(共50张PPT)
第十二章 内能与热机
12.3 物质的比热容
第1课时 探究物质的吸热能力、比热容的概念
情境导入 课标要求
巽寮湾位于大亚湾的东部，水奇清、沙奇白，被誉为“绿色翡翠”和“天赐白金堤”.晴朗的夏日去巽寮湾游泳，感到沙子烫脚，但海水却很凉爽，这是为什么呢？ 1.通过实验，了解比热容.
2.能运用比热容说明简单的自然现象.
3.能运用比热容说明为什么沙漠中的昼夜温差比海边的大.
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1.比较不同物质的吸热能力：如图所示是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置.
(1)需要用 托盘天平 测量相等质量的食用油和水，测量加热时间用到的器材是 停表 ，测量升高的温度用到的器材是 温度计 .
托盘天平
停表
温度计
(2)用相同的电加热器加热相同时间后，食用油和水吸收的热量 相同 ，温度的变化量 不同 .水的温度变化量小，说明水的吸热能力 强 .
(3)实验中用到的探究方法是 控制变量法 和 转换法 .
相同
不同
强
控制变量法
转换法
2.比热容
(1)物理意义：反映物质吸热或放热能力的大小.
(2)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.比热容用符号 c 表示.
(3)单位： 焦每千克摄氏度 ，符号是 J/(kg·℃) .
一定质量
质量
升高的温度
c
焦每千克摄氏度
J/(kg·℃)
(4)常见物质中水的比热容最大，为 4.2×103 J/(kg·℃) ，其物理意义是 质量为1 kg 的水，温度升高(或降低)1 ℃时吸收(或放出)的热量为4.2×103 J .
(5)水的比热容较 大 的应用：通常情况下，与同等质量的其他物质构成的物体相比，升高或降低相同温度，水吸收或放出的热量较 多 (填“多”或“少”).例如：取暖、散热、调节气候等.
4.2×103 J/(kg·℃)
质量为1 kg 的水，温度升高(或降低)1 ℃时吸收(或放出)的热量为4.2×103 J
大
多
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探究“比较水和煤油吸热能力”的实验中，采用如图所示加热装置.
比较不同物质的吸热能力
质量m 相同 加热时间/min 0 1 2 3 4 5
水的温度/℃ 20 26 31 36 41 45
煤油的温度/℃ 20 33 45 56 66 75
(1)除图中所显示的实验器材外，本实验还需的测量器材有
秒表和天平 .
(2)加热过程中，水和煤油吸热的多少是通过 加热的时间 来反映的.
(3)实验记录的数据如上表所示.
①分析表中的数据，得到的结论是 水的吸热能力大于煤油的吸热能力 .
②得到该结论的理由是 质量相同的水和煤油吸收相同的热量，水升温慢 .
秒表和天平
加热的时间
水的吸热能力大于煤油的吸热能力
质量相同的水和煤油吸收相同的热量，水升温慢
1.比较物质吸热本领强弱的方法：相同条件下，升温大的吸热本领弱，吸收热量多的吸热本领强.
2.控制变量法的应用：探究某个因素对物质吸收热量多少有关时，应保持其他因素不变.
3.转化法的应用：物体吸热的多少可以通过加热时间长短来反映.
4.比热容反映了不同物质吸热本领的强弱，吸(放)热本领越强的物质，相同条件下升(降)温越少.
3.〔探究多思〕某班同学利用如图所示的实验装置探究水和食用油的吸热能力.
(1)实验步骤：①取 质量 相同的水和食用油分别倒入两个烧杯中，按右图组装实验器材.
②观察并记录加热前两液体的初温t0，预先设定好加热的末温t1.
③分别给两液体加热，并记下加热 时间 .
质量
时间
④将实验数据填写在下面的表格中.
液体 名称 液体质 量m/g 液体初温 t0/℃ 液体末温 t1/℃ 加热时间 t/min 液体 名称 液体质 量m/g 液体初温 t0/℃ 液体末温 t1/℃ 加热时间
t/min
水 200 20 30 4 水 200 20 30 4
食用油 200 20 30 2 食用油 200 20 40 4
⑤实验结束后整理好实验器材.
(2)讨论：①实验中用到研究物理问题的方法有 控制变量 法和 转换 法.
②用 加热时间 来表示水和食用油吸收热量的多少.
③ 水 的吸热本领更强.
(3)结论：①不同物质，在质量相等、升高温度相同时，吸收的热量 不同 (填“相同”或“不同”)；② 不同物质，在质量相等、吸收相同热量时，升高的温度不同 .
