排气冲程；
C．如图，两气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，活塞压缩缸内气体，对气体做功，机械能转化为内能；
D．如图，进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程；
顺序为吸气、压缩、做功、排气，压缩冲程后气体温度都对吸气冲程中气体的温度高，故吸气冲程中气缸内气体的内能最小，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。
【变式4-1】（2024·江苏常州）四冲程内燃机工作时，将内能转化成机械能的冲程是（ ）。
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【答案】C。
【解析】在四冲程内燃机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能，吸气冲程和排气冲程没有发生能量转化。故选C。
【变式4-2】（2024·广东·模拟预测）如题图所示，下列关于内能的转化与利用说法错误的是（ ）
A．汽油机中汽油热值与它的质量无关
B．图甲通过做功的方式改变筒内空气的内能
C．图乙为汽油机的做功冲程
D．两种情形中的能量转化过程相同
【答案】D。
【解析】A．热值是燃料的一种特性，和燃料的质量多少无关，故A正确，不符合题意；
B．图甲中，把活塞迅速压下去，此时活塞对筒内空气做功，筒内空气的内能变大，温度升高，因此是通过做功的方式改变筒内空气的内能，故B正确，不符合题意；
C．图乙中，两气门关闭，活塞下行，是汽油机的做功冲程，故C正确，不符合题意；
D．图甲消耗了机械能，得到了内能，因此是将机械能转化为内能；图乙消耗了内能，得到了机械能，因此是将内能转化为机械能，两者的能量转化过程不相同，故D错误，符合题意。故选D。
【变式4-3】（2024·湖北·一模）如图所示，甲是汽油机某个冲程的工作示意图，乙是柴油机某个冲程的工作示意图。下列说法正确的是（ ）。
A．甲是汽油机的压缩冲程，此时进气门和排气门均关闭
B．甲是汽油机的做功冲程，汽缸顶部的火花塞产生电火花
C．乙是柴油机的吸气冲程，吸进汽缸的是空气和柴油的混合物
D．乙是柴油机的排气冲程，此时汽缸顶部的喷油嘴正在喷油
【答案】B。
【解析】AB．根据图示可知，两个气门关闭，活塞下行，汽缸顶部的火花塞产生电火花，为做功冲程，故A错误、B正确；
CD．根据图示可知，进气门打开、排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程；气缸的顶部有个喷油嘴，是柴油机的吸气冲程，吸入的只是空气，故CD错误。故选B。
考点五 热机效率
一、燃料的热值
1.燃料
（1）燃料的种类：燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类，最常见的是按其物理状态分类。
（2）燃料燃烧时能量转化：燃料在燃烧时将化学能转化为内能。
2.燃料的热值：燃料种类很多，由于其燃烧成分不同，相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量不同，在物理学上用“热值”来表示燃料燃烧的放热本领。
（1）热值：某种燃料完全燃烧放出的热量，与其质量的比值叫这种燃料的热值；用“q”表示。
（2）热值单位：J/kg。
（3）热值的物理意义：一、1kg某种燃料完全燃烧放出的热量就等于该燃料的热值；二、热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
（4）燃料燃烧放出的热量：热量：Q放 ＝qm；（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg）
特别提醒：固体燃料、液体燃料的热值以“J/kg”为单位，而气体燃料的热值以“J/m3”为单位。因此Q放 ＝qm一般用于固体燃料和液体燃料放热的计算；Q放 ＝Vq一般用于气体燃料放出热值的计算，其中V为气体燃料的体积。
（5）对燃料热值的透析
热值是燃料的一种固有性质 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关
对完全燃烧的理解 对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值
热值的作用 燃料热值的高低是衡量燃料优劣的主要指标
二、热机的效率
1.燃料的有效利用：用煤气灶、锅炉、煤炉等烧水时，燃料不能完全燃烧利用，具体原因是多样的。例如，燃料不能完全燃烧而损失了一部分能量，装水的容器吸收了一部分能量、灶体本身也会吸收一部分能量，高温的烟气带走了一部分能量，还有一部分能量直接散失掉了，水吸收的热量只占燃料燃烧放出热量的一部分，只有水吸收的热量才是有效利用的部分。如图所示：
2.锅炉的效率
（1）锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。锅炉包括锅和炉两部分，锅是指盛水的容器，炉是燃料燃烧的装置。
（2）提高锅炉燃料利用率的途径：一、让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等；二、减少热量损失，如加大有效受热面积等。
3.内燃机中热量燃烧的能量流向图
4.热机效率
（1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。
（2）计算公式：
对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。
（3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。
（4）常见热机效率：蒸汽机6%-15%，汽油机20%-30%，柴油机30%-45%。
特别提醒：热机效率总小于1的原因
因为热机中用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的总能量的一部分，由于各种能量的损失和燃烧条件的限制，这部分能量一定小于完全燃烧放出总能量，所以有用功的能量与燃烧放出的总能量的比值必然小于1，即热机的效率一定小于1。
5.提高热机效率的主要途径
①改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）；
②减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）；
③在热机设计和制造上，采用先进的技术；
④保障良好的润滑，减少机械摩擦。
【例5】（2024·黑龙江牡丹江）关于热机，下列说法正确的是（ ）。
A．蒸汽机不属于热机
B．柴油机的效率能达到100%
C．汽油机会散发出汽油味属于扩散现象
D．内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能
【答案】C。
【解析】A．蒸汽机属于热机中的一种，故A错误；
B．柴油机在工作的过程中不可避免的要做额外功，所以柴油机的效率不能达到100%，故B错误；
C．由于构成物质的分子在不停地做无规则运动，汽油分子会运动到空气中，这是扩散现象，所以我们能闻到汽油味，故C正确；
D．内燃机在压缩冲程中将机械能转化为内能，故D错误。故选C。
【变式5-1】（2024·江苏宿迁）氢能是新能源利用的新潮流，加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满0.02kg氢气，2h能匀速骑行50km，氢能自行车与骑行者总质量为84kg，骑行时受到的阻力为总重的0.05倍，氢气热值为。氢气完全燃烧产生的热量是 J，氢气的利用效率是 （）。
【答案】①；②75%。
【解析】[1]氢气完全燃烧产生的热量是
[2]骑行时受到的阻力为
自行车匀速行驶，受到的牵引力与阻力平衡，所以
做的功为
氢气的利用效率是。
【变式5-2】（2024·四川成都·一模）小雄要探究“液体的沸腾规律”，他用两个电加热器将质量均为0.5kg的酒精和水分别加热至沸腾，并记录时间和温度，绘制成了如图所示的图像。已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。若相同时间内，水和酒精吸收的热量相同，则下列分析正确的是（ ）。
A．图像甲代表的液体是水
B．酒精的比热容为2.4×103J/(kg·℃)
C．1.5分钟后，甲代表的液体内能保持不变
D．前1.5分钟，若一个电加热器消耗了1.5×105J的电能，则加热液体的效率为84%
【答案】B。
【解析】A．由图象可知，用两个相同的电加热器给质量相同的酒精和水加热，都加热到1.5min时，甲升高的温度大于乙，说明甲的吸热能力比乙的吸热能力弱，又因为水的比热容大于酒精的比热容，因此甲是酒精，乙是水，故A错误；
B．甲温度升高60℃需要1.5min，物质乙温度升高80℃需要3.5min，由此可知，质量相同的物质甲和乙吸收的热量关系为Q甲吸∶Q乙吸=1.5min∶3.5min=3∶7
温度变化量的关系是Δt甲∶Δt乙=60℃∶80℃=3∶4
由热量计算公式Q=cmΔt得，即
解得
即酒精的比热容为2.4×103J/(kg·℃)，故B正确；
C．1.5分钟后，甲代表的液体已经沸腾，液体沸腾时温度不变，但需要吸收热量，因此内能增加，故C错误；
D．甲物质1.5min升高了60℃，吸收的热量Q甲=c甲m甲Δt甲=2.4×103J/(kg·℃)×0.5kg×60℃=7.2×104J
1.5min电加热器放出的热量Q放=1.5×105J
加热液体的效率为
故D错误。故选B。
【变式5-3】（2024·江苏连云港）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，完全燃烧1kg焦炭能放出的热量
【答案】D。
【解析】A．燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与燃料的燃烧程度无关，故A错误；
B．根据Q=mq可知，放出的热量与热值、质量有关，故B错误；
C．一瓶酒精用去三分之一后，质量变化、热值不变，故C错误；
D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，它表示的意思是1kg的焦炭完全燃烧时放出的热量是3.0×107J，故D正确。故选D。
考点六 能量的转化与守恒
一、能量的转化与转移
1.能量的存在形式
2.能量的转化：在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的转化。自然界转化各种形式的能，在一定条件下都可以相互转化。如图为能量转化示意图。
3.能量的转移：能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。例如，在热传递过程中，内能从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，这属于能量的转移。
二、能量守恒定律
1.能量守恒定律
（1）能量守恒定律内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
（2）对能量守恒定律的理解
①能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。
②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。
特别提醒：机械能守恒和能量守恒的区别与联系
（1）机械能守恒需要满足一定的条件，能量守恒不需要条件。
（2）机械能守恒是能量守恒的特殊情况。
2.永动机
（1）不少人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。然而，从没有一种永动机成功过。
（2）能量守恒定律使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。因此，根本不可能制造出永动机。
1.理解物体内能时，要注意以下三点：
(1)内能是指物体的内能，不是分子的，更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的动能和势能的总和，所以，单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。
(2)任何物体在任何情况下都有内能。
(3)内能具有不可测性。只能比较物体内能的大小，不能确定这个物体具有的内能究竟是多少，因为内能是物体的所有分子具有的总能量，宏观量度比较困难。
【例6】（2024·黑龙江龙东）我国古药物学家常用布摩擦过的琥珀能否吸引干草屑来辨别琥珀的真假。摩擦后的琥珀能吸引干草屑，说明琥珀带了___________；在摩擦过程中，琥珀发热，这是因为___________转化为内能。
【答案】①. 电荷；②. 机械能。
【解析】[1]带电体具有吸引轻小物体的性质；摩擦后的琥珀能吸引干草屑，说明琥珀带了电荷。
[2]布和琥珀摩擦过程中，克服摩擦做了功，机械能转化为内能，琥珀内能增大，所以琥珀发热。
【变式6-1】（2024·北京）（多选）如图所示是我国西部某熔盐塔式光热电站，上万面镜子将太阳光准确地反射到高塔顶端，太阳光的能量被塔顶的熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气，水蒸气推动汽轮发电机发电。下列说法正确的是（ ）。
A．塔式光热发电站是将太阳能直接转化为电能
B．塔顶的熔盐吸收太阳光的能量，内能增大
C．汽轮发电机发电是电磁感应现象的应用
D．不同位置的镜子将太阳光反射到塔顶都遵循光的反射定律
【答案】BCD。
【解析】A．塔式光热发电站是将太阳能转化为水蒸气的内能，内能转化为机械能，最后转化为电能，故A错误；
B．塔顶的熔盐吸收太阳光的能量，通过热传递的方式增大内能，故B正确；
C．汽轮发电机发电是电磁感应现象的应用，是闭合电路的部分导体切割磁感线产生感应电流，故C正确；
D．不同位置的镜子，是平面镜，将太阳光反射到塔顶，是光的反射，遵循光的反射定律，故D正确。
故选BCD。
【变式6-2】（2024·山西）近年来风能和太阳能发电逐渐增多。为增加供电稳定性，需要储能系统进行调节。研究发现可利用“深井拉铁”技术储存电能，还能实现废旧矿井的再利用。如图所示，用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处；用电高峰时，重物下降带动发电机发电。下列说法正确的是（ ）
A．风能和太阳能都属于不可再生能源
B．用电低峰时，重物上升，机械能转化为电能
C．用电高峰时，重物下降，电能转化为机械能
D．重物质量一定，井越深，能储存的电能越多
【答案】D.
