模块一 声、光、热
第03讲 内能与内能利用【讲义】（2-5分）（原卷版）
目 录
课标透析,考向预测 2
思维导图，知识领航 2
考点精研，易错明晰 4
清单01 基本概念 4
清单02 知识点 5
清单03 实验清单 8
清单04 应用清单 12
清单05 易错清单 13
清单06 典例清单 14
题型归纳，技巧点拨 25
01 分子热运动与扩散现象 20
02 分子间相互作用力 20
03 内能的概念与内能大小的比较 21
04 物体内能的改变 21
05 温度、内能与热量辨析 22
06 比热容的概念及应用 23
07 探究不同物质吸热能力 24
08 比热容相关计算 25
09 热机及其工作原理 26
10 汽油机、柴油机及相关计算 27
11 热值及其相关计算 27
12 热机效率及其计算 28
13 能量的转化与转移 29
14 能量守恒定律 29
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 ☆☆☆
清单01 基本概念
一、【分子动理论】
1.常见物质是由大量及其微小的粒子— 、 构成的。
2.分子的直径很小，通常以 m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.扩散：不同的物质相互 时，彼此进入对方的现象叫 。扩散现象的实质是分子(原子)的相互 。
4.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 所具有的能量称为分子动能。物体的温度 ，分子运动得越快，它们的动能 。
5.分子势能：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 有关。
二、【内能】
1.内能：物体内部所有分子热运动的 与 的总和，叫做物体的内能。
2.内能的单位： ，简称焦，符号 。
3.热量
（1）热量（Q）：在热传递过程中，传递能量的 叫做热量。用符号 表示。
（2）单位：在国际单位制中，热量单位是 ，符号是 。
三、【比热容】
1.比热容定义：一定质量的某种物质在温度升高时， 的热量与它的 和 的温度乘积之比叫做这种物质的比热容，用符号 表示。
2.定义式： 。
3.比热容单位： ，符号是： ，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。
四、【热机】
1.热机：利用 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 、 、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 内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为 和 两类。
4.汽油机：利用气缸内 产生的高温高压燃气来推动活塞 ，将 转化为 。
汽油机的一个工作循环： 、 、 、 。通过四个冲程的不断循环来连续工作。
5.柴油机：利用 在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞 ，将内能转化为机械能。
柴油机的一个工作循环： 、 、 、 。通过四个冲程的不断循环来连续工作。
五、【热机效率】
1．热值（q）：1kg某种燃料完全燃烧放出的 ，叫热值；热值单位是： 。
燃料燃烧放出热量： ；（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。）
2.热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量 ，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式： 。
六、【能量的转化与守恒】
1.能量守恒定律：能量既不会 ，也不会 ，它只会从一种形式转化为另一种 ，或者从一个物体转移到另一个 ，而在转化和转移过程中，能量的总量 。
清单02 知识点
一、【分子热运动】
1.分子热运动的意义： 物质的分子都在不停地做 热运动。这种无规则运动叫分子热运动。
2.分子热运动的特点：同一物体，分子运动越剧烈，物体的温度 。即温度是物体分子热运动 的标志。
3.分子动理论：物质是由大量的 或 组成的，分子间有 ；构成物质的分子在不停地做无规则 ；分子间存在着 和 。
二、【扩散现象】
1.扩散现象表明：一切物质的分子都在永不停息地做 运动，也说明物质的分子间存在 。
2.影响扩散的因素：温度 ，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)。
3.扩散现象的认识和理解
（1）扩散现象只能发生在 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 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 ，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 的物质之间也可以发生。
4.扩散现象的实质：
扩散现象是气体分子的内 现象。
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 时，分子热运动相对 ，但并没有停止，不能错误的认为0℃时物质分子 热运动。
三、【内能】
1.理解物体内能时，要注意以下三点：
(1)内能是指 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分子动能和势能的 ，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 都有内能。
(3)内能具有 。只能比较物体内能的 ，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.影响物体内能大小的因素