控制变量
转换
加热时间
水
不同
不同物质，在质量相等、吸收相同热量时，升高的温度不同
下列说法正确的是( )
A.物体温度越高，比热容越大
B.物体的质量越大，比热容越小
C.物体吸收的热量越多，比热容越大
D.比热容是物体自身的性质
比热容
D
4.水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，将2 kg的水倒掉一部分，剩下的水的比热容 不变 (填“变大”“变小”或“不变”)；水结冰后它的比热容将 改变 (填“改变”或“不变”).
不变
改变
在生产和生活中，常见到“水的比热容大”这种特性的应用情景，以下事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.汽车发动机用水做冷却液
D.夜间遇寒潮时，在秧田里灌水以防秧苗受冻
不同物质比热容的应用
B
5.课后延时服务推出后，在学校用餐的师生增加了.如图，值日老师往保温饭盒下层注入热水，温热上层不锈钢餐盘内的饭菜.用热水温热饭菜是因为水的( )
A.凝固点低 B.沸点高
C.密度小 D.比热容大
D
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【基础评价】
6.夏日午后，湖边的沙子热得烫脚，而湖水却很清凉；傍晚日落，沙子凉了，湖水却暖暖的.这主要是因为水和沙子具有不同的( )
A.密度 B.内能
C.比热容 D.热量
C
7.一定质量的冰熔化成水的过程中，下列判断正确的是( )
A.比热容不变，内能变大
B.内能不变，温度不变
C.比热容不变，温度不变
D.比热容变大，内能变大
D
8.炎热的夏天，我们经常去沙滩避暑，当我们在烈日当空的湖边行走时，发现岸边的沙滩很烫脚而湖水却比较凉，其主要原因是( )
A.水吸收热量少
B.沙子的吸热能力强，因此沙子升温快
C.这是错觉，实际上沙子和水的温度相同
D.水的比热容大，因此水升温慢
D
9.用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系图像如图所示，下列说法正确的是( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.乙液体的比热容大于甲液体的比热容
C.升高相同的温度，甲液体的加热时间比较长
D.加热相同的时间，甲液体升高的温度小于乙液体
B
10.如图所示，在探究水和沙子升温吸热能力的实验中，下列做法不必要的是( )
A.要控制水和沙子的质量相同
B.要控制水和沙子的体积相同
C.要用计时器隔一定时间记录温度
D.加热过程中要不停地搅拌
B
【素养实践】
11.社会实践活动中，同学们制作美味的糖炒板栗.如图所示，在炒板栗时往锅中放入一些细小的砂石，这是因为砂石的 比热容 小，升温快；且细小的砂石与板栗充分接触，主要通过 热传递 的方式使板栗内能增加；炒好的板栗香气四溢，这是 扩散 现象.
比热容
热传递
扩散
12.如图是某沿海城市和内陆城市在同一天的气温变化曲线，沿海城市气温变化对应的曲线是 B (填“A”或“B”)，这是由于水的比热容 大于 (填“大于”或“小于”)砂石的比热容，吸收相同热量后砂石的温度变化较 大 (填“大”或“小”).
B
大于
大
第十二章 内能与热机
12.3 物质的比热容
第2课时 热量的计算
情境导入 课标要求
生活中为了快速得到温水，我们经常将冷水和热水兑在一起.你能准确地计算出温水的温度吗？ 1.能利用热量公式进行计算.
2.培养学生解决问题的能力.
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1.物体吸收热量的计算
(1)水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃) ，意义：质量为1 kg的水，温度升高(或降低)1 ℃吸收(或放出)的热量是4.2×103 J，即4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×1 ℃=4.2×103 J.
(2)如果比热容用c表示，质量用m表示，初温用t初表示，末温用t末表示，物体吸收的热量用Q吸表示，则物体吸热计算公式可以表示为Q吸=
cm(t .如果物体升高的温度用Δt表示，则Q吸= cmΔt .
4.2×103 J/(kg·℃)
cm(t末-t初)
cmΔt
2.物体放出热量的计算：物体放热可通过Q放= cm(t ) 计算.如果物体温度降低了Δt，则放出的热量为Q放= cmΔt .
cm(t初-t末)
cmΔt
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(1)热量的计算
煤油的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)，质量为5 kg的煤油，温度从20 ℃升高到40 ℃，内能改变了多少？
解：煤油吸收的热量为Q吸=c煤油m煤油Δt=2.1×103 J/(kg·℃)×5 kg×(40-20) ℃=2.1×105 J.
热量的计算
1.常见温度的叙述：温度“升高”或“升高了”指的是温差Δt，温度“升高到”指的是末温t末.
2.热量变化的叙述：“内能改变多少”可以表述为“吸收(或放出)了多少热量”.
易错：混淆“升高了”和“升高到”的物理意义.
3.甲、乙两个烧杯，甲杯里装有100 g、10 ℃的水，加热后水的温度升高到60 ℃，吸收的热量是 2.1×104 J；乙杯中装有200 g、20 ℃的水，加热后水的温度升高40 ℃，则Q吸甲 < (填“>”“<”或“=”)Q吸乙.
