(共22张PPT)
12．4 热机与社会发展
2
随堂检测
1
课堂导学
热机的种类与机构
阅读上册教材P38的内容，了解热机的种类及结构。
1. 热机的种类有 、 、 、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机等。这些热机的共同特点是将燃料的 能通过燃烧转化为 能，然后通过 ，把 能转化为 能。
汽油机
蒸汽机
柴油机
化学
内
做功
机械
内
2024年11月11日，人民空军迎来75岁生日。空军航空大学“红鹰”飞行表演队带来了全新动作“双机点赞”——两架飞机尾部烟迹在天空中形成巨大心形。在飞行员驾驶飞机加速上升到预定高度的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．给飞机提供动力的喷气式发动机不属于热机
B．飞机的燃料燃烧得越充分，热值越大
C．飞机加速上升的过程中受力平衡
D．飞机发动机提供动力时是将化学能转化为内能再转化为机械能
D
下图显示了热机的共同特点，其中虚线框处应该填（ ）
A．内能 B．电能 C．动能 D．势能
A
热机工作时需要燃料，即通过燃料燃烧将化学能转化为内能，然后通过做功将内能转化为机械能。
汽油机的工作原理
阅读上册教材P39～P41的内容，理解汽油机的工作原理，了解柴油机的特点。
2．单缸四冲程汽油机的一个工作循环是由 冲程、 . 冲程、 冲程、 冲程组成的。其中压缩冲程是将
能转化为 能；做功冲程是将 能转化为 能。除了做功冲程，其他三个冲程均为辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的 来完成动作。
做功
吸气
压缩
排气
内
机械
内
机械
惯性
3．一个工作循环，活塞往返 次，飞轮转 周，对外做功 次。
4．柴油机是以柴油为燃料的内燃机，气缸顶部没有火花塞，而是装有一个 ，在高温、高压下使柴油混合气被 ，推动活塞做功。
1
2
2
喷油嘴
压燃
如图所示，在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，硝化棉会燃烧起来。图示的汽油机的四个冲程中，与活塞压缩气体的能量转化相同的是（ ）
A B C D
C
内燃机分为汽油机和柴油机两大类，它们结构上的不同是汽油机顶部有 。在内燃机的四个冲程中，吸气、压缩、排气这三个冲程都必须靠飞轮的 来完成。如图所示的是内燃机的 冲程。
压缩
火花塞
惯性
1．柴油机顶部没有火花塞，有一喷油嘴，是压燃式；汽油机顶部有火花塞，是点燃式。
2．汽油机和柴油机的吸气冲程、压缩冲程和排气冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的。
3．由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程。
热机的效率及热机与环境
5．热机的效率：热机工作时，用来做 的能量与燃料
放出的能量之比。
6．热机对环境的污染主要表现在 污染和 污染。
完全燃烧
有用功
废气
噪声
下列关于热值和热机的效率的说法正确的是（ ）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．煤的热值大于干木材的热值，煤燃烧放出的热量一定比干木材燃烧放出的热量多
C．通过技术改进，热机效率可达到100%
D．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
D
汽油机的能量流向如图所示，根据图中给出的信息，该内燃机的效率为 。若热机的效率按此计算，当汽油完全燃烧放出的热量为2.3×107 J时，汽车获得的机械能为 J。
6.9×106
30%
1．如图所示，透明圆筒内装有两根与起电机相连的放电针。将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机。看到放电针放电引起汽油燃烧，软木塞被冲出，该过程相当于四冲程汽油机工作时的（ ）
A.吸气冲程
B．做功冲程
C．压缩冲程
D．排气冲程
B
2.如图所示的是某单缸四冲程汽油机的某个冲程，该汽油机每秒对外做功25次，则（ ）
A.图示冲程是压缩冲程
B．该汽油机飞轮（曲轴）每秒转25圈
C．图示冲程存在着化学能转化为内能的过程
D．图示冲程存在着机械能转化为内能的过程
C
3．下列关于热机的效率的说法正确的是（ ）
A．热机的效率越低，它消耗的燃料就越多
B．燃料燃烧不充分时，部分燃料被浪费掉，热值将减小
C．通过技术改进，热机的效率可以无限增大
D．热机的效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
D
4．汽车是现代生活中常见的一种交通工具，某汽油机的能量流向如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A．在汽油机的做功冲程中，活塞对气缸内
的气体做功，气体的温度升高
B．由图可知该汽油机的效率是30%
C．汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧
得越不充分，表明其热值越小
D．在热机的能量损失中，废气带走的热量最多
D
5．图甲为四冲程汽油机工作过程中的一个冲程，此冲程是依靠
（选填“外力”或“惯性”）来完成的，该过程的能量转化情况与图 相同。若汽油机1 s内对外做功15次，则其曲轴的转速为 r/min。
惯性
乙
1 800
6．一单缸四冲程柴油机，它的转速为1 800 r/min，它在1 s内完成
个做功冲程。若在做功冲程中，燃气推动活塞一次做功为
2 200 J，那么这台柴油机的功率为 W。
15
3.3×104
7．某氢能源公交车以10 m/s的速度在平直公路上匀速行驶，发动机的功率为200 kW，每行驶700 m消耗氢燃料0.2 m3。求在这个过程中：
（1）公交车发动机做了多少机械功。
解：(1)公交车运动的时间t＝ ＝70 s，
公交车发动机做的机械功W＝Pt＝200×103 W×70 s＝1.4×107 J。
答：公交车发动机做的机械功是1.4×107 J。
（2）0.2 m3的氢燃料完全燃烧放出的热量。（氢燃料的热值为1.4×108 J/m3）
（3）这台公交车发动机的效率。
(2)0.2 m3的氢燃料完全燃烧放出的热量
Q放＝Vq＝0.2 m3×1.4×108 J/m3＝2.8×107 J。
答：0.2 m3的氢燃料完全燃烧放出的热量是2.8×107 J。
(3)这台公交车发动机的效率η＝ ×100%＝50%。
答：这台公交车发动机的效率是50%。
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12．2 热量与热值
2
随堂检测
1
课堂导学
温度、热量与内能的关系
阅读上册教材P27～P28的内容，理解温度、热量与内能三者之间的关系。
1. 在物理学中，把物体在热传递过程中 叫做热量，用符号 表示，热量的单位是 。
2. 以下均选填“一定”或“不一定”。
（1）仅有热传递时，物体吸收热量，内能 增加，温度
升高；物体放出热量，内能 减少，温度 降低。
内能改变的多少
焦耳
Q
一定
不一定
不一定
一定
（2）物体内能增加， 吸收热量。
（3）同一个物体温度升高，内能 增加。
3．当物体温度升高或者降低时，它吸收或放出的热量与物体
、 成正比。
一定
不一定
质量的大小
温度变化的多少
一个物体的温度升高了，以下说法：①它含有的热量增加了；②它内部的分子运动加剧了；③它具有的内能增加了；④它从外界吸收热量了。其中一定正确的是（ ）
A．②③ B．①④ C．①② D．②③④
A
热学中的“热”有内能、热量、温度等含义，下列说法中的“热”字，指“热量”的是 ；指“内能”的是 ；指“温度”的是 （均选填序号）。
①热膨胀 ②摩擦生热 ③天热极了
④熔化吸热 ⑤开水很热 ⑥金属传热
④⑥
①③⑤
②
1．内能是指物体内所有分子动能与分子势能的总和；温度是指物体的冷热程度；热量是指物体在热传递过程中内能改变的多少。
2．热量是一个过程量，不能说“具有”或“含有”多少热量。
3．晶体在熔化的过程中吸收热量，内能增大，但温度不变。
热值的概念
阅读上册教材P28～P29的内容，理解热值的概念，认识不同燃料的热值。
4．一般来说，质量相等的不同燃料，在完全燃烧时所放出的热量是
的。在物理学中，用 来描述燃料的这一特性。把某种燃料 时所放出的 与燃料 之比，叫做这种燃料的热值，用符号 表示，单位是 . 或 。
5．热值是燃料本身的一种 ，它只与燃料的 有关，与燃料的状态、质量、体积以及是否完全燃烧、燃烧放出的热量多少 。
不同
热值
完全燃烧
热量
质量或体积
J/kg
q
J/m3
特性
无关
种类
油箱内的汽油燃烧掉一半后，剩余的汽油（ ）
A．质量和热值都变为原来的一半
B．质量变为原来的一半，热值不变
C．质量没有变化，热值变为原来的一半
D．质量和热值都没有变化
B
下列关于热值的说法正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，随着不断放热，它的热值越来越小
B．采取措施使燃料燃烧更充分，就可以提高燃料的热值
C．不同的燃料，热值可能相同
D．煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多
C
燃料的热值是燃料本身的一种特性，热值的大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（或体积）、放出热量的多少、燃料的形状以及燃料的燃烧情况无关。
热值与热量的计算
6．燃料完全燃烧放出的热量的计算公式： 或 。
7．已知某种天然气的热值为3.9×107 J/m3，要使该天然气完全燃烧放出7.8×104 J的热量，要燃烧多少天然气？
Q＝qV
Q＝qm
解：根据Q＝qV可知，天然气的体积为
V＝ ＝0.002 m3。
答：要燃烧0.002 m3天然气。
2 kg酒精完全燃烧放出的热量是6.0×107 J，则酒精的热值为（ ）
A．5.0×107 J/kg B．3.0×107 J/kg
C．5.0×107 J D．2.5×107 J
B