（1） 是影响物体内能最主要的因素。同一个物体，温度 ，它具有的内能就 ，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 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 有关。存质量一定时，物体的休积越大，分子间的势能越大，物体的内能就越大。
（4）同一物质， 不同时所具有的内能也不同。
3.物体内能改变的宏观表现
温度变化：物体温度升高，内能 ；温度降低，内能 ；
物态变化：例如，晶体熔化时内能 ，晶体凝固时内能 。
4.物体内能的改变
（1） 改变物体的内能；（2） 能改变物体内能。
5.对热量认识的三个误区：
（1）热量是 多少的 ，是一个 ，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“ ”或“ ”来表述，而不能用“ ”或“ ”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 、温度的 没有关系。
6.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 ，即 与 的相互转化；
（2）热传递改变物体内能实质上是能量的 ，即能量从一个物体 到另一个物体或从物体的一部分转移到另一部分， 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 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。
四、【比热容】
1.对比热容的理解
（1）比热容是物质的 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 及其 （固态、液态和气态）有关，与物质的 、温度的 无关。
（2）比热容的大小与物质的 和物质的 有关。不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下，比热容是一个不变的定值。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。
（3）水的比热容较大。这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要 些。
五、【热机】
1.内燃机工作原理
（1）汽油机结构：四冲程汽油机的结构— 、 、连杆、曲轴、进气门、排气门、 。
（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 。
（3）汽油机的工作过程： 、 、 、 。
（4）吸气冲程—靠 运动，吸进汽油与空气的混合物；
（5）压缩冲程— 对气体 ，机械能转化为 ，气体温度 ；
（6）做功冲程— 转化为 ，气体温度升高，气体对外 ，内能转化为 ；
（7）排气冲程—靠 ，排出废气。
（8）柴油机的结构：四冲程柴油机的结构— 、 、连杆、曲轴、进气门、排气门、 。
2.汽油机四冲程工作循环特点
（1）吸气冲程：是向气缸内填充新鲜气体的过程。进气门 ，排气门 ，活塞由上端 运动， 组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从上止点向下止点移动的过程此时进气门打开；排气门关闭。当活塞到达下止点时该过程结束。
（2）压缩冲程：是将缸内的气体 的过程（为燃烧着火创造基本条件，缸内温度升高）。进气门和排气门都 ，活塞 运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度 。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下止点向上止点移动的过程此时进气门、排气门均关闭。当活塞到达上止点时该过程结束。
（3）做功冲程：在压缩冲程未尾，火花塞产生 ，使燃料猛烈 ，产生高温高压的燃气。高温高压燃气推动活塞 运动，并通过连杆带动曲轴 。活塞在燃气压力的作用下由上止点向下止点运动，曲轴通过连杆带动旋转输出功。此时进、排气门均 。当活塞到达下止点时该过程结束。
（4）排气冲程
是为了下一循环工作而清除缸内燃烧后的 的过程。进气门 ，排气门 ，活塞 运动，把废气排出气缸。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下止点相上止点运动的过程。当活塞到达上止点时该过程结束。
3.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 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 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 ，曲轴转动 ，飞轮转两圈，做功 。
不同点：
（1）构造不同：汽油机汽缸顶部有 ，而柴油机汽缸顶部有 。
（2）燃料不同：汽油机燃烧 ，而柴油机燃烧 。
（3）吸气冲程不同：汽油机吸进 ，柴油机只吸进 。
（4）点火方式不同：汽油机属 点火，柴油机属 点火。
六、【热机效率】
1.热值
（1）热值反映的是某种物质的一种 ，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成 的 大小；
（2）热值是 本身的一种 ，只与燃料的 有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
2.影响热机效率的因素