2.1×104
<
(2)热量公式的变形
有一根烧红的铁钉，质量为3 g，放出276 J的热量后，温度降低到300 ℃，则铁钉的初温为 500 ℃.［c铁=0.46×103 J/(kg·℃)］
500
4.在1个标准大气压下2.1×107 J的热量完全被质量为100 kg、初温为60 ℃的水吸收，能使这些水的温度升高到多少？
解：根据Q吸=cmΔt可得水最多升高的温度为Δt==50 ℃，
初温为60 ℃的水最多升高到的末温为t=t0+Δt=60 ℃+50 ℃=110 ℃>100 ℃.
故在1个标准大气压下水温度最多升高到100 ℃.
有一根烧红的铁钉，温度是800 ℃，质量是1.5 g，将它投入某种液体中，该液体的初温是10 ℃，质量是26 g，液体的温度达到20 ℃后不再升高.不考虑周围环境的影响和热损失，铁的比热容为0.46×103 J/(kg·℃).计算：
(1)铁钉放出的热量；
解：铁钉放出的热量为Q放=cmΔt=0.46×103 J/(kg·℃)×1.5×10-3 kg×(800 ℃-20 ℃)=538.2 J.
利用热平衡方程解决问题
(2)该液体的比热容.
由题知Q吸=Q放=538.2 J，所以c液==2.07×103 J/(kg·℃).
两个温度不同的物体放在一起，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，当两个物体温度相同时，如果没有热量损失，则有Q放=Q吸，称为热平衡方程.在热量计算题中，常采用此等式.
5.已知煤油的比热容是2.1×103 J/(kg·℃)，煤油吸收了4.2×104 J的热量，温度升高了20 ℃.问：
(1)煤油的质量为多少？
解：煤油的质量为m煤油= kg=1 kg.
(2)若这些热量被10 kg的铜块吸收，则铜块升高的温度是多少？［c铜=0.4×103 J/(kg·℃)］
铜块升高的温度为Δt铜= ℃=10.5 ℃.
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【基础评价】
6.对于公式c=，下列理解正确的是( )
A.物质的比热容与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化有关
B.比热容是物质的特性，与Q、m、Δt无关，但可以用c=计算
C.由公式可知：质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收热量多的比热容小
D.比热容表示物质的吸热能力，吸热能力越强，c越小
B
7.一杯水，温度由30 ℃加热到50 ℃时吸收的热量为Q1，再由50 ℃加热到70 ℃时吸收的热量为Q2，Q1与Q2的大小关系为( )
A.Q1>Q2 B.Q1=Q2
C.Q1B
8.母亲节这天，小明同学为妈妈炖了一碗排骨汤，将装汤的碗放在有5 kg水的盆子中降温.小明用水降温主要是利用了水的 比热容 大，过了一会儿，水温由15 ℃升高到20 ℃，水吸收的热量为 1.05×105 J.［c水=4.2×103 J/(kg·℃)］
比热容
1.05×105
【素养实践】
9.关于下图表述正确的是( )
A.1 kg酒精的比热容比10 kg煤油的比热容小
B.10 kg酒精的热值比1 kg煤油的热值大
C.1 kg酒精完全燃烧放出3×107 J热量
D.每千克的单价一样时，用酒精作燃料更加经济
C
10.用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失)，如图是A和B的温度随加热时间变化的图像，请根据图像回答下列问题.
(1)都加热相同时间，A吸收的热量 等于 (填“大于”“小于”或“等于”)B吸收的热量.
(2)A的比热容与B的比热容之比是 1∶2 .
(3)A和B升高相同的温度，A吸收热量 小于 (填“大于”“小于”或“等于”)B吸收热量.
等于
1∶2
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第十二章 内能与热机
12.2 热量与热值
情境导入 课标要求
如果让你来蒸馒头，你选择无烟煤还是液化石油气做燃料？你这样选择的目的是什么呢？ 1.了解热量.
2.从能量转化的角度认识燃料的热值.
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1.热量：把物体在热传递过程中 内能 改变的多少叫做热量.当仅有热传递时，物体吸热时内能会 增加 ，放热时内能会 减少 .
2.燃料：能够燃烧并且在燃烧时放出光和热的物质.按照物质的 状态 可以分为固态燃料、液态燃料和气态燃料.
燃料燃烧时能量转化：将 化学 能转化为 内 能.
3.燃料的热值：某种燃料完全燃烧时所放出的 热量 与燃料 质量 之比叫这种燃料的热值，用符号 q 表示，单位： J/kg 或J/m3(气体).
内能
增加
减少
状态
化学
内
热量
质量
q
J/kg
4.影响热值因素：只与燃料的 种类 有关.