【科技创新】2024年10月30日，神舟十九号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心由长征二号F遥运载火箭成功发射，该火箭常用液氢作为燃料，液氢的热值为1.4×108 J/kg，则100 kg液氢完全燃烧放出的热量是 J，相当于完全燃烧 kg汽油放出的热量。（汽油的热值为4.6×107 J/kg，除不尽的保留两位小数）
1.4×1010
304.35
对于气体燃料，利用Q＝qV计算完全燃烧放出的热量；对于固体和液体燃料，利用Q＝qm计算完全燃烧放出的热量（其中m的单位是kg，V的单位是m3）。
探究燃料的热值（实验突破）
小明学习了燃料的热值知识后，自己设计了一个实验探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他组装了如图所示的两套规格完全相同的实验装置，实验结果记录如下表。
燃料 加热前的水温/ ℃ 燃料燃尽后的水温/ ℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
（1）为了保证实验结论的可靠性，实验中除了选择两套完全相同的装置，还应该控制煤油和菜籽油的 （选填“质量”或“体积”）相同。
（2）由表中记录数据可知，热值较大的是 （选填“煤油”或“菜籽油”）。
（3）利用该装置计算出的煤油热值与课本中给出的煤油热值相比偏_________（选填“小”或“大”）。
煤油
质量
小
某学校物理小组设计实验，探究酒精、煤油、汽油的热值（如图所示）。甲、乙、丙装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同。通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温（均未达到沸点）为t甲＜t乙＝t丙，可以粗略知道它们的热值q的大小关系为（ ）
A. q酒清＞q煤油＞q汽油
B．q酒清＞q煤油＝q汽油
C．q酒清＜q煤油＝q汽油
D．q酒清＜q煤油＜q汽油
C
燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来反映燃料燃烧放出热量的多少，因此为了比较热值的大小，用等质量不同的燃料加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计示数的变化得出吸热的多少，进而判断热值的大小。
1．将两瓶相同的酒精合并在一个大瓶里，酒精的热值将（ ）
A．不变 B．变为原来的2倍
C．变为原来的 D．变为原来的4倍
2．小刚从广东去河北省旅游时，发现了美食“油炸糕”。下列说法正确的是（ ）
A．刚出锅的“油炸糕”很烫，是因为“油炸糕”含有的热量很多
B．在“炸”的过程中，油将温度传递给“油炸糕”
C．“油炸糕”从油锅里捞出装入盘子后的一段时间内，内能会逐渐减小
D．在“炸”的过程中，油锅里的油在沸腾后温度不断上升
A
C
3．已知天然气的热值为4×107 J/m3，现有天然气0.4 m3，其中的一半完全燃烧，放出的热量为 ，剩余天然气的热值为 。用天然气将一壶水烧开，在水的温度升高过程中，水的内能 。
4．甲、乙两种燃料完全燃烧时的Q－m图像如图所示，
由图可知，甲燃料的热值 （选填“＞” “＜”
或“＝”）乙燃料的热值。
8×106 J
4×107 J/kg
增大
＞
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12．3 物质的比热容
第2课时 比热容的相关计算
2
随堂检测
1
课堂导学
物质吸热、放热的公式
1．知道了物质的比热容c，又知道这种物质的质量m，以及升高的温度（t2－t1）。根据比热容的公式，可计算出物体温度升高时吸收的热量Q吸＝ 。同理，物体的温度由t1降低至t2时放出的热量可以写成Q放＝ 。
cm(t2－t1)
cm(t1－t2)
右图是杜甫绝句《迟日江山丽》中诗句“沙
暖睡鸳鸯”的画面。太阳升起时，沙地比水中更
暖和，因为沙的比热容比水 。已知
c水＝4.2×103 J/（kg· ℃），则在标准大气压下，
质量为5 kg、初温为30 ℃的水温度升高了20 ℃，
吸收的热量为 J。
小
4.2×105
有甲、乙两个物体，甲的温度为10 ℃，乙的温度为20 ℃，它们的质量之比为2∶1，比热容之比为5∶4，它们的温度都升高到30 ℃时，吸收的热量之比为（ ）
A．2∶5 B．5∶2 C．1∶5 D．5∶1
在描述物体温度变化时，“升高” “升高了” “降低” “降低了”对应的是温度的变化量，而“升高到” “降低到”对应的是物体的末温。
D
比热容的相关计算
2．用Δt表示温度的变化量，比热容公式及变形公式：比热容
c＝ ，温度的变化量Δt＝ ，质量m＝ 。
3．燃料完全燃烧放出的热量的计算公式：Q放＝ 。
qm或qV
一杯水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃），若将这杯水倒掉一半，则剩下半杯水的比热容 （选填“变大” “变小”或“不变”）。质量为2 kg的水，吸收3.36×105 J的热量后，温度能升高 ℃。
不变
40
质量为5 kg的某种物质，温度从－15 ℃降到－25 ℃的过程中，共放出热量1.05×105 J，通过计