（1）提高热机效率的途径：①改善燃烧的条件，使燃料尽可能 （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 （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 的技术；④保障良好的润滑，减少 。
注意：热机能量的损失：①燃料 （完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）； ②废气排出带走 （废气的利用）；③克服磨擦，消耗 （使用润滑剂，减小摩擦）。
（2）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 完全燃烧放出 ，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。
七、【能量的转化与守恒】
1.对能量守恒定律的理解
（1）能量守恒定律，是自然界 、 的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体。小到原子核内部，只要有能量转化，就一定 能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。
（2）能量守恒定律包括“能量 ”和“能量 ”两个方面。
2.能量的“转化”和“转移”的区别
（1）能量的转化：能量的转化时能的 发生了改变。在能量转化过程中，一种形式的能量 了，必然其他形式的能量 了。
（2）能量的转移：能量的转移是指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，能量的形式 。
3.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 制造出永动机。
清单03 实验清单
1.分子间有间隙
取一枝长约1m的细玻璃管，注入半管清水，再注入酒精，使液面几乎达到管口，上下几次颠倒玻璃管，观察玻璃管中的液体体积会变小。
这是酒精与水的混合过程。实际上是酒精 到了水中，从微观的角度看，酒精分子分散到了水分子 ，这一现象说明水分子和酒精分子间都有 。
2.扩散现象
（1）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 ；
（2）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 ；
（3）把磨的很光滑铅块和金块紧紧 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。
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 、 和 都会发生扩散现象。
3.分子间的作用力
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 ；
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 一起
现象3：生活中常见的固体、液体能保持一定的 ，不会散开；
因为物体分子之间存在 ，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 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 没有明显变化。
虽然分子间有间隙，但要 固体和液体却很困难，这是因为分子之间存在着 。
结论：分子间存在相互作用的 和 。
4.探究做功改变物体的内能
（1）迅速压下活塞，玻璃筒内的气体被 ，活塞对筒内气体 ，从而使筒内气体的内能 ，温度 ，当温度达到硝化棉的燃点时，硝化棉开始迅速燃烧；
（2）向瓶内打气，压缩瓶内的 ，不断对瓶内空气 ，瓶内空气内能 ，温度 ，随着打入空气的增加，气压越来 ，直至冲开瓶塞，此时，瓶内的空气 做功，内能 ，温度 ，其中水蒸气液化成小水滴，形成白雾。
结论：做功可以 物体的 ；外界对 做功，物体温度 ，物体内能 ；物体对 做功，物体温度 ，物体内能 。
5.比较不同物质吸热能力实验
（1）安装顺序： ；
（2）两套装置相同目的：在相同 内，液体吸收 相同；
（3）控制两种装置相同的量：保证实验结论 ，酒精灯火焰 、液体 和 ；
（4）实验方法： ；
（5）两种液体吸收热量能力是通过什么反映的：温度 ；
（6）实验中不停搅拌液体的目的：液体上下温度 ；
（7）如果要使水和煤油的最后温度相同如何操作：给水继续 ；
（8）温升相同哪种液体吸收热量多： ；
（9）哪种液体的吸热能力强： 。
清单04 应用清单
一、【比热容】
1.与质量相同的其他物质相比，水的 在常见的物质中是 的。
体型较大的温血动物体内水分 ，对维持自身的 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 的水和其他物质相比，降低 的温度，由于水的比热容 ，水放出的热量 ，所以用热水流过散热器来取暖。
3.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 ，使栗子能均匀 。另外，沙子的比热容 ，吸热时升温 ，可缩短炒熟的 ，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，人工湖的建成，由于水的比热容 ，吸收或放出热量时，水的温度变化 ，即温差小，有 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 。因此，池水的温度比混凝土 ，所以在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得 ，而池中的水却不怎么 。
二、【热量计算】
（1）物质吸热时热量的简单计算：吸热： ；
（2）物质放热时热量的计算：放热： 。
（3）其中：Q吸—吸收的热量，单位： （J），Q放—放出的热量。
c—比热容，单位： （J/(kg·℃)）