5.热值计算公式： q= 或q=(气体).
种类
q=
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关于温度、内能和热量，下列说法正确的是( )
A.温度越高的物体所含的热量越多
B.物体温度为0 ℃时内能为零
C.物体温度升高，可能是从外界吸收了热量
D.热量可以自动地从内能低的物体转移到内能高的物体
热量
C
【解析】热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，热量不是状态量，不能说含有或者具有热量，A错误；物体的温度为0 ℃时，物体内部的分子仍然在做无规则运动，其内能不为零，B错误；物体的温度升高，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界对它做了功，C正确；内能是物体内所有分子动能和分子势能的总和，主要与物体的质量、温度有关，当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递.热传递时，能量从高温处转移到低温处，直至温度相同，所以热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体，D错误.
6.如图所示，将冰块放在室温下，冰块正在不断熔化，关于此过程的认识，下列说法正确的是( )
A.冰块的温度不变，其内能不变
B.空气和冰块之间在进行热传递
C.冰块的温度升高，所含的热量增加
D.冰块改变内能的方式与钻木取火是相同的
B
关于燃料的热值，以下说法中正确的是( )
A.燃料燃烧时，质量越大，热值越大
B.燃烧1kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值
C.燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
燃料的热值及其计算
C
1.热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、形态、燃烧程度(是否完全燃烧)没有关系.
2.热值单位：(1)固体和液体用J/kg；(2)气体用J/m3(标准状态下).
3.放热计算公式
(1)固体和液体燃烧：Q放=qm；(2)标准状态下的气体燃烧：Q放=qV.
4.燃料质量和体积计算公式：质量m=，体积V=.
易错：(1)公式只适用于完全燃烧时；(2)质量、体积的单位必须用kg或m3.
7.已知煤气的热值是4.0×107J/kg，密度是0.6kg/m3，15m3的煤气完全燃烧所放出的热量是多少？
解：由ρ=得煤气的质量为m=ρV=0.6kg/m3×15m3=9kg，
15m3的煤气完全燃烧放出的热量为Q放=mq=9kg×4.0×107J/kg=3.6×108J.
小明学习了燃料的热值后，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，实验结果记录见下表：
探究燃料热值的大小关系
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)在安装、调整实验器材时，应该按照 自下而上 (填“自下而上”或“自上而下”)的顺序.
(2)为了保证实验结论的可靠，实验时应控制燃料的 质量 相同、水的 初温 和水的 质量 相同，这体现了 控制变量法 的实验方法.
(3)实验中，由于燃料燃烧放出的热量 不能 (填“能”或“不能”)直接测得，小明通过 温度计升高的示数 (填“燃料燃烧的时间”或“温度计升高的示数”)来表示燃料燃烧放出的热量，这里采用了 转换法 的实验方法.
(4)由表中记录数据可知，热值较大的是 煤油 (填“煤油”或“菜籽油”).
自下而上
质量
初温
质量
控制变量法
不能
温度计升高的示数
转换法
煤油
8.发射火箭时，常用液氢作为燃料，这是因为氢的 热值 较大.酒精的热值是3.0×107J/kg，酒精灯里装有20g酒精，若燃烧掉一半，放出的热量是 3.0×105 J，剩余部分酒精的热值是 3.0×107 J/kg.
热值
3.0×105
3.0×107
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【基础评价】
9.下列说法中正确的是( )
A.物体温度高时比温度低时含有的热量多
B.温度从温度高的物体向温度低的物体传递
C.热量从温度高的物体向温度低的物体传递
D.热量从热量多的物体向热量少的物体传递
C
10.关于温度、内能、热量三者的关系，下列说法中正确的是( )
A.物体吸收热量，温度一定升高
B.物体温度升高，一定是吸收了热量
C.物体温度不变，就没有吸收热量
D.物体温度降低，可能是物体对外做功
D
11.由热值的定义可知，热值q=，式中m是燃料的质量，Q是燃料完全燃烧放出的热量，那么( )
A.热值的大小与Q成正比
B.热值的大小与m成反比
C.煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤所放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D.热值的大小与Q、m都无关，由燃料的种类决定
D
12.在日常生活中，我们经常用“热”字，但它们的含义往往不同.例如“今天的天气很热”，这里的“热”字表示的是 温度 ；“摩擦生热”，这里的“热”字表示的是 内能 ；“物体吸热升温”，这里的“热”字表示的是 热量 .(均填“内能”“热量”或“温度”)
温度
内能
热量
13.煤油的热值为4.6×107J/kg，1kg的煤油当它燃烧不充分时，热值 不变 ，若这1kg的煤油倒掉一半，热值 不变 (前两空均填“变大”“变小”或“不变”)，酒精的热值为3.0×107J/kg，当它们放出相同的热量时，完全燃烧 酒精 的质量更多.