算和所给表格判断它可能是什么
物质？
物质 比热容c/[J·（kg· ℃）－1]
冰 2.1×103
砂石 0.92×103
铝 0.88×103
解：因为Q放＝cm(t1－t2)，该物质的比热容为
c＝ ＝
＝2.1×103 J/(kg·℃)
由表中数据可知，该物质是冰。
1．运用比热容相关公式进行计算时，要注意单位的统一，质量的单位一定要用kg。
2．若题中给出“不计热量损失”，则表示高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量。
有关比热容的图像问题
在“比较不同物质吸热性能”的实验中，用两个完全相同的加热器给质量和初温都相同的甲、乙两种不同的液体加热。在加热过程中，小红同学绘制了温度随时间变化的图像，如图所示。根据绘制的图像可以判断（ ）
A．甲液体的比热容比乙的大
B．乙液体的比热容比甲的大
C．甲、乙液体的比热容一样大
D．无法比较甲、乙液体的比热容大小
B
小明在探究“物质的放热性能与哪些因素有关”时，用质量均为0.5 kg的水和另一种液体进行对比实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示。在实验过程中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出 （选填“甲”或“乙”）物质为水，另一种液体的比热容为 。
甲
2.1×103 J/(kg·℃)
两种质量相等、初温相同的不同物质，无论是用相同的电加热器加热相同时间还是在相同环境下放热相同时间（不计热量损失），两种物质吸收或放出的热量是相等的，最后利用热量的计算公式分析即可。
1．质量相等、初温相同的铁块和铜块（已知c铁＞c铜），使它们吸收相同的热量后让它们彼此接触，则（ ）
A．热量从铁块传到铜块 B．热量从铜块传到铁块
C．铁块和铜块间无热传递发生 D．条件不足，无法确定
B
2．质量为50 kg的水，温度从20 ℃升高到50 ℃吸收的热量是
J，这些热量如果完全由天然气燃烧来提供，至少需
kg的天然气[水的比热容为4.2×103 J/（kg· ℃），天然气的热值为4.2×107 J/kg]。如果把这些水倒掉一半后，水的比热容将会
（选填“变大” “变小”或“不变”）。
6.3×106
0.15
不变
3．质量和初温相同的甲、乙两种液体，经同一加热器加热相同的时间后甲的温度大于乙的温度，则甲液体的比热容 （选填“大于” “等于”或“小于”）乙液体的比热容。如果乙液体的质量为2 kg，初温为10 ℃，加热一段时间后温度升高到70 ℃，吸收的热量为5.04×105 J，则乙液体的比热容为 。
小于
4.2×103 J/(kg·℃)
4．小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2 kg的水和0.3 kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则另一种液体的比热容为
J/（kg·℃）。[水的比热容为4.2×103 J/（kg· ℃）]
1.4×103
5．一质量是3 kg、初温为590 ℃的铁块，当温度降到30 ℃时放出了7.56×105 J的热量。
（1）计算出铁的比热容。
解：(1)由Q放＝cm(t1－t2)得铁的比热容为
c＝
＝0.45×103 J/(kg·℃)。
答：铁的比热容是0.45×103 J/(kg·℃)。
（2）餐馆里有一道美食叫“铁板牛肉”，将2 kg的铁板加热到130 ℃，再将九成熟的牛肉片放在铁板上，等铁板温度降了60 ℃时牛肉片已全熟了，求铁板在此降温过程中放出的热量。
(2)铁板在此降温过程中放出的热量为
Q放＝cm(t2－t1)＝0.45×103 J/(kg·℃)×2 kg×60 ℃＝5.4×104 J。
答：铁板在此降温过程中放出的热量是5.4×104 J。
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第十二章 内能与热机章末复习
2
章末特训
1
知识结构
分子动能
分子势能
任何情况
质量
温度
状态
做功
热传递
传导
对流
辐射
温度差
高温
低温
转移
等效
内能
焦耳(J)
完全燃烧
质量或体积
J/kg或J/m3
燃料的种类
Q＝qm
Q＝qV
J/(kg·℃)
物质的吸(或放)热性能
种类
状态
不同
Q＝cmΔt
化学
内
内
机械
吸气
压缩
机械
内
做功
内
机械
排气
有用功
完全燃烧
×100%
1．（2024·福建）【跨学科】“煮”的篆体写法如图所示，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
A
2．关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体含有的热量多
B．物体吸收热量，温度一定升高
C．气体膨胀对外做功，自身内能会减少
D．在热传递过程中，温度从高温物体传递给低温物体
C
3．（2024·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