m—质量，单位： （kg）
△t—变化的温度（ 或 的温度），单位：摄氏度（℃）；t0—初始温度、t—末温。
清单05 易错清单
易错点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。
易错点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。
易错点3：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。
易错点4：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。
易错点5：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。
易错点6：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。
清单06 典例清单--举一反三
【典例1】分子热运动
【例1】（2025·自贡）以下诗句描绘的情境不涉及分子热运动的是（ ）。
A. 菡萏香清画舸浮 B. 满架蔷薇一院香
C. 一行白鹭上青天 D. 醒茶摇香叶初醒
【变式1-1】（2025·山东省）山东潍坊风筝是国家级非物质文化遗产之一，其制作主要经过“扎”“绘”“糊”“放”等过程。
（1）“扎”的过程，用力将竹篾弯折，说明力可以改变物体的____；
（2）“绘”的过程，闻到颜料淡淡的气味，是因为分子在不停地做____；
（3）“糊”的过程，胶水能将纸和框架粘住主要是因为分子间存在____；
（4）“放”的过程，风筝上升时，其重力势能____（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【变式1-2】（2025·广东省）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（选填“做功”或“热传递”）________；“透出香气”属于________现象；温度越高，分子热运动越________。
【变式1-3】(2025·威海）在考古发掘中，脆弱文物易因失水变形损坏。科学家常用“薄荷醇临时固型技术”进行保护：将熔化的薄荷醇喷洒到文物上，冷却后凝固形成支撑结构，待文物移至实验室后，在室温下薄荷醇升华。下列说法错误的是（ ）。
A. 熔化过程，薄荷醇吸热 B. 凝固过程，薄荷醇周围空气分子动能减小
C. 升华过程，薄荷醇吸热 D. 升华后，薄荷醇分子间距变大
【典例2】内能
【典例2】（2025·连云港）关于内能，下列说法正确的是（ ）。
A. 的物体没有内能 B. 内能大小与温度无关
C. 具有机械能的物体不一定有内能 D. 物体具有内能，也可以同时具有机械能
【变式2-1】（2025·辽宁省）下列实例中，通过做功的方式来改变内能的是（ ）。
A. 冰镇西瓜 B. 炭火烤肉
C. 围炉煮茶 D. 钻木取火
【变式2-2】（2025·上海）“滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄”，说明江水有____能，0℃的水______（选填“具有”、“不具有”）内能，“遥知不是雪，为有暗香来”，说明分子在做___________运动。
【变式2-3】 （2025·南充）如图是学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的物理知识分析正确的是（ ）。
A. 室外温度为0℃时，木柴的内能为零
B. 木柴燃烧与未燃相比，含有的热量多
C. 若未燃烧的木柴温度升高，内能增加
D. 灭火器在使用过程中对外做功，内能不变
【典例3】比热容
【典例3】（2025·自贡）图甲为测量杯中液体比热容的装置，图乙为液体温度与加热时间的关系图。已知液体质量为0.5kg，初温为20℃，电加热器的功率为800W，不计一切热量损失。下列说法正确的是（ ）。
A. 液体的沸点是100℃
B. 液体的比热容是
C. 液体持续加热120s后温度会继续升高
D. 液体加热至某时刻，温度计示数如图丙，此时温度是
【变式3-1】（2025·上海）质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为___________焦，“九天”无人机向斜上方匀速运动时，其惯性___________，机械能___________（后2空均选填“增大”、“不变”、“减小”）。
【变式3-2】（2025·龙东）下列实例中与水的比热容有关的是（ ）。
A. 北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂
B. 沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
C. 天热时在地面上撒水是为了降低室内温度
D. 刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
【变式3-3】（2025·辽宁省）如图（a），某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油，比较它们的吸热能力。
（1）为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同，电加热器的规格应____。
（2）本实验中使用的液体温度计是根据液体____的规律制成的。
（3）每隔0.5min记录一次温度，并将数据记录在下表中。第2.5min时，食用油中的温度计示数如图（b）所示，为____℃。
加热时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 ...
水的温度/℃ 25 27 29 31 33 35 ...
食用油的温度/℃ 25 30 34 37 42 ...