不变
不变
酒精
14.某车以恒定不变的速度在一段平直公路上匀速行驶了一段路程，消耗汽油2L，假设汽油完全燃烧，已知ρ汽油=0.71×103kg/m3，q汽油=4.6×107J/kg，求出该车行驶这段路程过程中汽油完全燃烧所放出的热量.
解：由ρ=得，完全燃烧的汽油的质量为m=ρ汽油V=0.71×103kg/m3×2×10-3m3=1.42kg，
放出的热量为Q放=q汽油m=4.6×107J/kg×1.42kg≈6.53×107J.
【素养实践】
15.艾灸是中华医学的瑰宝，利用艾条燃烧产生的热量刺激人体穴位，能够达到防病治病的目的.如图，点燃艾条时，有浓浓的艾香味是 扩散 现象.艾灸过程中是通过 热传递 的方式改变人体内能，若一根质量为0.05kg的艾条完全燃烧能放出1.4×106J的热量，则该艾条的热值为 2.8×107 J/kg.
扩散
热传递
2.8×107
16.(2024年东莞期中)如图所示是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图，从图中可看出A燃料的热值 大于 (填“大于”“小于”或“等于”)B燃料的热值，若要放出相等的热量，则需完全燃烧的燃料A质量 小于 B的质量；完全燃烧0.2kg的焦炭，放出的热量是 6×106 J.(焦炭的热值q=3.0×107J/kg)
大于
小于
6×106 (共38张PPT)
第十二章 内能与热机
12.4 热机与社会发展
第1课时 热机
情境导入 课标要求
2025年4月24日，长征二号F遥二十运载火箭成功将神舟二十号载人飞船送上太空，与中国空间站对接，发射任务取得圆满成功.火箭正在升空时的动力来源于什么？ 了解热机的工作原理.知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义.
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1.热机：把 内能 转化为 机械能 的机器.常见的热机有 汽油机 和 柴油机 .
2.汽油机结构：如图所示，写出汽油机各部分的名称.
① 气缸 ② 火花塞
③ 进气门 ④ 排气门
⑤ 活塞 ⑥ 连杆
⑦ 曲轴 ⑧ 飞轮
3.冲程： 活塞在往复运动中从运动到另一端 叫做一个冲程.
内能
机械能
汽油机
柴油机
气缸
火花塞
进气门
排气门
活塞
连杆
曲轴
飞轮
活塞在往复运动中从气缸的一端运动到另一端
4.汽油机的冲程：汽油机有四个冲程，分别为 吸气 冲程、 压缩 冲程、 做功 冲程、 排气 冲程.其中提供动力的冲程为 做功 冲程，该冲程将 内 能转化为 机械 能；压缩冲程将 机械 能转化为 内 能.
5.柴油机：如图所示，柴油机顶端有 喷油嘴 ，吸气冲程吸入 空气 .柴油机一个工作循环同样有四个冲程.
吸气
压缩
做功
排气
做功
内
机械
机械
内
喷油嘴
空气
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随着科技的发展，机械走进人们的生活，为人们的生产生活带来了方便.下列常用机械中属于热机的是( )
A.汽车发动机 B.洗衣机
C.自行车 D.滑轮组
热机
A
6.在热机工作过程中，能量的转化过程是( )
A.内能→化学能→机械能
B.化学能→内能→机械能
C.化学能→机械能→内能
D.化学能→机械能→化学能
B
如图所示为某单缸四冲程内燃机工作示意图，下列说法中正确的是
( )
A.一个完整工作循环的顺序是丁、甲、乙、丙
B.丙冲程是依靠飞轮的惯性完成的
C.乙冲程中活塞向上运动排出废气
D.甲冲程发生的能量转化是内能转化为机械能
汽油机
C
7.如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图，该冲程是
压缩 冲程.若该汽油机1 s内对外做功15次，则汽油机的飞轮速度为 1 800 r/min.
【解析】图中的进气门和排气门关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程.四冲程汽油机在1 s内对外做功15次，则汽油机1 min内做功900次，由于汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以汽油机的飞轮1 min内转1 800次，即该汽油机工作时飞轮的转速为1 800 r/min.