B
4．小明做“探究水沸腾前后温度变化的特点”实验，绘制出如图所示的图像，由图像可知水沸腾时继续吸热，温度 。若烧杯中水的质量为200 g，加热至沸腾，至少需要吸收 J的热量，实际上，提供的热量 水吸收的热量。[水的比热容是4.2×103 J/（kg· ℃）]
大于
保持不变
4.2×104
5．在标准大气压下，使用煤气灶将2 kg的水从20 ℃加热到100 ℃，水吸收的热量是 J。若不计热量损失，此过程需要完全燃烧
kg的煤气，这是通过 的方式增加了水的内能。未使用完的煤气的热值 （选填“变大” “变小”或“不变”）。[水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃），煤气的热值是4.2×107 J/kg]
0.016
6.72×105
热传递
不变
6．如图所示的汽油机处于 （选填“压缩”或“做功”）
冲程，这个冲程将 能转化为 能。某单缸
四冲程汽油机的飞轮转动速度是2 400 r/min，则此汽油机每秒
对外做功 次。
7．（2024·安徽）一保温杯中装有质量为200 g、温度为25 ℃的水。将一个质量为100 g、温度为100 ℃的金属块放入杯中，一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30 ℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），则该金属块的比热容为
J/（kg·℃）。
20
压缩
机械
内
0.6×103
8．小华在探究“不同物质的吸热性能”时，用相同的电加热器对质量均为1 kg的水和另一种液体同时进行加热（不考虑热损失）。已知液体的比热容小于水的比热容，通过实验画出温度随时间变化的图像如图所示，分析图像可知，水在5 min内吸收的热
量为 J，该液体的比热容为
J/（kg·℃）。[水的比热容
是4.2×103 J/（kg· ℃）]
3.15×104
2.7×103
9.（2024·达州节选）小明家天然气热水器的效率是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。[水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃），天然气的热值是3.2×107 J/m3]
0.075
10．食物也是一种“燃料”，释放化学能的过程不断地发生在人体内，提供细胞组织所需的能量。人体摄入的能量（营养师常称之为热量）过多或过少，都有损于健康。
（1）某种油炸食品，每100 g可提供的能量约为1.26×106 J，假设这些能量全部被质量为5 kg、温度为25 ℃的水吸收，可使这些水的温度升高到多少摄氏度？[水的比热容是4.2×103 J/（kg·℃）]
解：(1)每100 g这种油炸食品可提供的能量约为1.26×106 J，
假设这些能量全部被水吸收，则Q吸＝1.26×106 J，
根据公式Q吸＝c水m(t2－t1)，则水升高到的温度
t2＝ ＋t1＝ ＋25 ℃＝85 ℃。
答：某种油炸食品，每100 g可提供的能量约为1.26×106 J，假设这些能量全部被质量为5 kg、温度为25 ℃的水吸收，可使这些水的温度升高到85摄氏度。
（2）如果上述这些能量全部用于克服重力做功，则能把多少千克的物体提升10 m？（g取10 N/kg）
(2)如果上述这些能量全部用于克服重力做功，则W＝1.26×106 J，
根据W＝Gh＝mgh得m＝ ＝1.26×104 kg。
答：如果上述这些能量全部用于克服重力做功，则能把1.26×104千克的物体提升10 m。
11．（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360 km，驾车前往大约需要4 h。（汽油的热值取4.5×107 J/kg，汽油的密度取0.8×103 kg/m3）
（1）求汽车的平均速度。
解：(1)汽车的平均速度v＝ ＝90 km/h。
答：汽车的平均速度为90 km/h。
（2）汽车全程消耗汽油25 L，求汽油完全燃烧放出的热量。
(2)全程消耗汽油的体积V＝25 L＝0.025 m3，
汽油的质量
m＝ρV＝0.8×103 kg/m3×0.025 m3＝20 kg，
汽油完全燃烧放出的热量
Q＝qm＝4.5×107 J/kg×20 kg＝9×108 J。
答：汽油完全燃烧放出的热量为9×108 J。
（3）若汽车发动机全程的平均功率为25 kW，求汽车发动机的效率。
(3)汽车全程所做的有用功
W＝Pt＝25×103 W×4×3 600 s＝3.6×108 J，
则汽车发动机的效率
η＝ ×100%＝40%。
答：汽车发动机的效率为40%。
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12．3 物质的比热容
第1课时 比热容及其应用
2
随堂检测
1
课堂导学
探究水和砂石的吸热、放热性能（实验突破）
1．阅读上册教材P33～P34的内容，观察“活动”的实验现象，比较水和砂石的吸热、放热性能。
（1）实验前，按 .