分析表中数据，发现____吸热能力强。
（4）为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温，内部应充入吸热能力较____（填“强”或“弱”）的介质。（仅从吸热能力的角度分析）
【典例4】热机
【典例4】（2025·扬州）如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（ ）。
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
【变式4-1】（2025·自贡）如图所示为内燃机的______冲程，该过程是将______转化为机械能。
【变式4-2】（2025·武威）用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒内气体_______（选填“做功”或“热传递”），使筒内气体内能增大，温度升高，此过程中的能量转化与四冲程汽油机______冲程的能量转化相同。
【变式4-3】（2025·龙东）一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（ ）。
A. 完成80个冲程，对外做功20次 B. 完成80个冲程，对外做功40次
C. 完成40个冲程，对外做功10次 D. 完成40个冲程，对外做功40次
【典例5】热机效率
【典例5】（2025·江西省）用燃气灶给一定质量的水加热，完全燃烧体积为的燃气（燃气的热值为），水吸收的热量为，则此燃烧过程中燃气放出的热量为___________，该燃气灶的热效率为___________×100%。（本小题用题中字母表示）
【变式5-1】 (2025·威海）小明和爸爸质量共120kg，骑着一辆质量为300kg（含装备）的三轮摩托车，沿318国道从成都前往拉萨旅行。水平骑行时每只轮胎与地面接触的面积为0.02m2（g取10N/ kg）
（1）水平骑行时，摩托车对地面的压力、压强分别是多少？
（2）在海拔约5000m的米拉山垭口烧水，用燃气炉将质量2.5kg、初温为3℃的水加热至沸腾（水的沸点为83℃）。若燃气完全燃烧释放热量的30%被水吸收。则水吸收了多少热量？共用掉多少燃气？[，]
【变式5-2】（2025·烟台）汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：①______②______。若汽油的热值为，则该工作过程中消耗的汽油质量为______kg。
【变式5-3】（2025·广州）图a所示的电热加湿器，其内部结构及电路简图如图b．通电后，发热电阻R使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。已知水的比热容为、密度为，沸点为100℃．
（1）加热仓中的水变成水蒸气属于 （选填“液化”“汽化”）现象：
（2）已知R阻值为550Ω，求电热加湿器的功率；
（3）若消耗电能，可使加热仓内的水从20℃加热至沸腾，求：
①加热仓内水吸收的热量；
②电热加湿器的加热效率。
【典例6】能量的转化与守恒
【典例6】（2025·连云港） 下图为某核电站的发电流程图，关于核电站发电的过程，下列说法正确的是（ ）。
A. 核反应堆中，发生的是核裂变 B. 核反应堆中，将核能转化为电能
C. 汽轮机工作时，将内能转化为电能 D. 发电机工作时，将内能转化为电能
【变式6-1】（2025·武威）油电混合动力汽车在减速制动时，可以将电动机作为发电机使用，从而将汽车的一部分机械能转化为___________（选填“电能”或“内能”）储存起来，这种能量转化能够________（选填“提高”或“降低”）汽车在频繁制动过程中的能量损耗。
【变式6-2】（2025·苏州）关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是（ ）。
A. 金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小
B. 核电站利用核裂变释放的能量来发电
C. 汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能
D. 能量的转移和转化具有方向性，需要节约能源
【变式6-3】（2025·山西）跨学科实践
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。
（1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能__________________；
（2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能_________________；（答出一条即可）
（3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：_________________。
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．（2025·成都）宋代诗人王安石的《梅花》诗中“遥知不是雪，为有暗香来”，是赞美梅花的诗句，诗人闻到花香属于______现象。花香醉人，茶香怡人。雪天围炉煮茶，让冬日多了一抹诗意，加热茶水至沸腾，改用“小火”，水依然沸腾，则茶水的温度______。
2. （2025·广安）周末小红给家人做了一顿丰盛的晚餐。她在厨房烹饪食物时，主要是通过______（选填“做功”或“热传递”）方式增大食物的内能，家人在客厅闻到食物的香气，这是______现象。
02 分子间相互作用力
3.（2025·连云港）煮粽子时，小明闻到了粽子的香味，是因为___________。水很难被压缩，表明分子间存在___________。
4．（2025·安徽省）下列现象中能够说明分子间有引力的是（ ）。
A. 液体很难被压缩 B. 铁丝很难被拉伸
C. 墨水在热水中扩散得较快 D. 水与酒精混合后总体积减小
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． （2025·福建省）如图，红茶加工包含“萎凋”“揉捻”“发酵”“烘干”等工序。下列说法错误的是（ ）。
A. “萎凋”时摊开茶叶可加快水分蒸发
B. “揉捻”使茶叶卷缩，说明力可改变物体的形状
C. “发酵”时闻到气味是因为分子在永不停息地运动
D. “烘干”是通过做功减小茶叶的内能
6.（2025·齐齐哈尔）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）。
A. 温度为以下的物体不具有内能 B. 温度高的物体，含有的热量一定多
C. 物体的内能增加，可能是吸收了热量 D. 温度总是从高温物体传向低温物体
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。
7．（2025·北京）在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”，如图所示。下列说法正确的是（ ）。
A. 水变热的过程，其内能是通过做功的方式改变的
B. 橡胶塞被推出的过程中，水的内能全部转化为塞子的机械能
C. 水蒸气推出橡胶塞的过程中，水蒸气的内能减小
D. 管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的
8．（2025·广州）如图，从热汤中取出的金属勺子，由烫手到不烫手的过程，其内能（ ）。
A．逐渐增加 B．保持不变
C．通过做功改变 D．通过热传递改变