压缩
1 800
如图是热机的结构，下列说法正确的是( )
A.这是汽油机的结构图
B.做功冲程是把机械能转化为内能
C.排气冲程中，没有能的转化
D.做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的
柴油机
C
8.柴油机在吸气冲程中吸入气缸内的是( )
A.空气
B.柴油
C.雾状的柴油
D.空气和雾状柴油的混合物
A
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【基础评价】
9.关于汽油机和柴油机，下列说法正确的是( )
A.汽油机的顶部有喷油嘴
B.通常情况下，柴油机的效率较高
C.汽油机在吸气冲程中吸入空气
D.柴油机采用的是点燃式点火
B
10.关于如图所示的实验，下列说法错误的是( )
A.这个实验说明物体内能可用来对外做功
B.对木塞做功的过程中水蒸气的内能增加
C.此过程中蒸汽的内能转化为木塞的机械能
D.这个实验基本反映出了热机的工作原理
B
11.如图所示为内燃机的两个冲程，顶端有火花塞的是 汽油机 (填“汽油机”或“柴油机”)，其中机械能转化为内能的是图 甲 ，内能转化为机械能的是图 乙 .
汽油机
甲
乙
12.一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为3 600r/min，则该汽油机每秒对外做功 30 次，活塞往复 60 次.如图所示的汽油机冲程中燃气的内能 增加 (填“增加”“减少”或“不变”).
30
60
增加
【素养实践】
13.希希同学在某次展会上看到如图甲所示的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来.她研究后发现热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为 内能转化为机械能 .爱学习的她联想到这与课堂上老师所做的图乙实验原理 相同 (填“相同”或“不相同”)，同时与四冲程汽油机的 做功 冲程相同.
内能转化为机械能
相同
做功
14.如图是航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒内达到起飞速度.气缸内蒸汽体积膨胀，推动活塞对外做功，这与热机 做功 冲程工作原理相似.牵引索与蒸汽活塞连接的两个定滑轮能改变 力的方向 ，使舰载机获得巨大的牵引力从而被弹射起飞.
做功
力的方向
第十二章 内能与热机
12.4 热机与社会发展
第2课时 热机效率与环境保护
情境导入 课标要求
晴空万里和雾霾笼罩，为什么同一座城市会出现两种截然不同的天气？雾霾的主要来源之一是什么？汽车发动机(热机)为人类提供便利的同时，为何会污染环境？它的能量都去哪了？ 1.了解热机对社会发展所起的作用和对环境的影响.
2.从能量的转化和转移的角度认识效率.
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1.热机效率：用来做 有用功 的能量与燃料完全燃烧放出的能量 .
2.计算公式：η= ×100% .
3.提高热机效率的途径：(1)使燃料 完全 燃烧；(2)保证良好 润滑 ，减小机械摩擦；(3)采用先进技术，改变机械结构；(4)减少各种 热量 损失.
有用功
之比
η= ×100%
完全
润滑
热量
4.节能减排与环境保护的一些措施：出台严格的汽车尾气排放标准；不断提高汽油、柴油的 品质 ；研究新技术、新材料和新工艺在热机上的应用；研发新型汽车等.
品质
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汽车发动机一般是汽油机，汽油的热值为4.6×107 J/kg，若某内燃机的能量流向如图所示，则该汽油机的效率为 30% .
热机的效率
30%
1.影响燃料利用率的因素：(1)未完全燃烧；(2)废气带走的热量；(3)容器、炉具、周围空气等吸收的热量.
2.热机效率：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比.
计算公式：η=×100%.
5.“卡路里”是热量的另一个单位，简称“卡”.1卡是这样规定的：在1个标准大气压下，质量为1 g的水，温度每升高1 ℃所需要吸收的热量.一辆汽车消耗0.75 kg汽油做的有用功是2.5×106卡，求：［已知q汽=4×107 J/kg，c水=4.2×103 J/(kg·℃)］
(1)1卡的热量表示多少焦耳；
解：在1个标准大气压下，质量为1 g的水，温度每升高1 ℃所需要吸收的热量为1卡=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1×10-3 kg×1 ℃=4.2 J.
(2)完全燃烧0.75 kg汽油放出的热量；
完全燃烧0.75 kg汽油能放出的热量为Q放=m'q=0.75 kg×4×107 J/kg=3×107 J.
(3)该汽车发动机的效率.
有用功是W有用=2.5×106卡=2.5×106×4.2 J=1.05×107 J，
汽油机的机械效率为η=×100%=35%.
如图所示为内燃机的四个冲程，顶端有火花塞，这是 汽油机 (填“汽油机”或“柴油机”)，其中做功冲程是图 甲 ，当燃油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的工作效率将 降低 (填“升高”“不变”或“降低”).