【解析】A．风能和太阳能都是自然界源源不断从自然界获得的能源，是可再生能源，故A错误；
B．用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处，重物上升，电能转化为机械能，故B错误；
C．用电高峰时，重物下降带动发电机发电，重物下降，机械能转化为电能，故C错误；
D．重物质量一定，井越深，重物被提升的高度越大，重物具有的机械能越多，能储存的电能越多，故D正确。故选D。
【变式6-3】（2024·内蒙古包头）如图所示是一个香薰炉，点燃炉内蜡烛加热香薰液，一会儿，房间内充满了香气，对这过程分析正确的是（ ）。
A．蜡烛燃烧将内能转化为化学能 B．香薰液通过做功增加内能
C．香薰液吸热升华变成香气 D．香气弥漫是扩散现象
【答案】D。
【解析】A．蜡烛燃烧过程中将化学能转化为内能，故A错误；
B．做功和热传递是改变内能的两种方法，香蕉液通过热传递增加内能，故B错误；
C．物质由固态直接变为气态的过程叫升华，香蕉液吸热汽化变为香气，故C错误；
D．香气弥漫说明分子永不停息地做无规则运动，是扩散现象，故D正确。故选D。
考点七 热学实验综述
一、比较不同物质的吸热能力
1.探究不同物质吸热能力
【实验目的】探究不同物体的吸热能力。
【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套，火柴、秒表、水和另一种液体（如煤油）。
【实验步骤】一、按图组装器材。
二、取质量相同的水和煤油（60g），常温下待温度稳定后（控制两种液体初温相同），测出两种液体的温度，并计入表格。
三、点燃酒精灯，同时给水和煤油加热，加热时间为5分钟，测量此时两种液体温度并计入表格。
四、实验表格（参考数据）
物质种类 质量/g 初温/°C 末温/°C 温升/°C 加热时间（min）
水 60 20 40 20 5
煤油 60 20 56 36 5
…
五、整理器材。
【实验结论】质量相同的水和另一种液体（如煤油），吸收相同的热量，煤油的温度升高较大。
2.考查内容
考查方向 解答思路
两套装置相同目的 在相同时间内，液体吸收热量相同
控制两种装置相同的量 保证实验结论可靠性，酒精灯火焰大小、液体质量和初温
实验方法 控制变量法
两种液体吸收热量能力是通过什么反映的 温度升高值
实验中不停搅拌液体的目的 液体上下温度均匀
如果要使水和煤油的最后温度相同如何操作 给水继续加热
温升相同那种液体吸收热量多 水
哪种液体的吸热能力强 水
表示不同物质吸热能力的物理量 比热容
吸收热量计算 利用比热容公式进行计算
安装顺序 自下而上
【例7】（23-24九年级下·云南曲靖·阶段练习）水与食用油是生活中不可缺少的食品。为了比较水和食用油的吸热能力，小明设计了如图甲所示的实验装置，在烧杯中倒入质量和初温相同的水和食用油，用相同的电热器加热。
（1）实验中，食用油和水吸热的多少是通过 （选填“升高的温度”或“加热时间”）来判断的；
（2）实验过程中两者的温度随时间变化的图象如图乙所示，由图象可知，升高相同的温度，食用油吸热的热量 （选填“大于”“等于”或“小于”）水吸收的热量。物理上用比热容来描述物质的吸热能力，在此实验中， 的比热容较大；
（3）根据实验结论可知：“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”是我国 （选填“沿海”或“沙漠”）地区的生活写照。
【答案】加热时间；小于；水；沙漠。
【解析】（1）[1]实验中，食用油和水吸热的多少是通过加热时间来判断的，加热时间越长，吸收的热量越多。
（2）[2][3]由图像可知，水和煤油都升高40℃时，食用油需要加热4min，水需要加热8min，由此可见食用油吸收的热量小于水，根据可知，当质量和升高的温度相同时，比热容越小的吸收的热量越小，所以水的比热容较大。
（3）[4]因为沙子的比热容小，相同条件下，在放出相同的温度时，沙子降低的温度大，所以沙漠地区温差大，会出现“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的生活写照。
【变式7-1】（2024·山东淄博·二模）利用如图甲所示，使用相同规格的电加热器和烧杯分别对水和食用油加热，得到温度随时间变化的图像如图乙所示，水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃），下列说法正确的是（ ）。
A．要完成实验探究，应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油
B．比较第2min和第3min的吸热情况，在第2min时a吸收的热量比b多
C．吸热能力较强的是a，a是水，它更适合作冷却剂
D．利用图乙中图像的数据，可计算出食用油的比热容为2.8×103J/（kg·℃）
【答案】D。
【解析】A．要比较不同物质吸热升温的特点，根据控制变量法，应控制水和食用油的质量相等，而不是体积相等，故A错误；
B．由乙图可知，在第2min和第3min内，两种液体升高的温度相同，而两种液体吸收的热量与加热时间成正比，即b吸收的热量比a多，而在第2min时ab吸收的热量相同，故B错误；
C．由乙图可知，在质量相同、升高相同的温度时，b液体加热的时间长，吸收的热量多，即b液体的吸热能力强，则b是水，它更适合作冷却剂，故C错误；
D．由乙图可知，加热3min，水吸收的热量Q水 =c水 mΔt水 =4.2×103 J/(kg ℃)×m×20℃
由乙图可知，加热2min，食用油吸收的热量Q油 =c油 mΔt油 =c油 m×20℃
因为，所以
解得c油 =2.8×103 J/(kg ℃)，故D正确。 故选D。
【变式7-2】（23-24九年级下·江苏无锡·阶段练习）规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水，并用不同加热器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图。下列说法正确的是（ ）。
A．甲、乙两杯中的液体每分钟吸收的热量之比为1∶1。
B．甲杯液体每分钟吸收的热量为2.52×105J
C．加热相同的时间，甲、乙两杯液体升高的温度之比为3∶2
D．将甲、乙两容器中的液体从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为2∶3
【答案】CD。
【解析】AB．由图丙的甲图线可知，加热 2min 时，甲容器中水升高的温度
由图象还可知，水的温度变化随时间的增加而均匀升高，所以，加热1min时，甲容器中水升高的温度
此时甲容器中的水吸收热量
由图丙可知，水的温度从20℃升高到40℃时，乙的加热时间为3min；此时乙容器中的水吸收热量
乙容器中的水每分钟吸收热量为
由于忽略散热损失，所以两加热器每分钟放出的热量与水每分钟吸收的热量相同，则加热器每分钟放出的热量之比为，故AB错误；
C．根据B可知相同时间内，加热器放出的热量之比为9：4，则相同时间内，两杯水吸收的热量之比为9:4，根据可得两杯水升高的温度之比为，故C正确；
D．根据
可得甲、乙两容器中的水从 20℃加热至沸腾所需热量之比
所用时间之比为
故D正确。故选CD。
【变式7-3】（2024·广东江门·一模）小明在看到课本中图甲所示的实验装置，觉得可以用这个装置来探究水在沸腾前后温度变化的特点，他在两支试管中都装入水，同时放置在红外加热器中，用温度传感器记录下两支试管中水的温度随时间变化图像如图乙所示。
（1）你觉得本次实验是否需要用秒表？ （选填“是”或“否”）
（2）为确保实验测量数据准确，温度传感器的探头部分要和试管内的水 ；
（3）实验过程中， 号试管首先可以观察到沸腾现象，请判断造成这个差异的原因是两支试管中水的 不一样；
（4）本次实验的沸点是 ，在8min之后，两支试管中的水都能够继续沸腾，说明水还在不断 ；
（5）如果把两支试管中的水换成相同 的水和色拉油，还可以利用这个装置完成比较不同物质的比热容的实验。
【答案】否；良好接触；1；质量；100℃；吸热；质量。
【解析】（1）[1]温度传感器能自动记录下两支试管中水的温度随时间变化图像，本实验不需要用秒表。
（2）[2]为确保实验测量数据准确，温度传感器的探头部分要和试管内的水良好接触。
（3）[3][4]液体沸腾时吸收热量，温度保持不变。由图乙图像可知，1号试管首先可以观察到沸腾现象，根据可知，造成这个差异的原因是两支试管中水的质量不一样。
（4）[5]由图乙可知，当水温达到100℃之后吸热保持不变，所以本次实验的沸点是100℃。
[6]水沸腾的条件是温度达到沸点且继续吸热，在8min之后，两支试管中的水都能够继续沸腾，说明水还在不断吸热。
（5）[7]实验中，同一加热装置在相同的时间内放出的热量相同，液体在相同的时间内吸收的热量相同。如果把两支试管中的水换成相同质量的水和色拉油，根据可知，还可以利用这个装置完成比较不同物质的比热容的实验。
01 分子热运动与扩散现象
【点拨】 一、识别分子热运动 （1）分子热运动是分子运动。所以，如果研究对象是宏观物体，则它的运动一定不是分子热运动； （2）分子热运动是自发的，不受外力影响，如果研究的运动受到外力作用的影响，则一定不是分子热运动。 二、明确扩散概念：扩散是不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象。注意扩散现象的标识：不同物质、相互接触、彼此进入对方。 三、温度对扩散现象的影响：讨论扩散的快慢，一般只考虑温度的影响；反之，看到温度不同，就应想到扩散得快慢不同。
1．（2024·安徽六安·二模）关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）。
A．扩散现象说明了物质中的分子在不停地运动
B．固体不容易被压缩，说明固体分子之间没有空隙
C．从缝隙中射入一缕阳光，从阳光中看到的尘埃的运动就是分子运动
D．断面磨平的铅块压紧后“粘”在一起，能够吊住大钩码，说明物质的分子间只存在引力
【答案】A。
【解析】A．扩散现象说明物质分子在不停地做无规则的运动，故A正确；
B．固体不容易被压缩，说明固体分子之间有斥力，故B错误；
C．从缝隙中射入一缕阳光，从阳光中看到的尘埃的运动是固体小颗粒的运动，不是分子的运动，故C错误；
D．断面磨平的铅块压紧后“粘”在一起，能够吊住大钩码，说明分子间存在引力，但不能说明分子间只存在引力，故D错误。 故选A。
2．（2024·四川宜宾）下列描述中属于扩散现象的是（ ）。
A．桂花花香四溢 B．雪花漫天飘舞
C．灰尘空中飞扬 D．江面雾气弥漫
【答案】A。
【解析】A．桂花花香四溢，是因为分子在不停地做无规则运动，属于扩散现象，故A符合题意；
BCD．雪花漫天飞舞，灰尘空中飞扬，江面雾气弥漫，都是肉眼可见的运动，属于机械运动，故BCD不符合题意。故选A。
02 分子间相互作用力
3．（23-24九年级下·河南郑州·期中）关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（ ）。
A．常见的物质是由分子、原子构成的
B．质子、中子和电子均属于带电粒子
C．银河系、地球、电子、分子是按照尺度由大到小的顺序排列的
D．固体很难被压缩，说明分子之间存在斥力
【答案】AD。
【解析】A．常见的物质是由分子、原子构成的。有的分子由多个原子构成，有的分子只由一个原子构成。故A正确；
B．质子带正电，电子带负电，中子不带电，故B错误；
C．分子是由原子构成的，原子由原子核和电子构成，电子比分子空间尺度小，故C错误；
D．分子间存在着相互作用力，固体、液体很难被压缩，能说明分子之间存在着斥力，故D正确。
故选AD。
4．（2024·四川广元）“女皇蒸凉面”是广元地方特色美食，凉面的口感、香气深受人们喜欢，下列说法正确的是（ ）。
A．油辣子附着在凉面上，说明分子间只存在引力
B．香气四溢，表明分子在不停地做热运动
C．凉面条之间有空隙，说明分子间有间隙
D．吃一口凉面，只有几个分子进入口中
【答案】B。
【解析】A．油辣子附着在凉面上，说明分子间存在引力，但分子间还存在斥力，故A错误；
B．香气四溢，是扩散现象，表明分子在不停地做热运动，故B正确；
C．凉面是看得见的物体，不是分子，所以凉面条之间有空隙，不能说明分子间有间隙，故C错误；
D．物质是由大量的分子和原子组成，吃一口凉面，有大量的分子进入口中，故D错误。故选B。
03 内能的概念与内能大小的比较
【点拨】 不是“炙热”的物体才有内能 （1）任何物体在任何情况下都有内能，不只是“炙热”的物体才有内能； （2）影响物体内能大小的因素有温度、质量、体积、状态、物质的种类，仅根据其中某一因素无法判断内能的大小。 内能与机械能完全不同： （1）内能是微观和统计上的概念，而机械能是宏观上的概念；机械能与宏观物体的机械运动对应，内能与微观的热运动对应； （2）机械能与物体的质量、速度、高度、弹性形变程度等有关；内能只与物体内分子热运动和分子间的相互作用有关。
5．（2024·山东菏泽·二模）小琴在帮妈妈准备年夜饭的过程中发现了很多物理知识，下列说法中不正确的是（ ）。
A．从冰箱拿出来的冻肉没有内能
B．炒菜时菜的香味弥漫整个房间，是因为分子在不停地做无规则运动
C．高压锅能够快速将肉类炖烂，是因为气压越大，水的沸点越高
D．煮饺子是利用热传递的方式增大饺子的内能
【答案】A。
【解析】A．一切物体都具有内能，从冰箱拿出来的冻肉也有内能，故A错误，符合题意；
B．炒菜时菜的香味弥漫整个房间，是扩散现象，是因为分子在不停地做无规则运动，故B正确，不符合题意；
C．因为气压越大，水的沸点越高，高压锅内气压大，水的沸点高，温度约高时，物体熟的更快，故C正确，不符合题意；
D．煮饺子时，热水的温度高，热水的内能以热传递的方式传递给饺子，使饺子的内能增大，温度升高，故D正确，不符合题意。故选A。
6．（2024·福建厦门·一模）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
【答案】B。
【解析】A．一切物体在任何情况下都具有内能，冰山的温度低于0℃，冰山仍然具有内能，故A错误；
B．钻木取火过程中，消耗机械能，产生内能，将机械能转化为内能，故B正确；
C．用铁锅炒菜是因为铁锅的导热性好，比热容小，故C错误；
D．瓶塞飞起，瓶内气体的内能减少，温度降低，故D错误。故选B。
04 物体内能的改变