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．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.（2025·重庆）火锅是重庆饮食文化的一张名片，熬制锅底时，将质量为的水加热升高50℃，水吸收的热量是_________J：锅内的食材是通过________的方式增加了内能。
12. （2025·成都）小雨探究液体的凝固特点：先在两个相同容器中分别装入初温为20℃、质量为100g的水和某液体M，再各放入一个温度传感器，然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等，用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像，如图所示。已知，实验在标准大气压下进行，下列说法正确的是（ ）。
A. 液体M的比热容为
B. 液体M放热能力比水放热能力强
C. 在时间段两种物质都是固液共存状态
D. 从20℃刚好降到0℃时，水放出的热量小于M放出的热量
07 探究不同物质的吸热能力
【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．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．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.（2025·连云港）小华想“探究热水冷却过程温度变化的特点”，她将一杯的热水放在室温下自然冷却，记录的热水温度变化情况如下表所示。[]
时间 0 2 4 6 8 10 12
温度 80 71 65 60 56 52 49
此过程是通过___________的方式改变水的内能，在前内，水的内能减少了___________。请你归纳出热水冷却过程温度变化的特点___________。
16．（2025·达州） 物理实验课上，“动手知真”小组对质量为2kg、初温为20℃的水进行加热，一段时间后温度计示数如图所示为 ℃，该过程水吸收热量为 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．（2025·天津）我国在柴油机的研制上已将本体热效率突破53%。在柴油机的四个冲程中，内能转化为机械能的是（ ）。
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
18．（2025·泸州）小华一家人在端午节期间外出旅游，领略祖国大好河山。他们驾车从泸州到重庆，再坐游轮游览长江三峡。他们所驾汽车的发动机是汽油机，如图是汽油机的______示意图；游轮从上游到下游经过的船闸是利用了______原理；当乘客下游轮后，游轮底受到水的压强______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
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．（2025·深圳）晓凤同学提出问题：收割机用四冲程柴油机提供动力，其中压缩冲程过程中，柴油机汽缸内气体（ ）。
A. 质量变大 B. 内能减小 C. 体积变大 D. 温度升高
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．（2025·龙东）质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是 _______ （填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使 _______ kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
22. （2025·青海省）风力发电是叶片转动时带动发电机内部线圈切割磁感线发电，其发电原理是______现象。某风力发电机一天的发电量约为5×104kW·h，这些电能相当于完全燃烧______kg的煤所放出的热量。（1kW·h=3.6×106J；煤的热值取3×107J/kg）
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．（2025·广安）“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）求：
（1）汽车通过隧道的平均速度；
（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量；
（3）汽车通过隧道发动机的效率。
24.（2025·苏州）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气炉加热的效率。
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. （2025·湖北省）如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（ ）。
A. 燃料燃烧时内能转化为化学能
B. 燃料箱燃料减少，燃料热值不变
C. 燃烧放出热量越多，燃料热值越大
D. 火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
26．（2024·南通）2024年5月，中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时，燃料燃烧获得的能量使其加速升空，与该过程能量转化形式相同的是（ ）。
A．热机做功冲程 B．钻木取火过程
C．水力发电过程 D．物体上抛过程
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. （2025·陕西B）火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率 （为火电站发出的电能，为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳—氢—风—电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。
（1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有8.2×105kW·h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW·h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3）
（2）假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW·h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？
（3）若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW·h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg）
28.（2025·山东省） 2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有____性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持____。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)模块一 声、光、热
第03讲 内能与内能利用【讲义】（2-5分）（解析版）
目 录
课标透析,考向预测 2
思维导图，知识领航 2
考点精研，易错明晰 4
清单01 基本概念 4
清单02 知识点 5
清单03 实验清单 8