提高热机效率的途径
汽油机
甲
降低
6.关于热机效率，下列说法正确的是( )
A.热机的效率越高，其做功的功率越大
B.一般情况下，柴油机的燃料比汽油机的燃料燃烧得更充分
C.采用热值高的燃料一定能提高热机的效率
D.热机的效率越高，在对外做功同样多的情况下消耗的燃料越多
B
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【基础评价】
7.下列关于热机和环境保护的说法，正确的是( )
A.热机的大量使用会造成环境污染
B.所有的热机都用汽油做燃料
C.汽车排放的尾气成分都是有毒的
D.热机所产生的噪声可以被热机上的消声器完全消除
A
8.关于热机的效率，下列说法正确的是( )
A.燃烧更多的燃料可以提高热机的效率
B.使用优质燃料一定可以提高热机的效率
C.合理改进热机，热机的效率可能达到100%
D.减少各种热损失可以提高热机的效率
D
9.如图所示是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是
( )
A.25% B.35%
C.40% D.75%
B
【素养实践】
10.如图是某汽油机的主要能量流向和相关参数图，下列说法正确的是
( )
A.有用机械能所占比例最大
B.废气带走的能量占比为25%
C.该汽油机的效率为35%
D.减少机械摩擦不能提高汽油机效率
A(共20张PPT)
章末强基提能
第十二章 内能与热机
核心归纳
重难突破
核心归纳
1.(教材素材改编)在下列实例中，用做功的方式来改变物体内能的是
( )
A.用热水袋暖手，手温度升高
B.烈日下，自行车座变烫
C.在炉子上烧水，水的温度升高
D.刀具在砂轮上磨得发烫
D
2.(教材素材改编)释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”，其营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量.一袋饼干的营养成分表上标有“2 361kJ/100g”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是( )
A.热值 B.热量
C.内能 D.比热容
A
3.(教材素材改编)已知天然气的热值是7.5×107J/m3，小明家一个月需用8m3的天然气，则这些天然气完全燃烧时放出的热量是 6×1 J，天然气在使用过程中，热值 不 (填“变大”“变小”或“不变”).若这些热量全部由热值是3.0×107J/kg的焦炭来提供，应完全燃烧 20 kg的焦炭.
6×1
不变
20
4.(教材素材改编)如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花燃烧.此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能 增加 ，这与四冲程汽油机的 压缩 冲程的能量转化相同.某台汽油机飞轮的转速为2 400r/min，在1min内，汽油机完成 1 200 个工作循环.
增加
压缩
1 200
5.(教材素材改编)北方建筑的供暖系统中用水作为介质，正是利用了水的 比热容大 这一特性.某同学家暖气管道中500kg的水从65℃降低了30℃，放出的热量为 6.3×107 J，这一过程中水的内能减少.除热传递外， 做功 也可以改变物体的内能.［c水=4.2×103J/(kg·℃)］
比热容大
6.3×107
做功
6.(教材素材改编)小明同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水.铁锅内装有5kg水，并把水从18℃加热至98℃，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃).如果木炭的热值为3.4×107J/kg，它完全燃烧放出的热量有10%被水吸收，求：
(1)在这个过程中水吸收的热量；
解：水吸收的热量为Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(98℃-18℃)=1.68×106J.
(2)在这个过程中用掉的木炭的质量.(保留两位小数)
由η=×100%=1.68×107J.
由Q放=mq知，用掉的木炭的质量为m'=≈0.49kg.
重难突破
重难突破
核心归纳
专项
1.下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是( )
A.物体的温度越高，含有的热量越多
B.温度高的物体，内能一定大
C.物体温度升高，一定是吸收了热量
D.在热传递过程中，物体吸收热量，内能增加
温度、内能、热量的关系
D
2.关于内能、温度和热量，下列说法中正确的是( )
A.0℃的冰没有内能
B.质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量越多，其热值越大
C.物体吸收热量，温度不一定升高
D.热传递过程中，内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
C
专项
3.下列有关比热容和热值的说法中，不正确的是( )
A.相同质量的燃料，热值越大，完全燃烧时放热越多
B.0℃的冰熔化成0℃的水时，温度不变，比热容增加
C.发生热传递时，热量总是从热值大的物体传递给热值小的物体
D.汽车发动机用水降温是因为水的比热容较大
对热机效率、比热容和热值的理解
C
4.汽车发动机采用水进行冷却，是利用了水的比热容较 大 的特性.某科创公司推出了氢能源汽车，相对传统燃料而言，氢燃料的热值更 大 (填“大”或“小”).未来的汽车，发动机的机械效率 不能 (填“能”或“不能”)达到100%.
大
大
不能
专项
5.汽车是现代生活中一种常见的交通工具，如图甲、乙所示分别是某单缸四冲程汽油机的某冲程及能量流向图.下列有关说法正确的是( )
A.图甲是做功冲程，内能转化为机械能
B.由图乙可知该汽油机的效率是28%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓，燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值
D.若该汽油机飞轮的转速为3 600r/min，则在1s内汽油机完成180个冲程
热机
B
6.如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图甲可以看出，此时它处在 做功 冲程，能量转化关系是 内 能转化为 机械 能，其能量转化情况与图 乙 (填“乙”或“丙”)相同.
做功
内
机械
乙(共22张PPT)
第十二章 内能与热机
12.1 内能
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1.内能：把物体内的 所有 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 ，用符号 J 表示.