【点拨】 （1）做功改变物体的内能：做功可以改变物体的内能有两层含义：外界对物体做功，则机械能转化为物体的内能；若物体对外界做功，则物体的内能转化为机械能。 （2）判断内能改变方式的关键：判断物体内能的改变方式的关键是看内能改变过程中能量形式是否发生了变化。热传递是能量的转移过程，在此过程中能的形式不发生变化；做功的实质是能的转化过程，能量从一种形式转化成另一种形式。
9．（2024·福建）“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
【答案】A。
【解析】“煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物，这是通过热传递改变内能；
A．热水暖手，这是通过热传递改变内能，与“煮”在改变物体内能的方式上相同，故A符合题意；
BCD．钻木取火、搓手取暖、擦燃火柴，这是通过做功改变内能，与“煮”在改变物体内能的方式上不相同，故BCD不符合题意。 故选A。
8．（2024·山东潍坊）（多选）如图所示，用汽缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体，汽缸和活塞均不导热，隔板导热良好。迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定，静置一段时间。下列说法正确的是（ ）。
A．与推动活塞前相比，甲、乙内能均变大
B．与推动活塞前相比，甲内能不变、乙内能变大
C．乙内能改变的方式只有做功
D．乙内能改变的方式既有做功又有热传递
【答案】AD。
【解析】AB．迅速将活塞向左推至图中虚线位置时，施加外力通过做功的方式增加了乙部分气体的内能，乙部分气体的温度会升高；由于隔板导热良好，因此热量会由乙内通过隔板传递到甲内，最终甲乙两部分气体的温度相等。由此可知乙部分气体的温度升高，气体的质量不变，因此乙部分气体的内能变大；甲部分气体的质量不变，温度升高，因此甲部分气体的内能也变大。故A正确，B错误；
CD．推动活塞时通过做功的方式增加了乙气体的内能，活塞推到虚线处后，热量由乙通过隔板传递到甲时，是通过热传递的方式改变内能的，故C错误，D正确。故选AD。
05 温度、内能与热量辨析
【点拨】 （1）温度表示物体的冷热程度，同一物体，温度越高，分子热运动越剧烈，内能越大； （2）热量和功一样，是过程量，只是用来衡量物体内能或机械能变化了多少，离开过程，谈热量毫无意义。就某一状态而言，只有内能，不存在热量。 “热”不只是温度的高低，“热”在不同的语境中具有不同的含义：1）表示温度，如“今天很热”；2）表示“热量”，如“物体吸热”；3）表示内能，如“摩擦生热”，机械能转化为内能，这里的“热”指的是内能。
9．（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
【答案】D。
【解析】A．热量是过程量，不能讲含有的热量的多少，故A错误；
B．内能与质量、温度、状态等有关，一块冰块的内能不一定小于一杯水的内能，故B错误；
C．只要物体放出热量，温度不一定降低，如晶体凝固过程，放出热量，温度不变，故C错误；
D．热传递的条件是存在温差，内能总是从高温处转移到低温处，故D正确。故选D。
10. （2024·黑龙江龙东）（多选）关于温度、内能、热量、功的说法正确的是（ ）。
A. 物体温度升高，一定吸收了热量
B. 物体温度升高，内能一定增加
C. 物体内能增加，一定是外界对它做了功
D. 物体吸收热量，温度可能不变
【答案】BD。
【解析】A．物体温度升高，内能增大，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故A错误；
B．物体温度升高，分子运动加剧，内能一定增加， 故B正确；
C．物体内能增加，可能是外界对它做了功，也有可能是热传递，故C错误；
D．物体吸收热量，温度可能不变，比如晶体在熔化时，吸收热量，内能增大，温度不变，故D正确。
故选BD。
06 比热容的概念及应用
【点拨】 1.属性物质在任何条件下都具有的、不变的性质，如质量，不随外界的条件的变化而变化。特性一种物质区别于其他物质的性质，在外界条件变化时会发生变化，比如比热容是物质的已知特性，会随物质状态的变化而变化。 2.比热容图像 （1）等时分析法：作一条垂直于温度轴的直线，可以看出升高相同的温度时，加热时间的长短； （2）等温分析法：作一条垂直于时间的直线，可以比较加热时间相同时，温度升高的多少。 3.水的比热容大的应用，主要有两个方面 （1）一定质量的水吸收（或放出）很多的热量而自身的温度却变化不多，有利于调节温度； （2）一定质量的水升高（或降低）一定温度，吸热（或放热）很多，常用作冷却剂或供热介质。
11．（2024·山东滨州）如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象，下列说法正确的是（ ）。
A．该物质是非晶体
B．熔化过程持续了25min
C．该物质熔化过程中不断吸热，温度保持不变
D．熔化前后，该物质的比热容不变
【答案】C。
【解析】A．由图可知，该物质在熔化时有固定的熔点，因此是晶体，故A错误；
B．由图可知，该物质在第10min开始熔化，第25min熔化结束，因此熔化过程持续了15min，故B错误；
C．由图可知，该物质在熔化过程温度不变，因此其熔化时要不断吸热，温度保持不变，故C正确；
D．由图可知，该物质熔化前后，加热相同的时间，即吸收相同的热量，熔化后温度升高的较小，由可知，熔化后比热容较大，故D错误。故选C。
12. （2024·湖北武汉）下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（ ）。
A. 汽车发动机用水作冷却剂
B. 人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷
C. 海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住
D. 生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度
【答案】B。
【解析】A．汽车发动机用水作冷却剂，是因为水的比热容大，故A不符合题意；
B．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷，是因为水蒸发吸热，故B符合题意；
C．海边昼夜温度变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石的大，故C不符合题意；
D．物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，是因为水的比热容大，故D不符合题意。
故选B。
07 探究不同物质吸热能力
【点拨】 （1）控制变量法：该实验中药注意三个变量：质量、温度、加热时间。分析时主要哪个量是变化的，哪些量是相同的； （2）转换法：物质吸收热量的多少难以直接测量，所以该实验中使用加热时间长短反映吸收热量的多少。
13．（2024·四川攀枝花·一模）如图甲是“探究不同物质吸热能力”的实验装置，图乙是根据多组实验数据绘制的A、B物质的温度-时间图像。
（1）为了比较不同物质的吸热能力，应在两个相同的烧杯内分别装入初温和 相同的A、B两种物质。
（2）实验中使用相同的酒精灯，通过加热时间的长短来比较 多少，这种方法叫转换法。
（3）由图乙可知：吸收相同热量（即加热相同的时间），A物质的末温度低，故A物质的吸热能力 。
【答案】质量；吸收热量；强。
【解析】（1）[1]为了比较不同物质的吸热能力，要对相同多的不同物质进行加热，质量是表示物体所含物质多少的物理量，所以，应在两个相同的烧杯内分别装入初温和质量相同的A、B两种物质。
（2）[2]实验中使用相同的酒精灯，相同的酒精灯在相同时间内放出的热量相等，被两种物质吸收，通过加热时间的长短来比较两种物质吸收热量的多少，把不便测量测量的热量转换成便于测量的时间，这种方法叫转换法。
（3）[3]由图乙可知：吸收相同热量（即加热相同的时间），A物质的末温度低，而两种物质的初温相同，则A物质的温度变化较小，故A物质的吸热能力强。
14．（2024·内蒙古呼伦贝尔·一模）按要求填空。
（1）如图甲，将鸡蛋放进茶叶水中煮较长时间，剥开发现蛋白变色，这是 现象；
（2）用两个相同的加热器，分别对质量相等的A、B两种液体加热，其温度随时间变化的图象如图乙。由图象可看出A的比热容 （选填“大于”“小于”或“等于”）B的比热容；
（3）如图丙是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小。让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与 的关系。
【答案】扩散；小于；木块被撞击后移动的距离；速度。
【解析】（1）[1]将鸡蛋放进茶叶水中煮较长时间，剥开发现蛋白变色，这是因为茶叶的色素扩散到了鸡蛋内，属于扩散现象，由于分子间有间隙，茶叶色素分子在不停地做无规则运动，进入到鸡蛋的分子间隙中。
（2）[2]A、B两种液体质量相同，相同加热器在相同的加热时间内，吸收的热量相同，由图乙可知，相同时间内A液体上升的温度更高，根据公式可知相同质量的液体吸收相同热量，比热容大的上升的温度小，故A的比热容小于B的比热容。
（3）[3]实验中钢球动能的大小是通过木块被撞击后移动的距离来反映的，木块移动的距离越远，小球的动能越大。
[4]同一小球沿斜面的不同高度静止滚下撞击水平板上的纸盒，这是控制了质量相同，目的是探究物体的动能与速度的关系。
08 比热容相关计算
【点拨】 （1）用公式计算时注意区分温度和温度差：计算物质吸收或放出热量时，要注意公式中的△t是温度差而不是某一温度。 （2）用比例法解题：第一步，以比值的形式写出要求的比值；第二步，用公式展开要求的比值；第三步，代入各物理量的数值；第四步，计算求解。
15．（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0.3kg的水和甲表中等质量的另一种物质进行对比，作出的图像如图乙所示。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0~5min内吸收的热量为 J。
表甲
物质 比热容c/[J/（kg·℃）]
水
酒精
煤油
蓖麻油
【答案】b；煤油；。
【解析】[1]时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，a液体的温度降低的快，b液体温度降低慢；根据热量的计算公可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容小，所以b对应的物质为水。
[2]由图可知，在0到5分钟时，a液体的温度变化了40℃，b液体（水）的温度变化了20℃，加热相同时间，吸收的热量相同，即
展开得
代入数据可知
解得
对比表格可知，该物质是煤油。
[3]由[2]可知，这种物质在0~5min内吸收的热量为
16. （2024·黑龙江龙东）楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖，这是因为水的_________大，若暖气中50kg的水，温度降低2℃，放出的热量是___________J。
【答案】①. 比热容；②. 。
【解析】[1]因为水的比热容较大，所以相同质量的水和其他物质相比较，放出同样热量的情况下，水的温度变化小，故采用热水循环的方式取暖。
[2]水放出的热量。
09 热机及其工作原理
【点拨】 热机和人力机械、电动机械的主要区别热机利用“内能”来做功，最终将内能转化为机械能，而不是利用其他能量来做功。 内燃机工作冲程的判断： 第一步看气门看两气门开、闭情况。若两气门都关闭，则内燃机处于压缩或做功冲程；若有一个气门打开，内燃机处于吸气或排气冲程第二步看活塞看活塞运动方向。活塞向上运动时，内燃机处于压缩或排气冲程；若活塞向下运动，内燃机处于吸气或做功冲程第三步综合分析综合两个气门和活塞的工作情况得出结论
17.（2024·四川广元）1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程（ ）。
A．是压缩冲程 B．气体对外做功，内能转化为机械能
C．活塞依靠飞轮的惯性而运动 D．气体对外做功，气体的内能增加
【答案】B。
【解析】火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，燃气的内能转化为活塞的机械能，这是做功冲程。
A．在压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气体，使其内能增加、温度升高，但此时并没有点火燃烧和对外做功。故A不符合题意；
B．在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴转动，将内能转化为机械能，故B符合题意；
C．在做功冲程中，是高温高压的燃气推动活塞运动，而不是活塞依靠飞轮的惯性运动。飞轮的惯性主要在其他冲程（如吸气冲程、压缩冲程和排气冲程）中起作用，帮助活塞完成这些冲程，故C不符合题意；
D．在做功冲程中，气体对外做功，其内能会减小（因为部分内能转化为了机械能），而不是增加，故D不符合题意。故选B。
18．（2024·山东菏泽）家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是（ ）。
A．汽油燃烧时它的热值减小
B．汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多
C．汽油机的做功冲程，内能转化为机械能
D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分
【答案】C。
【解析】A．热值是物质本身的一种特性，热值只与物质种类有关，汽油燃烧时它的热值不变，故A错误；
B．热量是过程量，不能说含有热量的多少，故B错误；
C．汽油机的做功冲程，燃烧产生的高温气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，故C正确；
D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越不充分，故D错误。故选C。
10 汽油机、柴油机及相关计算
【点拨】 （1）汽油机与柴油机的判断 汽油机柴油机结构气缸顶部有火花塞气缸顶部有喷油嘴吸气冲程吸进空气和汽油的混合物吸进空气点火方式点燃式压缩式
（2）内燃机做功中的关联条件：内燃机的一个工作循环完成四个冲程，曲轴和飞轮转动两周，活塞往返两次，对外做功一次。