清单04 应用清单 12
清单05 易错清单 13
清单06 典例清单 14
题型归纳，技巧点拨 25
01 分子热运动与扩散现象 25
02 分子间相互作用力 25
03 内能的概念与内能大小的比较 26
04 物体内能的改变 27
05 温度、内能与热量辨析 28
06 比热容的概念及应用 30
07 探究不同物质吸热能力 31
08 比热容相关计算 33
09 热机及其工作原理 34
10 汽油机、柴油机及相关计算 35
11 热值及其相关计算 36
12 热机效率及其计算 37
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 ☆☆☆
清单01 基本概念
一、【分子动理论】
1.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.扩散：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。
4.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。
5.分子势能：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。
二、【内能】
1.内能：物体内部所有分子热运动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.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。
三、【比热容】
1.比热容定义：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.比热容单位：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。
四、【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。
4.汽油机：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。
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。
5.柴油机：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。
柴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。
五、【热机效率】
1．热值（q）：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。
燃料燃烧放出热量：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。）
2.热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：。
六、【能量的转化与守恒】
1.能量守恒定律：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。
清单02 知识点
一、【分子热运动】
1.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。
2.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。
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。
二、【扩散现象】
1.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。
2.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)。
3.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。
4.扩散现象的实质：
扩散现象是气体分子的内迁移现象。
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。
三、【内能】
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分子动能和势能的总和，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.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。存质量一定时，物体的休积越大，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。
3.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。
4.物体内能的改变
（1）热传递改变物体的内能；（2）做功能改变物体内能。
5.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。
6.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。
四、【比热容】
1.对比热容的理解
（1）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，比热容是一个不变的定值。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。
（3）水的比热容较大。这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。
五、【热机】
1.内燃机工作原理
（1）汽油机结构：四冲程汽油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。
（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。
（3）汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
（4）吸气冲程—靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；
（5）压缩冲程—外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高；
（6）做功冲程—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；
（7）排气冲程—靠惯性运动，排出废气。
（8）柴油机的结构：四冲程柴油机的结构—汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。
2.汽油机四冲程工作循环特点
（1）吸气冲程：是向气缸内填充新鲜气体的过程。进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从上止点向下止点移动的过程此时进气门打开；排气门关闭。当活塞到达下止点时该过程结束。
（2）压缩冲程：是将缸内的气体压缩的过程（为燃烧着火创造基本条件，缸内温度升高）。进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下止点向上止点移动的过程此时进气门、排气门均关闭。当活塞到达上止点时该过程结束。
（3）做功冲程：在压缩冲程未尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气。高温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。活塞在燃气压力的作用下由上止点向下止点运动，曲轴通过连杆带动旋转输出功。此时进、排气门均关闭。当活塞到达下止点时该过程结束。