3.影响内能的因素：内能的大小主要与物体的 温度 、 质量 、 状态 以及物质的种类有关.
4.热传递改变物体的内能：温度不同的物体在相互接触时，低温物体温度会升高，高温物体温度会降低，这个过程叫做 热传递 .热传递后低温物体的内能会 增加 ，高温物体的内能会 减少 .
所有
动
势
焦耳
焦
J
温度
质量
状态
热传递
增加
减少
5.做功改变物体的内能：外界对物体做功，内能会 增加 ；物体对外界做功，内能会 减少 .
增加
减少
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〔教材改编〕如图所示，a杯中水量较少，b、c、d杯中的水量相同，根据内能的知识，分析比较各杯中水的内能的大小.
内能
(1)比较各杯中水的内能大小时，主要考虑水的 质量 和 温度 两个因素.
(2) d 杯中水的内能最大，因为 d杯中水的质量比a多，与b、c相同，且温度最高 .
(3) a、b 两杯中水的内能不好比较，因为 a杯中水的质量比b少，但温度比b高 .
质量
温度
d
d杯中水的质量比a多，与b、c相同，且温度最高
a、b
a杯中水的质量比b少，但温度比b高
6.关于内能和机械能，下列说法正确的是( )
A.具有内能的物体一定具有机械能
B.物体的内能和机械能与物体的温度有关
C.物体的机械能可以为零，而其内能不可能为零
D.内能大的物体具有的机械能也一定大
C
将压瘪但是没有破裂的乒乓球放入热水中，球内气体的内能会 增加 (填“增加”或“减少”)，这是通过 热传递 (填“做功”或“热传递”)的方式改变的.
热传递改变内能
增加
热传递
1.热传递发生条件：不同物体或同一物体的不同部位存在温差(不是内能差).
2.方向性：高温的传递给低温的(自发).
易错：(1)不是内能大的传递给内能小的；(2)物体吸收或放出热量后，内能一定改变，但温度可能不变，如晶体熔化的过程.
7.孝敬父母是中华民族的传统美德.如图所示，小明用热水为妈妈泡脚，这是通过 热传递 的方式，使脚的 内能 增加，从而使 脚 暖和起来.
热传递
内能
脚
下列生活实例中，利用做功改变物体内能的是( )
做功改变内能
D
8.下列使物体内能增加或减少的方式与钻木取火相同的是( )
A.热汤中的汤勺内能增加
B.放入冰箱中的食品内能减少
C.火堆旁的毛巾内能增加
D.反复弯折后的铁丝内能增加
D
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【基础评价】
9.下列关于内能的说法，正确的是( )
A.0℃的冰块内能为零
B.温度低的物体一定比温度高的物体内能小
C.物体温度升高，内能一定增加
D.静止的物体没有内能
C
10.下列实例中，通过热传递改变物体内能的是( )
A.汽车刹车时轮胎发热
B.搓手时双手温度会升高
C.钻木取火
D.用热水热牛奶
D
11.关于热传递，下列说法正确的是( )
A.内能大的物体把内能传给内能小的物体
B.内能大的物体把温度传给内能小的物体
C.温度高的物体把内能传给温度低的物体
D.温度高的物体把温度传给温度低的物体
C
12.如图所示，2025年4月30日，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆.下列有关说法正确的是( )
A.返回时，返回舱的动能转化为重力势能
B.越接近地面，返回舱的质量越大
C.返回舱着陆后底部很烫，主要是由于热传递使其内能增加
D.制造返回舱外壳的材料需要具有耐高温、耐腐蚀、隔热性好的特点
D
13.如图所示，在一个配有活塞的厚壁筒内放一小块浸透乙醚的棉花团，用力迅速向下压活塞，可观察到的现象是 棉花团燃烧 ，说明压缩气体做功，气体的内能 增加 (填“增加”“不变”或“减少”)，温度 升高 (填“升高”“降低”或“不变”).
棉花团燃烧
增加
升高
【素养实践】
14.(2025年广东)明代《天工开物》中记载“取诸麻、菜子入釜，文火慢炒，透出香气”.用“文火”改变内能的方式属于 热传递 (填“做功”或“热传递”)；“透出香气”属于 扩散 现象；温度越高，分子热运动越 剧烈 .
热传递
扩散
剧烈
15.〔传统文化〕春节期间，文体中心上演了“打铁花”的民俗文化表演，首先在熔炉里把罐子里的生铁熔化成液态，这是通过 热传递 的方式改变了其内能；被击打后，铁花漫天飞舞，最后落地消失，在此过程中，铁的内能 减少 (填“增加”“减少”或“不变”)，还有一种可以改变内能的方式是 做功 .
热传递
减少
做功