19．（2024·江苏扬州）家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（ ）。
A．汽油机的效率能达到100% B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
【答案】B。
【解析】A．由于摩擦等因素的存在，汽油机的效率不可能达到100%，故A错误；
B．汽油机燃烧汽油时排放的尾气含有有害气体，会造成环境污染，故B正确；
C．汽油机的一个工作循环中包含四个冲程，只有做功冲程对外做功1次，故C错误；
D．油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，故D错误。故选B。
20. （2024·黑龙江齐齐哈尔）（多选）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. 若飞轮转动速度为1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功40次
【答案】AC。
【解析】A．加入润滑油使各零部件彼此分离，可以减小汽油机零部件间的摩擦，故A正确；
B．热机在工作时，总要克服机器零件间的摩擦做功，还有热量的散失，导致热机的热效率总小于1（100%），故B错误；
C．四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的；在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其它冲程是靠飞轮的惯性来工作的，故C正确；
D．若一台汽油机的转速是1200r/min=20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以，1s内飞轮转20圈，活塞往复运动20次，共10个工作循环，40个冲程，做功10次，故D错误。故选AC。
11 热值及其相关计算
【点拨】 （1）对热值的理解：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种燃料的热值。从定义上看，热值是燃料的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等无关。 （2）热值相关计算：解答是要注意干木柴完全燃烧放出的热量完全被水吸收，从而建立等式关系Q放=Q吸。
21. （2024·陕西A卷）涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（ ）。
A. 燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高
B. 燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大
C. 压气机压缩空气，空气的内能减小
D. 高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能
【答案】A。
【解析】A．使燃料燃烧越充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故A正确；
B．热值是燃料的一种特性，大小取决于燃料的种类，与其它因素无关，燃料和压缩空气混合后，燃料的热值不变，故B错误；
C．压气机压缩空气，压气机对空气做功，空气的内能增大，故C错误；
D．高温高压气体推动涡轮转动时，消耗内能，将内能转化为机械能，故D错误。故选Ａ。
22．（2024·四川达州）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg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20kg，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，天然气的热值是。
【答案】3.36×105；0.075。
【解析】[1]水吸收的热量
[2]洗澡时水吸收的热量
由得，天然气完全燃烧放出的热量由Q放=Vq得，需要天然气的体积。
12 热机效率及其计算
【点拨】 （1）对热机效率高的两种理解：1）当燃烧相同的燃料时，效率高的做的功多；2）当做的有用功相同时，效率高的消耗的燃料少。 （2）热机效率与功率的区别 热机效率热机功率定义用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比单位时间内做的功物理意义反映热机对能量的利用反映热机做功的快慢定义式
（3）热值、比热容与热机效率综合：1）物质吸热时，利用比热容的概念计算吸收的热量；2）物质燃烧时，利用热值概念计算发出的热量；3）根据热机效率的概念计算待求物理量。
23．（2024·山西）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360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽车的平均速度。
（2）汽车全程消耗汽油25L，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25kW，求汽车发动机的效率。
【答案】（1）90km/h；（2）9×108J；（3）40%。
【解析】（1）汽车的平均速度
（2）全程消耗汽油的体积为V=25L=0.025m3
汽油的质量为m=ρV=0.8×103kg/m3×0.025m3=20kg
汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=20kg×4.5×107J/kg=9×108J
（3）汽车全程所做的有用功为W=Pt=25×103W×4×3600s=3.6×108J
则汽车发动机的效率。
答：（1）汽车的平均速度为90km/h；（2）汽汽油完全燃烧放出的热量为9×108J；（3）汽车发动机的效率为40%。
24. （2024·广东广州）如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。
（1）天然气本身无色无味，为了安全和警示，通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，表明__________（选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”）；
（2）拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，原因是：天然气的喷入导致进口处的天然气流速__________（选填“大”“小”），压强__________（选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强；
（3）壶中装有密度为、质量为的水，则壶中水的体积为__________。根据，若天然气的热值，完全燃烧的天然气放出热量为__________J，其中的热量被水吸收，已知水未沸腾，比热容为4.2×103J/（kg·℃），则水的温度升高了__________℃。
【答案】①. 分子做无规则运动；②. 大；③. 小于；④. ；⑤. ；⑥. 20。
【解析】（1）[1]拧动点火装置，若燃气未点燃，臭味分子通过空气传到人的鼻子，使人闻到臭味，这是一种扩散现象，表明分子做无规则运动。
（2）[2][3]拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，是因为天然气喷入后，进口处的空气流速增大，压强减小，小于大气压，在大气压的作用下不会外泄。
（3）[4]根据可得，壶中水的体积为
[5]根据，若天然气的热值，完全燃烧的天然气放出热量为
[6]根据可得，水的温度升高了。
13 能量的转化与转移
【点拨】 （1）能量转化类型的识别技巧：识别能量转化类型时要注意：一是弄清哪种形式的能减少，哪种形式的能增加，结果就是减少的那种形式的能转化为增加的另一种形式的能；二是注意描述中的关键字，一般“动”字对应的是机械能，“热”字对应的是内能，“电”字对应的是电能。 （2）判断能量是转化还是转移关键在于分析能量的形式是否发生了变化。若能量的形式发生了变化，则为能量的转化；若能量的形式没有发生变化，则为能量的转移。
25．（2024·北京·模拟预测）关于如图几幅图片的说法正确的是（ ）。
A．南极的冰川温度很低，所以不具有内能
B．沙滩上的沙子比海水烫，是因为沙子的比热容比海水的比热容大
C．冰块的保鲜效果比水更好，是因为冰的比热容比水的比热容小
D．树枝上的霜是凝华现象，霜的形成过程中要对外放出热量
【答案模块一 声、光、热
第05讲 内能、内能的利用【讲义】（2-4分）（原卷版）
目 录
课标透析，考向预测 2
思维导图，知识领航 4
考点精研，易错明晰 5
考点一 分子热运动 5
考点二 内能 8
考点三 比热容 13
考点四 热机 16
考点五 热机效率 20
考点六 能量的转化与守恒 24
考点七 热学实验综述 26
题型归纳，技巧点拨 30
01 分子热运动与扩散现象 30
02 分子间相互作用力 30
03 内能的概念与内能大小的比较 31
04 物体内能的改变 32
05 温度、内能与热量辨析 33
06 比热容的概念及应用 33
07 探究不同物质吸热能力 34
08 比热容相关计算 35
09 热机及其工作原理 36
10 汽油机、柴油机及相关计算 37
11 热值及其相关计算 38
12 热机效率及其计算 38
13 能量的转化与转移 39
14 能量守恒定律 40
课标要求 2.1.2知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点，知道分子动理论的基本观点。 2.1.3举例说明自然界存在多种多样的运动形式。知道物质在不停地运动。 3.1.2通过实验，认识能量可以从一个物体转移到其他物体，不同形式的能量可以相互转化。 3.1.3结合实例，认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。 3.3.1了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。 3.3.2通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。 3.3.3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。
考查内容 一、分子热运动； 二、内能； 三、比热容； 四、热机； 五、热机效率； 六、能量的转化与守恒
考点分布 考查频率 命题趋势
01 分子热运动与扩散现象 ☆☆☆ 《内能与内能的利用》是中考必考内容。本部分的考题一般在1-2道题，分值一般在2-6分之间；考题题型根据其出现的概率分别是：选择题、填空题、实验题和简单计算题等。 以上考点作为常考内容，在备考过程中应作为主要备考方向加以重视，但也不能忽视一些冷门考点；我国古代劳动人民利用内能的例子等。 备考中，应加强以下内容的练习： （1）对分子热运动理论的理解、物质的扩散、分子间相互作用力等； （2）内能的概念、影响物体内能大小的因素、物体内能的改变、温度与内能以及热量的辨析，尤其是物体内能的改变出现的概率更大； （3）比热容的概念、比热容的相关计算、水的比热容大的应用、探究不同物质的吸热能力等； （4）热机工作原理、内燃机四冲程工作过程和能量转化关系等； （5）热值的概念及相关计算、热机效率相关计算等； （6）能量转化和转移的辨别、能量转化和转移的方向性、能量守恒定律及其应用等； （7）会列举生活中能量转移和转化的实例； （8）能运用比热容说明为什么沙漠中的昼夜温差比海边的大； （9）了解热机对社会发展所起的作用和对环境的影响。
02 分子间相互作用力 ☆☆
03 内能的概念与内能大小的比较 ☆☆☆
04 物体内能的改变 ☆☆
05 温度、热量与内能辨析 ☆☆☆
06 比热容的概念及应用 ☆☆☆
07 探究不同物质的吸热能力 ☆☆☆
08 比热容相关计算 ☆☆
09 热机及其工作原理 ☆☆
10 汽油机、柴油机及其计算 ☆
11 热值及其计算 ☆☆
12 热机效率及其计算 ☆☆☆
13 能量的转化与转移 ☆☆☆
14 能量守恒定律 ☆☆☆
考点一 分子热运动
一、物质的构成
1.物质的构成：常见物质是由大量及其微小的粒子— 构成的。
2.分子的大小：分子的直径很小，通常以10-10m来量度，所以一个看似很小物质中都会包含大量的分子，如一个小水滴中含有约1021个水分子。
3.分子间有间隙
实验演示：取50ml的水与50ml酒精，倒入量筒中，轻轻摇晃几下，静止后观察量筒中液体体积，发现水喝酒精混合后的总体积小于100ml。
这是酒精与水的混合过程。实际上是酒精分散到了水中，从微观的角度看，酒精分子分散到了水分子中间，这一现象说明水分子和酒精分子间都有 。
二、分子热运动
1.探究实验：物质的扩散
气体扩散实验 液体扩散实验 固体扩散实验
实验
操作和现象 在透明的瓶中分别装入空气和二氧化氮，抽去玻璃板后，无色的空气和红棕色的二氧化氮混合在一起，最后颜色变得均匀 在装入清水的量筒底部注入蓝色的硫酸铜溶液。静待几天后，清水与硫酸铜溶液的界面变得模糊，静待几周后颜色变得均匀 把磨的很光滑铅块和金块紧紧压在一起，在室温下防止五年后在将它们切开，发现它们互相渗入月1mm深
现象分析 空气和二氧化氮气体彼此进入对方 水和硫酸铜溶液彼此进入对方 金和铅彼此进入对方
实验结论 气体、液体和固体分子都在不停地做无规则运动，能彼此进入分子的间隙中，即固体、液体和气体都会发生扩散现象
2.扩散现象
（1）定义： 相互接触时，彼此 的现象叫扩散。扩散现象的实质是分子(原子)的相互渗入。
（2）扩散现象表明：一切物质的分子都在 ，也说明物质的分子间存在间隙。
（3）影响扩散的因素：温度越高，扩散 (即分子无规则运动跟温度有关，温度越高分子无规则运动越剧烈)。
扩散现象的物理意义：在扩散过程中，气体分子从密度较大的区域移向密度较小的区域，经过一段时间的掺和，密度分布趋向均匀。在扩散过程中，迁移的分子不是单一方向的，只是密度大的区域向密度小的区城迁移的分子数，多于密度小的区域向密度大的区域迁移的分子数。
扩散现象的实质：扩散现象是气体分子的内迁移现象。从微观上分析是大量气体分子做无规则热运动时，分子之间发生相互碰撞的结果。由于不同空间区域的分子密度分布不均匀，分子发生碰撞的情况也不同。这种碰撞迫使密度大的区域的分子向密度小的区域转移，最后达到均匀的密度分布。