（选填“自上而下”或“自下而上”）的
顺序组装器材。
（2）实验器材有两个完全相同的烧杯、温度计、酒精灯、铁架台、陶土网、搅拌棒，还需要的测量工具是 和 。
自下而上
秒表
天平
（3）本实验用 来反映水和砂石吸收热量的多少，这里应用到的实验方法是 。
（4）加热时需要搅拌水和砂石，目的是 。
（5）比较物质的吸热性能有两种方法：
①相同 的水和砂石，吸收相同的热量，比较水和砂石________________；
②相同质量的水和砂石，升高相同的温度，比较水和砂石
。
这里都采用的实验方法是 。
加热时间的长短
转换法
使物质受热均匀
质量
升高的温度
加热时间的长短
控制变量法
（6）图乙是小林做实验时根据实验数据作出的图像（水和砂石的质量均为100 g，且加热装置相同）。要将水和砂石加热到相同的温度，加热 需要更长的时间。
（7）结论：质量相等的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量一般 ；
质量相同的不同物质，在吸收相同的
热量时，升高的温度一般 。
不同
水
不同
用相同的加热装置分别对质量相同的三种不同物质a、b、c加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图所示，不计热量损失。以下分析正确的是（ ）
A．t1～t2时间内，a吸收的热量最少
B．t2～t3时间内，a的内能不变
C．b的吸热性能强于c
D．升高相同的温度，c吸收的热量最多
D
在探究不同物质吸热升温的现象时，将质量相等的不同物质a、b分别装入相同的易拉罐中，用相同的热源和方法加热，则单位时间内a和b吸收的热量 ；如图所示，这是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像，其中物质 的吸热性能较强。
b
相同
认识比热容
阅读上册教材P35～P36的内容，认识物质的比热容。
2．物体温度升高时吸收的热量，不仅跟 及 . 有关，还跟 有关。
升高的温度
物体质量
物质的种类
3．单位质量的某种物质温度降低1 ℃所放出的热量和它温度升高1 ℃所吸收的热量 。在物理学中，用 表示物质的吸热、放热性能，比热容的大小在数值上等于 的某种物质，温度升高（或降低） 所吸收（或放出）的 。比热容用符号
表示，单位是 。如质量为m的某种物质，温度从t1升高到t2时，吸收的热量为Q，那么这种物质的比热容就是 。
4．比热容是物质的一种 ，不同物质的比热容一般 ，同种物质在不同状态时的比热容 （后两空均选填“相同”或“不同”）。
比热容
相等
单位质量/1 kg
1 ℃
c
热量
J/(kg·℃)
属性
不同
不同
已知水、煤油、砂石的比热容分别是c水＝4.2×103 J/（kg· ℃）、
c煤油＝2.1×103 J/（kg· ℃）、c砂石＝0.92×103 J/（kg· ℃）。下列说法正确的是（ ）
A．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小
B．水和砂石放出相同热量，水的温度降低得较多
C．水的比热容表示水的温度升高1 ℃吸收的热量是4.2×103 J
D．质量相等的水和煤油吸收相同热量，煤油温度升高得较多
D
已知水的比热容是4.2×103 J/（kg· ℃），冰的比热容是2.1×103 J/（kg· ℃）。下列说法正确的是（ ）
A．物质的比热容与物质的状态无关
B．200 g冰的比热容与100 g水的比热容相等
C．一杯水倒去一部分，比热容减小
D．1 kg的水和冰降低相同的温度，水放出的热量多
D
比热容是物质的一种属性，只与物质的种类和状态有关，与其他因素无关。同一种物质，比热容的大小与状态有关，如水的比热容与冰的比热容不同。
比热容的应用
阅读上册教材P35～P36的内容，认识水的比热容的应用。
5．在日常生活中，可以用水来取暖或降温，因为常见的物质中，水的比热容较 。
大
水具有比热容较大的特点。下列应用及现象与此特点无关的是