判断扩散现象的方法：确认某种现象是否属于扩散现象时，关键是要看不同的物质彼此进入对方是自发形成的，还是在外力作用下形成的，是由于分子运动形成的，还是由于宏观的机械运动形成的。由于分子运动而自发形成的属于扩散现象，受外力作用下的宏观机械运动形成的现象就不属于扩散现象。例如，秋天，桂花飘香属于由于分子运动而形成的扩散现象，而冬天，雪花飘扬是由于雪花受重力和风力作用下的机械运动，它不属于扩散现象。
3.分子热运动
（1）探究实验：物质的扩散
现象 如图所示，取两个相同的烧杯，分别装入质量相等的适量冷水和热水，分别向两杯水中滴入一滴红墨水
现象分析 红墨水在热水扩散得快是因为热水中分子运动剧烈，在冷水中扩散慢是因为冷水分子运动较慢
探究归纳 分子热运动的快慢与温度有关：温度越高，物质扩散得越快，分子运动月剧烈
三、分子间相互作用力
1.探究实验：分子间的作用力
实验观察 现象分析
现象1：将两个铅块地面磨平，紧压在一起，在下面重物不能它们分开； 现象2：用胶水涂抹在两物体表面，压实后两个物体被牢牢得粘在一起 现象3：生活中常见的固体、液体能保持一定的体积，不会散开 因为物体分子之间存在引力，分子间的压力使两个铅块或涂胶水的两个物体结合在一起，分子间的压力使固体和液体的分子不会散开
现象4：用力去压一个铁块，它的体积不会不发生明显的变化； 现象5：向配有活塞的厚玻璃筒内注入一些水，用力压活塞，发现水的体积没有明显变化 虽然分子间有间隙，但要压缩固体和液体却很困难，这是因为分子之间存在着斥力
结论 分子间存在相互作用的引力和斥力
2.对分子间引力和斥力的理解
邻近分子间同时存在相互作用的引力和斥力；实际表现出来的是分子引力和斥力的合力，称为分子力；分子间的引力和斥力都跟分子间距离有关系。
3.分子动理论：物质是由大量的分子或原子组成的，分子间有间隙；构成物质的分子在不停地做无规则热运动；分子间存在着引力和斥力。
1.分子的大小：常见的微小物体不是分子：分子的尺度很小，人们用肉眼观察到的都不是分子，分子只能用电子显微镜观察到。细小的灰尘、空气中极小的水滴，极细的铁粉都是微小物体，而不是分子，它们仍然是由大量分子构成的宏观物体。
2.扩散现象的认识和理解：
（1）扩散现象只能发生在不同的物质之间，同种物质之间不能发生扩散现象；
（2）不同物质只有相互接触时，才能发生扩散现象，没有相互接触的物质，是不会发生扩散现象的；
（3）扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方，而不是单一的某种物质的分子进入另一种物质；
（4）气体、液体和固体之间都可以发生扩散现象，不同状态的物质之间也可以发生。
3.对分子热运动的理解
分子热运动的意义：一切物质的分子都在不停地做无规则热运动。这种无规则运动叫分子热运动。
分子热运动的特点：同一物体，分子运动越剧烈，物体的温度越高。即温度是物体分子热运动剧烈程度的标志。
0℃的物体分子照样做无规则热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则热运动。只是分子运动的剧烈程度不同。温度低时，分子热运动相对缓慢，但并没有停止，不能错误的认为0℃时物质分子不再做热运动。
4.物质三态与分子间相互作用力
（1）固体中分子之间的距离小，相互作用力很大，分子只能在一定的位置附近振动，所以既有一定的体积，又有一定的形状。
（2）液体中分子之间的距离较小，相互作用力较大，以分子群的形态存在，分子可在某个位置附近振动，分子群却可以相互滑过，所以液体有一定的体积，但有流动性，形状随容器而变化。
（3）气体分子间的距离很大，相互作用力很小，每一个分子几乎都可以自由运动．所以气体既没有固定的体积，也没有同定的形状，可以充满能够达到的整个空间。
（4）同体物质很难被拉伸，是因为分子间存在着引力的缘故；液体很难被压缩，是因为分子间存在着斥力的原因。液体能保持一定的体积是因为分子间存在着引力的原因。
【例1】（2024·广东·模拟预测）下列关于分子与原子的说法，正确的是（ ）。
A．一切物质的分子都在不停地做无规则的运动
B．分子可以用肉眼直接分辨
C．温度越高，分子运动越缓慢
D．原子由质子和中子组成
【变式1-1】（2024·江苏常州）端午节煮粽子时，厨房飘满了粽子的清香，这说明（ ）。
A．分子间存在吸引力 B．分子间存在排斥力
C．分子在无规则运动 D．液体分子连续分布，气体分子间有间隙
【变式1-2】（2024·江苏连云港）下列现象中能说明分子在不停地做无规则运动的是（ ）。
A．花香满园 B．尘土飞扬 C．雪花飘飘 D．落叶纷纷
【变式1-3】（2024·江苏盐城）将两个表面光滑的铅块相互挤压，它们会粘在一起，不容易拉开，这一现象说明（ ）。
A．分子间有空隙 B．分子在运动
C．分子间有斥力 D．分子间有引力
考点二 内能
一、内能
1.分子动能和分子势能
(1)分子动能：分子在永不停息地做着无规则的热运动。物体内大量分子做无规则热运动所具有的能量称为分子动能。物体的温度越高，分子运动得越快，它们的动能越大。
（2）由于分子之间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。分子间距发生变化时，物体的体积也会变，所以分子势能与物体的体积有关。
2.内能
（1）内能：物体内部所有分子的 与 的总和，叫做物体的内能。
（2）内能的单位：焦耳，简称焦，符号J。
3.对内能的理解
内能是物质分子的热运动能量，是由物质内部状况决定的能量。物质由大量分子、原子组成，储存在系统内部的能量是全部微观粒子各种能量的总和，即微观粒子的动能、势能等的总和。物体内部大量分子的无规则运动跟温度直接相关，物体内部大量做热运动的粒子之间也具有动能和势能，动能和势能的总和叫做内能。
4.影响物体内能大小的因素
（1）温度是影响物体内能最主要的因素，同一个物体，温度越高，它具有的内能就越大，物体的内能还受质量、材料、状态等因素的影响。
（2）物体的内能跟质量有关。在温度一定时，物体的质量越大，也就是分子的数量越多，物体的内能就越大。
（3）物体的内能还和物体的体积有关。在质量一定时，物体的体积越大，分子间的势能越大，物体的内能就越大。
（4）同一物质，状态不同时所具有的内能也不同。
特别提醒：物体内能改变的宏观表现
温度变化：物体温度升高，内能增大；温度降低，内能减小；
物态变化：例如，晶体熔化时内能增加，晶体凝固时内能减小。
5.内能与机械能的区别与联系
内能 机械能
区别 定义 构成物体的所有分子的分子动能和分子势能的总和 物体所具有的动能和势能的总和
影响因素 物体的温度、质量、状态、体积、物质的种类 物体的质量、速度、高度和弹性形变的程度
研究对象 微观世界的大量分子 宏观世界的所有物体
存在条件 永远存在 物体运动时，被举高时，发生弹性形变时
联系 物体无论是否具有机械能，一定具有内能； 物体的内能和机械能之间可以互相转化
二、物体内能的改变
1.热传递改变物体的内能
（1）探究热传递改变物体内能
用暖袋暖手 给工件淬火 烧水
现象
现象分析 暖袋温度降低，内能减少；人体温度升高，内能增大；能量从热水袋传递给人 工件温度降低，内能减少；冷水温度升高，内能增大；能量从工件传递给水 烧水时，水的温度升高，内能增加，能量从火焰传递给锅和水
实验结论 温度不同的物体相互接触时，发生热传递，低温物体温度升高，内能增加，高温物体温度降低，内能减少；即能量从高温物体传递给低温物体，所以热传递可以改变物体的内能
（2）对热传递的理解
条件 不同物体或同一物体的不同部分之间存在温度差
方向 由高温物体转移到低温物体或由物体的高温部分转移到低温部分
过程
最终状态 温度相同，没有温度差
实质 是能量的转移，能量的形式并未发生变化
2.热量
（1）热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。用符号Q表示。
（2）单位：在国际单位制中，热量单位是焦耳，符号是J。
3.做功改变物体的内能：探究做功改变物体的内能
做功的两种情况 外界对物体做功 物体对外界做功
探究过程与现象
分析与论证 迅速压下活塞，玻璃筒内的气体被压缩，活塞对筒内气体做功，从而使筒内气体的内能增加，温度升高，当温度达到硝化棉的燃点时，硝化棉开始迅速燃烧 向瓶内打气，压缩瓶内的空气，不断对瓶内空气做功，瓶内空气内能增加，温度升高，随着打入空气的增加，气压越来越大，直至冲开瓶塞，此时，瓶内的空气推动瓶塞做功，内能减少，温度降低，其中水蒸气液化成小水滴，形成白雾
得出结论 做功可以改变物体的内能； 外界对物体做功，物体温度升高，物体内能增加； 物体对外界做功，物体温度降低，物体内能减少
4.热传递和做功改变物体内能的区别与联系
区别 联系
实质 方式 举例
热传递 能量的转移 高温物体放热，低温物体吸热 生活中烧、烤、烙、炒，生产中的淬火等 做功和热传递都可以改变物体的内能，且效果相同。某物体的内能发生改变，可能是通过热传递改变的，也可能是通过做功改变的，或者两者都有。若不知道具体过程，则无法确定内能的改变方式
做功 其他形式能与内能之间的相互转化 压缩体积、摩擦生热、锻打物体、弯折物体等 打气筒打气、钻木取火、来回多次弯折铁丝等
体积膨胀等 装开水的暖水瓶内的气体将瓶塞冲开灯
5.温度、热量、内能三者之间的区别于联系
温度 热量 内能
区别 概念 宏观上，表示物体的冷热程度； 微观上，反映物体中分子热运动的剧烈程度 在热传递过程中传递能量的多少 构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和
表述 用“降低”、“升高”，“降低到”、“升高到”表述 用“放出”或“吸收”表述 用“有”、“具有”、“改变”、“增加”、“减少”的那个表述
单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J）
联系 （1）温度反映了内能的大小，热量反映了内能变化了多少； （2）物吸收热量，内能会增加，温度不一定升高，如晶体熔化；物放出热量，内能会减少，但物体温度不一定降低，如晶体凝固
归纳总结 一个一定 物体温度升高或降低时，其内能一定增加或减少
四个不一定 （1）一个物体的内能增加或降低时，其温度不一定升高或降低，如晶体熔化或凝固过程； （2）一个物体的内能增加或降低时，不一定是吸收或放出了热量，也可能是外界对物体做功或物体对外界做功； （3）一个物体吸收或放出热量时，内能增加或减少，其温度不一定升高或降低，如晶体熔化或凝固过程； （4）一个物体温度升高或降低时，不一定是吸收或放出了热量，也可能是因为做功，如摩擦生热或物体对外界做功
1.理解物体内能时，要注意以下三点：
(1)内能是指物体的内能，不是分子的，更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的动能和势能的总和，所以，单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。
(2)任何物体在任何情况下都有内能。
(3)内能具有不可测性。只能比较物体内能的大小，不能确定这个物体具有的内能究竟是多少，因为内能是物体的所有分子具有的总能量，宏观量度比较困难。
2.对热量认识的三个误区
（1）热量是能量转移多少的量度，是一个过程量，它存在于热传递的过程中，只有发生了热传递，有了能量的转移，才能讨论热量问题，离开热传递谈热量也就没有了意义。
（2）热量只能有“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述，不能说某物体含有或具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量。
（3）吸收或放出热量的多少与物体内能的多少、温度的高低没有关系。
3.做功、热传递改变物体内能的实质
（1）做功改变物体的内能的实质是能量的转化，即内能与其他形式的能的相互转化；
（2）热传递改变物体内能实质上是能量的转移，即能量从一个物体转移到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分，无不同形式能量的相互转化；
（3）不是任何情况下对物体做功都能改变物体的内能。例如，用手托起物理课本，虽然人对课本做了功，但课本的内能没有增加，增加的是课本的机械能。
【例2】【跨学科实践】（2024·山西）二氧化碳（CO2）爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热，使筒内的液态CO2迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破。下列说法正确的是（ ）。
A．高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度降低
B．高压泵压缩CO2，气体内能减小，温度升高
C．高压CO2气体喷出时，内能增大，温度升高
D．高压CO2气体喷出时，内能减小，温度降低
【变式2-1】（2024·广东）如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。点灯后，水在升温的过程中（ ）。
A. 吸热，内能增加 B. 吸热，内能减少
C. 放热，内能增加 D. 放热，内能减少
【变式2-2】（2024·天津）在“航天日”主题活动中，小明用塑料瓶自制了“水火箭”（如图所示）。发射时，“水火箭”向下喷水从而获得升空的动力，利用了物体间力的作用是________的；“水火箭”飞出后，瓶内气体温度降低，内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【变式2-3】（2024·湖南）有关能量的转移、转化和利用，下列说法正确的是（ ）。
A．电烤炉取暖，是电能转移到人体
B．钻木取火，是内能转化为机械能
C．中医提倡的热水泡脚，是通过热传递的方式增大脚部的内能
D．用嘴对着手哈气取暖，主要是通过做功的方式增大手的内能
考点三 比热容
一、比热容
1.定义：一定质量的某种物质在温度升高时，吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容，用符号c表示。
2.定义式：。
3.单位：焦耳每千克摄氏度，符号是：J/（kg·℃），比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位。
4.物理意义：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意义是：1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
5.一些常见物质的比热容
6.对比热容的理解
（1）一定质量的某种物质在温度升高时，吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容，用符号c表示。
比热容是物质的特性之一，所以某种物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变，也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说，比热容的大小只与物质的种类及其状态（固态、液态和气态）有关，与物质的质量、温度的变化无关。
（2）比热容的大小与物质的种类和物质的状态有关。不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下，比热是一个不变的定值。如果物质的状态改变了，比热容的大小随之改变，如水变成冰。
7.比热容的应用
（1）与质量相同的其他物质相比，水的比热容在常见的物质中是比较大的。动物体中70%左右是水，例如黄牛。与质量相同的其他物质相比，水吸收(或放出)相同的热量，升高(或降低)的温度相对较小。体型较大的温血动物体内水分多，对维持自身的体温有优势。
（2）水是生命之源，人的生活离不开水，冬天人们用热水流过散热器来取暖，用热水的好处是由于相同质量的水和其他物质相比，降低相同的温度，由于水的比热容大，水放出的热量多，所以用热水流过散热器来取暖。
（3）炒栗子时里面加沙子有何作用 炒栗子时，栗子表面与热锅的接触面积很小，不利于传热。沙子的颗粒小可以填塞栗子间的空隙，这些被炒热的沙子大大增加了对栗子传热的面积，使栗子能均匀受热。另外，沙子的比热容较小，吸热时升温较快，可缩短炒熟的时间。也可以节能。
（4）城市种植花草树木，提高绿地覆盖率，修建人工湖，扩大水域面积，大大改善了市民的居住环境，让全市民享受到了“绿城”带来的实惠。从物理角度讲，花草树木对声音有一定的吸收作用，起到减弱噪音的作用：人工湖的建成，由于水的比热容较大，吸收或放出热量时，水的温度变化较小，即温差小，有恒温作用。
（5）夏日，在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热，这是因为质量相等的水和混凝土，照射同样的时间，吸收相同热量，由于水的比热容较大，水的温度升高较小。因此，池水的温度比混凝土低，所以在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热。
二、热量的计算
（1）物质吸热时热量的简单计算：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；
（2）物质放热时热量的计算：Q放=cm△t= cm(t0-t)。
（3）其中：Q吸—吸收的热量，单位：焦（J），Q放—放出的热量。
c—比热容，单位：焦每千克摄氏度（J/(kg·℃)）
m—质量，单位：千克（kg）
△t—变化的温度（升高或降低的温度），单位：摄氏度（℃）；t0—初始温度、t—末温。
【例3】（2024·湖北）如图甲，利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体，得到温度随时间变化的图像如图乙，分析可知（ ）。
A. 相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B. a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C. 升高相同温度a所用时间比b少，a的吸热能力比b弱
D. 相同时间内a升高的温度比b多，a的吸热能力比b强
【变式3-1】 （2024·黑龙江齐齐哈尔）小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
（1）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及______（填测量工具）、托盘天平（含砝码）、水和煤油；
（2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是为了通过比较______来比较物质吸收热量的多少；
（3）实验中选取初温不同、______相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较______来比较不同物质吸热能力的强弱；
（4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中______（选填“A”、“B”或“C”）方法读数是正确的；实验中某时刻温度计示数如图3所示为______℃；
（5）部分实验数据如下表所示，分析数据可得出结论：______（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。
加热时间/min 0 1 2 3 4 …… 10
水的温度/℃ 30 34 38 42 46 …… 70
煤油温度/℃ 10 18 26 34 42 …… 90
【变式3-2】（2024·湖北武汉）下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（ ）。
A．汽车发动机用水作冷却剂
B．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷
C．海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住
D．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度
【变式3-3】（2024·江苏扬州）拖拉机轮胎表面刻有花纹，是通过增大 来增大摩擦。选用水来冷却拖拉机的发动机，是因为水的比热容 （填“大”或“小”），如果水箱装有质量为20kg的水，水温从20℃上升到70℃，水吸收了 J的热量。[]
考点四 热机
一、热机
1.实验探究—热机工作原理
【实验现象】如图所示，在试管中装一些水，用橡皮塞塞住试管口，固定在铁架台上，用酒精灯给试管加热，水沸腾后，水蒸气会把橡皮塞冲出去，试管口观察到大量“白雾”出现。
【实验分析】酒精燃烧释放出热量（化学能转化为内能），通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸气。水蒸气越来越多，对橡皮塞的压力越来越大，最后将橡皮塞冲出，这时水蒸气对橡皮塞做功。同时，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，在试管口可以观察到“白雾”。
【探究归纳】该实验装置就是一个简单的热机。其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部分内能通过热传递方式传递给工作物质—水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。
2.热机
（1）热机：利用内能做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等的发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。
（2）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特点，那就是利用内能做功。
（3）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。
二、汽油机
1.工作原理：利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为 。
2.构造
（1）主要结构：如图所示，汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。
（2）冲程：活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。
（3）试管实验与汽油机构造比较：如图。
3.工作过程
（1）汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。通过四个冲程的不断循环来连续工作。
（2）每完成一个工作循环，曲轴和飞轮均转动两周，活塞往返两次，对外做功一次。在四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性带动活塞完成，周而复始，使汽油机连续转动下去。
（3）汽油机工作过程如下：
1.吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物 2.压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高
3.进气门关闭、排气门关闭。化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能 4.进气门关闭、排气门打开。靠惯性运动，排出废气
三、柴油机
1.工作原理：利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。
2.构造：柴油机构造和汽油机构造相似，所不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。
3.工作过程：柴油机与汽油机工作过程大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，曲轴连续转动两周，活塞往复两次，对外做功一次。见下表：
1.吸气冲程：进气门打开、排气门关闭。活塞向下运动，吸入空气 2.压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭。活塞向上运动，压缩空气，气体温度升高，超过柴油燃点
3.进气门关闭、排气门关闭。喷油嘴喷出雾状柴油，遇到热空气立即猛烈燃烧，差高温高压气体，推动活塞向下运动 4.进气门关闭、排气门打开。活塞向上运动，排出废气
4.汽油机与柴油机的异同
相同点：
（1）基本构造和主要部件作用相似。
（2）每个工作循环都一样，有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
（3）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。
（4）一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两圈，飞轮转两圈，做功一次。
不同点：
（1）构造不同：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。
（2）燃料不同：汽油机燃烧汽油，而柴油机燃烧柴油。
（3）吸气冲程不同：汽油机吸进汽油和空气和燃料混合物，柴油机只吸进空气。
（4）点火方式不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。
【例4】（2024·山东临沂）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。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小的是（ ）。
A． B． C． D．
【变式4-1】（2024·江苏常州）四冲程内燃机工作时，将内能转化成机械能的冲程是（ ）。
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
【变式4-2】（2024·广东·模拟预测）如题图所示，下列关于内能的转化与利用说法错误的是（ ）
A．汽油机中汽油热值与它的质量无关
B．图甲通过做功的方式改变筒内空气的内能
C．图乙为汽油机的做功冲程
D．两种情形中的能量转化过程相同
【变式4-3】（2024·湖北·一模）如图所示，甲是汽油机某个冲程的工作示意图，乙是柴油机某个冲程的工作示意图。下列说法正确的是（ ）。
A．甲是汽油机的压缩冲程，此时进气门和排气门均关闭
B．甲是汽油机的做功冲程，汽缸顶部的火花塞产生电火花
C．乙是柴油机的吸气冲程，吸进汽缸的是空气和柴油的混合物
D．乙是柴油机的排气冲程，此时汽缸顶部的喷油嘴正在喷油
考点五 热机效率
一、燃料的热值
1.燃料
（1）燃料的种类：燃料是指可燃烧的物质，根据不同标准，燃料可分为不同的种类，最常见的是按其物理状态分类。
（2）燃料燃烧时能量转化：燃料在燃烧时将化学能转化为内能。
2.燃料的热值：燃料种类很多，由于其燃烧成分不同，相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量不同，在物理学上用“热值”来表示燃料燃烧的放热本领。
（1）热值：某种燃料完全燃烧放出的热量，与其质量的比值叫这种燃料的热值；用“q”表示。
（2）热值单位：J/kg。
（3）热值的物理意义：一、1kg某种燃料完全燃烧放出的热量就等于该燃料的热值；二、热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
（4）燃料燃烧放出的热量：热量：Q放 ＝qm；（Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg）
特别提醒：固体燃料、液体燃料的热值以“J/kg”为单位，而气体燃料的热值以“J/m3”为单位。因此Q放 ＝qm一般用于固体燃料和液体燃料放热的计算；Q放 ＝Vq一般用于气体燃料放出热值的计算，其中V为气体燃料的体积。
（5）对燃料热值的透析
热值是燃料的一种固有性质 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关
对完全燃烧的理解 对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值
热值的作用 燃料热值的高低是衡量燃料优劣的主要指标
二、热机的效率
1.燃料的有效利用：用煤气灶、锅炉、煤炉等烧水时，燃料不能完全燃烧利用，具体原因是多样的。例如，燃料不能完全燃烧而损失了一部分能量，装水的容器吸收了一部分能量、灶体本身也会吸收一部分能量，高温的烟气带走了一部分能量，还有一部分能量直接散失掉了，水吸收的热量只占燃料燃烧放出热量的一部分，只有水吸收的热量才是有效利用的部分。如图所示：