（选填字母）。
A．北方的冬天，室内暖气设备用热水供暖
B．沿海地区的昼夜温差比内陆地区小
C．炎热的夏天，在地面上洒水，感觉很凉爽
D．夜间，在秧田里灌水保温
E．空调房间里放盆水可以增加湿度
F．暖手宝里用水作为保温物质
G．汽车发动机用水作为冷却液
H．人中暑时，在额头上擦冷水降温
CEH
许多城市为了整治城市环境，大力建设湿地公园来调节气温，这是因为水的比热容 （选填“较大”或“较小”）；水和水泥相比，在吸收或放出相等的热量时，水的温度变化比水泥 . （选填“快”或“慢”）。
水的比热容较大，相同质量的水和其他物质比较，吸收或放出相同的热量时，水的温度变化慢，即在相同时间内水的温度变化小。
慢
较大
1．以下过程不发生物态变化，初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低，那么初温相同的甲、乙放出相同热量（ ）
A．甲的末温比乙的低，但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B．甲的末温比乙的高，但无法判断甲、乙比热容哪一个大
C．甲的末温比乙的高，且可以判断甲、乙比热容哪一个大
D．无法判断甲、乙的末温哪一个高，且无法判断甲、乙比热容哪一个大
B
2．在生产和生活中，常见到“水的比热容较大”这一特性的应用情景。以下实例中与这一特性无关的是（ ）
A．冬天，暖水袋中充热水取暖
B．夏天，地上洒水会感觉更凉爽
C．汽车发动机用水作冷却液
D．夜间遇寒潮时，在秧田里灌水以防秧苗受冻
B
3．北方楼房中的暖气用水作介质，利用了水
的特性。右图是同一纬度某一沿海城市和某一内陆城市的年气温变化曲线，表示内陆城市一年气温变化的曲线是
（选填“A”或“B”）。
比热容较大
B
4．运用所学知识解决问题。
（1）小明到海水浴场玩，他光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚。当身体进入水中时，他觉得水比较凉，这是因为水的 ；海水和沙子相比，在同样受热时，沙子的温度变化比海水 。
比热容较大
大
（2）水的比热容为4.2×103 J/（kg· ℃），煤油的比热容为2.1×103 J/（kg· ℃）。在实验室中用完全相同的两个试管分别装上 相等的煤油和水，用相同热源对试管均匀加热。以下图像正确的是
（选填字母）。
A B C D
D
质量
（3）为落实《农村义务教育学生营养改善计划》，学校实施学生营养餐进校园，右图是某学校免费为学生提供的牛奶，若牛奶的密度为1.02×103 kg/m3，则该牛奶的质量为 kg；牛奶喝掉一半，剩余牛奶的比热容
（选填“变大” “变小”或“不变”）。
0.204
不变
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12．1 内能
2
随堂检测
1
课堂导学
物体的内能
阅读上册教材P23的内容，观察现象，了解什么是内能及其影响因素。
1. 回顾分子动理论的初步知识。
（1）物体内分子在不停地 。
（2）分子间存在着 。
做无规则运动
相互作用力
2．分子是运动的，所以分子具有 ；分子间存在相互作用力，所以分子间又具有 。在物理学中，把物体内所有
与 的总和叫做物体的内能。
3．一切物体都 内能，内能的单位是 。
4．一般来说，同一物体的温度越 ，表明分子的无规则运动越 ，物体的内能就越多。对于温度相同的同种物质，质量越 ，内能就越多。
分子势能
动能
势能
分子动能
具有
焦耳
高
大
剧烈
仔细观察右图中甲、乙、丙三杯水，下列说法正确的是（ ）
A.甲杯中水的内能最大
B．乙杯中水的内能最大
C．丙杯中水的内能最大
D．乙、丙杯中水的内能一样大
C
关于内能，下列说法正确的是（ ）
A．物体的机械能增加，它的内能一定增加
B．0 ℃的水内能为零
C．物体的机械能为零，它的内能一定不为零
D．温度高的物体，其内能一定大
C