2.锅炉的效率
（1）锅炉是利用燃料或其他热源把水加热成热水或蒸汽的设备。锅炉包括锅和炉两部分，锅是指盛水的容器，炉是燃料燃烧的装置。
（2）提高锅炉燃料利用率的途径：一、让燃料尽可能充分燃烧，如将煤研磨成粉状，加大进风量等；二、减少热量损失，如加大有效受热面积等。
3.内燃机中热量燃烧的能量流向图
4.热机效率
（1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。
（2）计算公式：
对热机而言，其中用来做有用功的能量Q有用等于热机对外的有用功W有用，故热机的效率公式又可写成：。
（3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。
（4）常见热机效率：蒸汽机6%-15%，汽油机20%-30%，柴油机30%-45%。
特别提醒：热机效率总小于1的原因
因为热机中用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的总能量的一部分，由于各种能量的损失和燃烧条件的限制，这部分能量一定小于完全燃烧放出总能量，所以有用功的能量与燃烧放出的总能量的比值必然小于1，即热机的效率一定小于1。
5.提高热机效率的主要途径
①改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）；
②减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）；
③在热机设计和制造上，采用先进的技术；
④保障良好的润滑，减少机械摩擦。
【例5】（2024·黑龙江牡丹江）关于热机，下列说法正确的是（ ）。
A．蒸汽机不属于热机
B．柴油机的效率能达到100%
C．汽油机会散发出汽油味属于扩散现象
D．内燃机的压缩冲程将内能转化为机械能
【变式5-1】（2024·江苏宿迁）氢能是新能源利用的新潮流，加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是市场上的某品牌氢能自行车，一次性充满0.02kg氢气，2h能匀速骑行50km，氢能自行车与骑行者总质量为84kg，骑行时受到的阻力为总重的0.05倍，氢气热值为。氢气完全燃烧产生的热量是 J，氢气的利用效率是 （）。
【变式5-2】（2024·四川成都·一模）小雄要探究“液体的沸腾规律”，他用两个电加热器将质量均为0.5kg的酒精和水分别加热至沸腾，并记录时间和温度，绘制成了如图所示的图像。已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。若相同时间内，水和酒精吸收的热量相同，则下列分析正确的是（ ）。
A．图像甲代表的液体是水
B．酒精的比热容为2.4×103J/(kg·℃)
C．1.5分钟后，甲代表的液体内能保持不变
D．前1.5分钟，若一个电加热器消耗了1.5×105J的电能，则加热液体的效率为84%
【变式5-3】（2024·江苏连云港）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，完全燃烧1kg焦炭能放出的热量
考点六 能量的转化与守恒
一、能量的转化与转移
1.能量的存在形式
2.能量的转化：在一定条件下，能量可以从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，这种现象叫能量的转化。自然界转化各种形式的能，在一定条件下都可以相互转化。如图为能量转化示意图。
3.能量的转移：能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。例如，在热传递过程中，内能从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，这属于能量的转移。
二、能量守恒定律
1.能量守恒定律
（1）能量守恒定律内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
（2）对能量守恒定律的理解
①能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。
②能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。
特别提醒：机械能守恒和能量守恒的区别与联系
（1）机械能守恒需要满足一定的条件，能量守恒不需要条件。
（2）机械能守恒是能量守恒的特殊情况。
2.永动机
（1）不少人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。然而，从没有一种永动机成功过。
（2）能量守恒定律使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。因此，根本不可能制造出永动机。
1.理解物体内能时，要注意以下三点：
(1)内能是指物体的内能，不是分子的，更不能说内能是个别分子和少数分子所具有的。内能是物体内部所有分子共同具有的动能和势能的总和，所以，单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。
(2)任何物体在任何情况下都有内能。
(3)内能具有不可测性。只能比较物体内能的大小，不能确定这个物体具有的内能究竟是多少，因为内能是物体的所有分子具有的总能量，宏观量度比较困难。
【例6】（2024·黑龙江龙东）我国古药物学家常用布摩擦过的琥珀能否吸引干草屑来辨别琥珀的真假。摩擦后的琥珀能吸引干草屑，说明琥珀带了___________；在摩擦过程中，琥珀发热，这是因为___________转化为内能。
【变式6-1】（2024·北京）（多选）如图所示是我国西部某熔盐塔式光热电站，上万面镜子将太阳光准确地反射到高塔顶端，太阳光的能量被塔顶的熔盐吸收，熔盐带着这些能量到达厂房，将水加热成水蒸气，水蒸气推动汽轮发电机发电。下列说法正确的是（ ）。
A．塔式光热发电站是将太阳能直接转化为电能
B．塔顶的熔盐吸收太阳光的能量，内能增大
C．汽轮发电机发电是电磁感应现象的应用
D．不同位置的镜子将太阳光反射到塔顶都遵循光的反射定律
【变式6-2】（2024·山西）近年来风能和太阳能发电逐渐增多。为增加供电稳定性，需要储能系统进行调节。研究发现可利用“深井拉铁”技术储存电能，还能实现废旧矿井的再利用。如图所示，用电低峰时，电动机利用多余电能将重物提升至高处；用电高峰时，重物下降带动发电机发电。下列说法正确的是（ ）
A．风能和太阳能都属于不可再生能源
B．用电低峰时，重物上升，机械能转化为电能
C．用电高峰时，重物下降，电能转化为机械能
D．重物质量一定，井越深，能储存的电能越多
【变式6-3】（2024·内蒙古包头）如图所示是一个香薰炉，点燃炉内蜡烛加热香薰液，一会儿，房间内充满了香气，对这过程分析正确的是（ ）。
A．蜡烛燃烧将内能转化为化学能 B．香薰液通过做功增加内能
C．香薰液吸热升华变成香气 D．香气弥漫是扩散现象
考点七 热学实验综述
一、比较不同物质的吸热能力
1.探究不同物质吸热能力
【实验目的】探究不同物体的吸热能力。
【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套，火柴、秒表、水和另一种液体（如煤油）。
【实验步骤】一、按图组装器材。
二、取质量相同的水和煤油（60g），常温下待温度稳定后（控制两种液体初温相同），测出两种液体的温度，并计入表格。
三、点燃酒精灯，同时给水和煤油加热，加热时间为5分钟，测量此时两种液体温度并计入表格。
四、实验表格（参考数据）
物质种类 质量/g 初温/°C 末温/°C 温升/°C 加热时间（min）
水 60 20 40 20 5
煤油 60 20 56 36 5
…
五、整理器材。
【实验结论】质量相同的水和另一种液体（如煤油），吸收相同的热量，煤油的温度升高较大。
2.考查内容
考查方向 解答思路
两套装置相同目的 在相同时间内，液体吸收热量相同
控制两种装置相同的量 保证实验结论可靠性，酒精灯火焰大小、液体质量和初温
实验方法 控制变量法
两种液体吸收热量能力是通过什么反映的 温度升高值
实验中不停搅拌液体的目的 液体上下温度均匀
如果要使水和煤油的最后温度相同如何操作 给水继续加热
温升相同那种液体吸收热量多 水
哪种液体的吸热能力强 水
表示不同物质吸热能力的物理量 比热容
吸收热量计算 利用比热容公式进行计算
安装顺序 自下而上
【例7】（23-24九年级下·云南曲靖·阶段练习）水与食用油是生活中不可缺少的食品。为了比较水和食用油的吸热能力，小明设计了如图甲所示的实验装置，在烧杯中倒入质量和初温相同的水和食用油，用相同的电热器加热。
（1）实验中，食用油和水吸热的多少是通过 （选填“升高的温度”或“加热时间”）来判断的；
（2）实验过程中两者的温度随时间变化的图象如图乙所示，由图象可知，升高相同的温度，食用油吸热的热量 （选填“大于”“等于”或“小于”）水吸收的热量。物理上用比热容来描述物质的吸热能力，在此实验中， 的比热容较大；
（3）根据实验结论可知：“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”是我国 （选填“沿海”或“沙漠”）地区的生活写照。
【变式7-1】（2024·山东淄博·二模）利用如图甲所示，使用相同规格的电加热器和烧杯分别对水和食用油加热，得到温度随时间变化的图像如图乙所示，水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃），下列说法正确的是（ ）。
A．要完成实验探究，应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油
B．比较第2min和第3min的吸热情况，在第2min时a吸收的热量比b多
C．吸热能力较强的是a，a是水，它更适合作冷却剂
D．利用图乙中图像的数据，可计算出食用油的比热容为2.8×103J/（kg·℃）
【变式7-2】（23-24九年级下·江苏无锡·阶段练习）规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水，并用不同加热器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图。下列说法正确的是（ ）。
A．甲、乙两杯中的液体每分钟吸收的热量之比为1∶1。
B．甲杯液体每分钟吸收的热量为2.52×105J
C．加热相同的时间，甲、乙两杯液体升高的温度之比为3∶2
D．将甲、乙两容器中的液体从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为2∶3
【变式7-3】（2024·广东江门·一模）小明在看到课本中图甲所示的实验装置，觉得可以用这个装置来探究水在沸腾前后温度变化的特点，他在两支试管中都装入水，同时放置在红外加热器中，用温度传感器记录下两支试管中水的温度随时间变化图像如图乙所示。
（1）你觉得本次实验是否需要用秒表？ （选填“是”或“否”）
（2）为确保实验测量数据准确，温度传感器的探头部分要和试管内的水 ；
（3）实验过程中， 号试管首先可以观察到沸腾现象，请判断造成这个差异的原因是两支试管中水的 不一样；
（4）本次实验的沸点是 ，在8min之后，两支试管中的水都能够继续沸腾，说明水还在不断 ；
（5）如果把两支试管中的水换成相同 的水和色拉油，还可以利用这个装置完成比较不同物质的比热容的实验。
01 分子热运动与扩散现象
【点拨】 一、识别分子热运动 （1）分子热运动是分子运动。所以，如果研究对象是宏观物体，则它的运动一定不是分子热运动； （2）分子热运动是自发的，不受外力影响，如果研究的运动受到外力作用的影响，则一定不是分子热运动。 二、明确扩散概念：扩散是不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象。注意扩散现象的标识：不同物质、相互接触、彼此进入对方。 三、温度对扩散现象的影响：讨论扩散的快慢，一般只考虑温度的影响；反之，看到温度不同，就应想到扩散得快慢不同。
1．（2024·安徽六安·二模）关于分子动理论，下列说法正确的是（ ）。
A．扩散现象说明了物质中的分子在不停地运动
B．固体不容易被压缩，说明固体分子之间没有空隙
C．从缝隙中射入一缕阳光，从阳光中看到的尘埃的运动就是分子运动
D．断面磨平的铅块压紧后“粘”在一起，能够吊住大钩码，说明物质的分子间只存在引力
2．（2024·四川宜宾）下列描述中属于扩散现象的是（ ）。
A．桂花花香四溢 B．雪花漫天飘舞
C．灰尘空中飞扬 D．江面雾气弥漫
02 分子间相互作用力
3．（23-24九年级下·河南郑州·期中）关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（ ）。
A．常见的物质是由分子、原子构成的
B．质子、中子和电子均属于带电粒子
C．银河系、地球、电子、分子是按照尺度由大到小的顺序排列的
D．固体很难被压缩，说明分子之间存在斥力
4．（2024·四川广元）“女皇蒸凉面”是广元地方特色美食，凉面的口感、香气深受人们喜欢，下列说法正确的是（ ）。
A．油辣子附着在凉面上，说明分子间只存在引力
B．香气四溢，表明分子在不停地做热运动
C．凉面条之间有空隙，说明分子间有间隙
D．吃一口凉面，只有几个分子进入口中
03 内能的概念与内能大小的比较
【点拨】 不是“炙热”的物体才有内能 （1）任何物体在任何情况下都有内能，不只是“炙热”的物体才有内能； （2）影响物体内能大小的因素有温度、质量、体积、状态、物质的种类，仅根据其中某一因素无法判断内能的大小。 内能与机械能完全不同： （1）内能是微观和统计上的概念，而机械能是宏观上的概念；机械能与宏观物体的机械运动对应，内能与微观的热运动对应； （2）机械能与物体的质量、速度、高度、弹性形变程度等有关；内能只与物体内分子热运动和分子间的相互作用有关。
5．（2024·山东菏泽·二模）小琴在帮妈妈准备年夜饭的过程中发现了很多物理知识，下列说法中不正确的是（ ）。
A．从冰箱拿出来的冻肉没有内能
B．炒菜时菜的香味弥漫整个房间，是因为分子在不停地做无规则运动
C．高压锅能够快速将肉类炖烂，是因为气压越大，水的沸点越高
D．煮饺子是利用热传递的方式增大饺子的内能