1．一切物体在任何状态下都具有内能，物体的内能不可能为零，但物体的机械能可以为零。
2．物体的机械能和它的内能没有任何关系。
3．物体的内能与物体的温度、质量等有关。
做功改变物体的内能
阅读上册教材P24的内容，观察“活动1”的实验现象，理解做功改变内能的方式。
5．做功可以改变物体的内能：对物体做功，物体的温度升高，物体的内能会 。物体对外做功，物体的温度降低，物体的内能会 。做功改变内能的实质是 。
增加
减少
能量的转化
下列生活实例中，通过做功改变物体内能的是（ ）
A．冬天用暖气供热，使房屋暖和
B．用天然气烧水，使水沸腾
C．海鲜放在冰上，为海鲜降温
D．天冷时两手相互摩擦，手的温度升高
D
【文化素养】右图是古时候人们锻造铁器的关键几步：加热——将铁料放入炉膛，使其充分受热、软化；锻打——将加热后的铁料夹到铁墩上，不断翻动铁料反复举锤敲打成型；淬火——将锻打好的铁件放入凉水中冷却。其中属于通过做功
的方式改变物体内能的步骤是（ ）
A．加热 B．锻打
C．淬火 D．三步都是
B
做功可以使内能与机械能之间进行转化：对物体做功，物体内能会增加；物体对外做功，物体内能会减少。
热传递改变物体的内能
阅读上册教材P25的内容，观察“活动2”中的实验现象，理解热传递改变内能的方式。
6．用热传递的方式来改变物体的内能，就是 . 转移到 ，或者是内能从同一物体的 . 转移到 。
7．盛夏，人们为了驱暑，有时将西瓜放在冰水中进行冰镇，这是通过
的方法改变了西瓜的内能；西瓜具有内能，冰冷的冰块
（选填“具有”或“不具有”）内能。
一个物体的一部分内能
另一个物体
高温部分
低温部分
热传递
具有
小铁块的温度为80 ℃，大铁块的温度为40 ℃，现将两个铁块接触，过了一会儿，两个铁块的温度都为50 ℃，忽略环境温度对铁块的影响，则（ ）
A.小铁块的分子运动越来越剧烈
B．大铁块把一部分内能传递给了小铁块
C．小铁块的内能不断减小
D．当温度都为50 ℃时，两个铁块的内能相等
C
如图所示，小洋购买了一个恒温杯垫给饮品加热。当杯和杯垫热传递停止时，说明它俩具有相同的（ ）
A．温度 B．机械能
C．质量 D．内能
A
用热传递的方式改变物体的内能时，就是一个物体的一部分内能转移到另一个物体，或者是内能从同一物体的高温部分转移到低温部分。热传递的唯一条件是温度差，而非内能差。
1．下列关于内能的说法正确的是（ ）
A.同一个物体的温度越高，内能就越大
B．一个物体的内能增大一定是外界对它做了功
C．质量相等的0 ℃冰和0 ℃水的内能相同
D．一个物体的机械能越大，内能就越大
A
【主题情境】内能在我们生活的方方面面都发挥着重要作用，从保暖防寒到烹饪美食，从能源利用到工业生产，处处都有内能的身影。回答2～4题。
2．将铁丝弯折十余次，弯折处的温度会升高。下列改变内能的方式与此不同的是（ ）
A.烧水时水温升高 B.搓手取暖 C.压缩气体 D.钻木取火
A
3.“火锅”一词始见于唐代杜佑撰写的《通典》一书，清代火锅的烹食方法与现今非常相似。下列关于火锅的相关说法错误的是（ ）
A．刚出锅的食材热得烫嘴，“热”表示的是温度高
B．随着火锅汤的温度升高，其内能增加
C．对沸腾的火锅汤继续加热，其内能保持不变
D．食材被烫热，是通过热传递的方式改变内能
C
4．下列实例中哪些物体的内能发生了变化？如果发生了变化，请按其改变的方式进行分类。
A．围坐在火炉边的人感觉暖和
B．一杯热水放了一段时间后变冷了一些
C．用铁锤锻打工件，工件变热 D．拉开的弓将箭射出
E．锯条锯木头时，锯条发烫 F．双手摩擦取暖
G．用力将石块抛出 H．钻木取火
I．铁锅在炉火上被烧红 J．对着冰冷的双手呵气给手取暖
利用做功方式改变内能的实例是 ；
利用热传递方式改变内能的实例是 （均选填字母）。
CEFH
ABIJ
5．如图所示，试管中的水变热，这是通过 的方法改变了水的内能；水蒸气把塞子推出，发生的能量转化是 ，.
之后水蒸气的内能将会 （选填“变大” “不变”或“变小”）。
热传递
内能转化为机械能
变小
感谢聆听