6．（2024·福建厦门·一模）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
04 物体内能的改变
【点拨】 （1）做功改变物体的内能：做功可以改变物体的内能有两层含义：外界对物体做功，则机械能转化为物体的内能；若物体对外界做功，则物体的内能转化为机械能。 （2）判断内能改变方式的关键：判断物体内能的改变方式的关键是看内能改变过程中能量形式是否发生了变化。热传递是能量的转移过程，在此过程中能的形式不发生变化；做功的实质是能的转化过程，能量从一种形式转化成另一种形式。
9．（2024·福建）“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
8．（2024·山东潍坊）（多选）如图所示，用汽缸、固定隔板和活塞密闭甲、乙两部分气体，汽缸和活塞均不导热，隔板导热良好。迅速将活塞向左推至图中虚线位置并固定，静置一段时间。下列说法正确的是（ ）。
A．与推动活塞前相比，甲、乙内能均变大
B．与推动活塞前相比，甲内能不变、乙内能变大
C．乙内能改变的方式只有做功
D．乙内能改变的方式既有做功又有热传递
05 温度、内能与热量辨析
【点拨】 （1）温度表示物体的冷热程度，同一物体，温度越高，分子热运动越剧烈，内能越大； （2）热量和功一样，是过程量，只是用来衡量物体内能或机械能变化了多少，离开过程，谈热量毫无意义。就某一状态而言，只有内能，不存在热量。 “热”不只是温度的高低，“热”在不同的语境中具有不同的含义：1）表示温度，如“今天很热”；2）表示“热量”，如“物体吸热”；3）表示内能，如“摩擦生热”，机械能转化为内能，这里的“热”指的是内能。
9．（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
10. （2024·黑龙江龙东）（多选）关于温度、内能、热量、功的说法正确的是（ ）。
A. 物体温度升高，一定吸收了热量
B. 物体温度升高，内能一定增加
C. 物体内能增加，一定是外界对它做了功
D. 物体吸收热量，温度可能不变
06 比热容的概念及应用
【点拨】 1.属性物质在任何条件下都具有的、不变的性质，如质量，不随外界的条件的变化而变化。特性一种物质区别于其他物质的性质，在外界条件变化时会发生变化，比如比热容是物质的已知特性，会随物质状态的变化而变化。 2.比热容图像 （1）等时分析法：作一条垂直于温度轴的直线，可以看出升高相同的温度时，加热时间的长短； （2）等温分析法：作一条垂直于时间的直线，可以比较加热时间相同时，温度升高的多少。 3.水的比热容大的应用，主要有两个方面 （1）一定质量的水吸收（或放出）很多的热量而自身的温度却变化不多，有利于调节温度； （2）一定质量的水升高（或降低）一定温度，吸热（或放热）很多，常用作冷却剂或供热介质。
11．（2024·山东滨州）如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象，下列说法正确的是（ ）。
A．该物质是非晶体
B．熔化过程持续了25min
C．该物质熔化过程中不断吸热，温度保持不变
D．熔化前后，该物质的比热容不变
12. （2024·湖北武汉）下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（ ）。
A. 汽车发动机用水作冷却剂
B. 人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷
C. 海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住
D. 生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度
07 探究不同物质吸热能力
【点拨】 （1）控制变量法：该实验中药注意三个变量：质量、温度、加热时间。分析时主要哪个量是变化的，哪些量是相同的； （2）转换法：物质吸收热量的多少难以直接测量，所以该实验中使用加热时间长短反映吸收热量的多少。
13．（2024·四川攀枝花·一模）如图甲是“探究不同物质吸热能力”的实验装置，图乙是根据多组实验数据绘制的A、B物质的温度-时间图像。
（1）为了比较不同物质的吸热能力，应在两个相同的烧杯内分别装入初温和 相同的A、B两种物质。
（2）实验中使用相同的酒精灯，通过加热时间的长短来比较 多少，这种方法叫转换法。
（3）由图乙可知：吸收相同热量（即加热相同的时间），A物质的末温度低，故A物质的吸热能力 。
14．（2024·内蒙古呼伦贝尔·一模）按要求填空。
（1）如图甲，将鸡蛋放进茶叶水中煮较长时间，剥开发现蛋白变色，这是 现象；
（2）用两个相同的加热器，分别对质量相等的A、B两种液体加热，其温度随时间变化的图象如图乙。由图象可看出A的比热容 （选填“大于”“小于”或“等于”）B的比热容；
（3）如图丙是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中是通过观察 来判断钢球的动能大小。让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与 的关系。
08 比热容相关计算
【点拨】 （1）用公式计算时注意区分温度和温度差：计算物质吸收或放出热量时，要注意公式中的△t是温度差而不是某一温度。 （2）用比例法解题：第一步，以比值的形式写出要求的比值；第二步，用公式展开要求的比值；第三步，代入各物理量的数值；第四步，计算求解。
15．（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0.3kg的水和甲表中等质量的另一种物质进行对比，作出的图像如图乙所示。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0~5min内吸收的热量为 J。
表甲
物质 比热容c/[J/（kg·℃）]
水
酒精
煤油
蓖麻油
16. （2024·黑龙江龙东）楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖，这是因为水的_________大，若暖气中50kg的水，温度降低2℃，放出的热量是___________J。
09 热机及其工作原理
【点拨】 热机和人力机械、电动机械的主要区别热机利用“内能”来做功，最终将内能转化为机械能，而不是利用其他能量来做功。 内燃机工作冲程的判断： 第一步看气门看两气门开、闭情况。若两气门都关闭，则内燃机处于压缩或做功冲程；若有一个气门打开，内燃机处于吸气或排气冲程第二步看活塞看活塞运动方向。活塞向上运动时，内燃机处于压缩或排气冲程；若活塞向下运动，内燃机处于吸气或做功冲程第三步综合分析综合两个气门和活塞的工作情况得出结论
17.（2024·四川广元）1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程（ ）。
A．是压缩冲程 B．气体对外做功，内能转化为机械能
C．活塞依靠飞轮的惯性而运动 D．气体对外做功，气体的内能增加
18．（2024·山东菏泽）家用汽车常用汽油机提供动力，以下有关说法正确的是（ ）。
A．汽油燃烧时它的热值减小
B．汽油机的冷却液温度越高，含有的热量越多
C．汽油机的做功冲程，内能转化为机械能
D．汽车尾气的汽油味越浓说明汽油燃烧越充分
10 汽油机、柴油机及相关计算
【点拨】 （1）汽油机与柴油机的判断 汽油机柴油机结构气缸顶部有火花塞气缸顶部有喷油嘴吸气冲程吸进空气和汽油的混合物吸进空气点火方式点燃式压缩式
（2）内燃机做功中的关联条件：内燃机的一个工作循环完成四个冲程，曲轴和飞轮转动两周，活塞往返两次，对外做功一次。
19．（2024·江苏扬州）家用燃油汽车的发动机主要是汽油机，下列说法正确的是（ ）。
A．汽油机的效率能达到100% B．汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C．汽油机的一个工作循环中，对外做功4次 D．汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
20. （2024·黑龙江齐齐哈尔）（多选）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. 若飞轮转动速度为1200r/min，则该汽油机每秒钟对外做功40次
11 热值及其相关计算
【点拨】 （1）对热值的理解：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种燃料的热值。从定义上看，热值是燃料的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等无关。 （2）热值相关计算：解答是要注意干木柴完全燃烧放出的热量完全被水吸收，从而建立等式关系Q放=Q吸。
21. （2024·陕西A卷）涡轴9“玉龙”是我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（ ）。
A. 燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高
B. 燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大
C. 压气机压缩空气，空气的内能减小
D. 高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能
22．（2024·四川达州）在1个标准大气压下，小明用天然气灶将质量1kg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20kg，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，天然气的热值是。
12 热机效率及其计算
【点拨】 （1）对热机效率高的两种理解：1）当燃烧相同的燃料时，效率高的做的功多；2）当做的有用功相同时，效率高的消耗的燃料少。 （2）热机效率与功率的区别 热机效率热机功率定义用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比单位时间内做的功物理意义反映热机对能量的利用反映热机做功的快慢定义式
（3）热值、比热容与热机效率综合：1）物质吸热时，利用比热容的概念计算吸收的热量；2）物质燃烧时，利用热值概念计算发出的热量；3）根据热机效率的概念计算待求物理量。
23．（2024·山西）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360km，驾车前往大约需要4h。（汽油的热值q取4.5×107J/kg，汽油的密度ρ取0.8×103kg/m3）
（1）求汽车的平均速度。
（2）汽车全程消耗汽油25L，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25kW，求汽车发动机的效率。
24. （2024·广东广州）如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。
（1）天然气本身无色无味，为了安全和警示，通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，表明__________（选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”）；
（2）拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，原因是：天然气的喷入导致进口处的天然气流速__________（选填“大”“小”），压强__________（选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强；
（3）壶中装有密度为、质量为的水，则壶中水的体积为__________。根据，若天然气的热值，完全燃烧的天然气放出热量为__________J，其中的热量被水吸收，已知水未沸腾，比热容为4.2×103J/（kg·℃），则水的温度升高了__________℃。
13 能量的转化与转移
【点拨】 （1）能量转化类型的识别技巧：识别能量转化类型时要注意：一是弄清哪种形式的能减少，哪种形式的能增加，结果就是减少的那种形式的能转化为增加的另一种形式的能；二是注意描述中的关键字，一般“动”字对应的是机械能，“热”字对应的是内能，“电”字对应的是电能。 （2）判断能量是转化还是转移关键在于分析能量的形式是否发生了变化。若能量的形式发生了变化，则为能量的转化；若能量的形式没有发生变化，则为能量的转移。
25．（2024·北京·模拟预测）关于如图几幅图片的说法正确的是（ ）。
A．南极的冰川温度很低，所以不具有内能
B．沙滩上的沙子比海水烫，是因为沙子的比热容比海水的比热容大
C．冰块的保鲜效果比水更好，是因为冰的比热容比水的比热容小
D．树枝上的霜是凝华现象，霜的形成过程中要对外放出热量
26．（2024·湖北孝感·模拟预测）下列生活实例中，通过做功改变物体内能的是（ ）。
A．冬天人们常用双手互相摩擦取暖
B．夏天吃雪糕可以解热
C．利用太阳能热水器“烧水”
D．使用热水袋觉得暖和
14 能量守恒定律
【点拨】 解答此类问题的关键是：（1）根据能量守恒定律准确把握能量之间的关系；（2）观察物体运动过程中能量转化的形式以及量的关系。
27．（2024·甘肃兰州·一模）下列有关能源及能的转化中说法错误的是（ ）。
A．绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能
B．泥石流流速快，流量大，因此泥石流的重力势能大
C．燃烧化石能源产生酸性气体形成的酸雨，可以腐蚀成分为碳酸钙或金属的建筑物
D．镁条燃烧发出耀眼的白光，此过程中化学能转化为光能和内能
28．（23-24九年级上·山东济南·期末）2023年10月26日11时14分，中国酒泉卫星发射中心，搭载着汤洪波、江新林和唐胜杰3名航天员的神舟17号飞船，由“神箭”长征2F火箭顺利发射升空，直奔天宫空间站而去。下列说法正确的是（ ）。
A．长征二号F火箭采用燃料的热值很大 B．在燃料燃烧时，将化学能转化为内能
C．在火箭发射时看到的“白气”是水蒸气 D．火箭属于热机，将内能转化为机械能
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