（4）排气冲程
是为了下一循环工作而清除缸内燃烧后的废气的过程。进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下止点相上止点运动的过程。当活塞到达上止点时该过程结束。
3.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。
六、【热机效率】
1.热值
（1）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；
（2）热值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。
2.影响热机效率的因素
（1）提高热机效率的途径：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。
注意：热机能量的损失：①燃料未完全燃烧（完全燃烧条件：充足空气，研磨成细颗粒）； ②废气排出带走能量（废气的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）。
（2）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。
七、【能量的转化与守恒】
1.对能量守恒定律的理解
（1）能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体。小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。
（2）能量守恒定律包括“能量转化”和“能量转移”两个方面。
2.能量的“转化”和“转移”的区别
（1）能量的转化：能量的转化时能的形式发生了改变。在能量转化过程中，一种形式的能量增加了，必然其他形式的能量减少了。
（2）能量的转移：能量的转移是指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，能量的形式没有改变。
3.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。
清单03 实验清单
1.分子间有间隙
取一枝长约1m的细玻璃管，注入半管清水，再注入酒精，使液面几乎达到管口，上下几次颠倒玻璃管，观察玻璃管中的液体体积会变小。
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。
2.扩散现象
（1）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；
（2）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；
（3）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。
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。
3.分子间的作用力
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。
4.探究做功改变物体的内能
（1）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；
（2）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。
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。
5.比较不同物质吸热能力实验
（1）安装顺序：自下而上；
（2）两套装置相同目的：在相同时间内，液体吸收热量相同；
（3）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；
（4）实验方法：控制变量法；
（5）两种液体吸收热量能力是通过什么反映的：温度升高值；
（6）实验中不停搅拌液体的目的：液体上下温度均匀；
（7）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；
（8）温升相同哪种液体吸收热量多：水；
（9）哪种液体的吸热能力强：水。
清单04 应用清单
一、【比热容】
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。
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，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，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、【热量计算】
（1）物质吸热时热量的简单计算：吸热：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；
（2）物质放热时热量的计算：放热：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。
清单05 易错清单
易错点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。
易错点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。
易错点3：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。
易错点4：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。
易错点5：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。
易错点6：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。
清单06 典例清单--举一反三
【典例1】分子热运动
【例1】（2025·自贡）以下诗句描绘的情境不涉及分子热运动的是（ ）。
A. 菡萏香清画舸浮 B. 满架蔷薇一院香
C. 一行白鹭上青天 D. 醒茶摇香叶初醒
【答案】C。
【解析】A．"菡萏香清画舸浮"中"香清"描述的是荷花香气扩散，属于分子热运动现象，故A不符合题意；
B．"满架蔷薇一院香"中"一院香"描述的是花香分子扩散到整个院子，属于分子热运动现象，故B不符合题意；
C．"一行白鹭上青天"描述的是鸟类的飞行运动，属于机械运动，不涉及分子热运动，故C符合题意；
D．"醒茶摇香叶初醒"中"摇香"描述的是茶叶香气分子扩散，属于分子热运动现象，故D不符合题意。
故选C。
【变式1-1】（2025·山东省）山东潍坊风筝是国家级非物质文化遗产之一，其制作主要经过“扎”“绘”“糊”“放”等过程。
（1）“扎”的过程，用力将竹篾弯折，说明力可以改变物体的____；
（2）“绘”的过程，闻到颜料淡淡的气味，是因为分子在不停地做____；
（3）“糊”的过程，胶水能将纸和框架粘住主要是因为分子间存在____；
（4）“放”的过程，风筝上升时，其重力势能____（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1）形状；（2）无规则运动；（3）引力；（4）变大。
【解析】【小问1详解】力可以改变物体的形状和运动状态，所以用力将竹篾弯折，说明力可以改变物体的形状。
【小问2详解】“绘”的过程，闻到颜料淡淡的气味，这是扩散现象，是分子在不停地做无规则运动的结果。
【小问3详解】分子间存在着相互作用的引力和斥力，所以胶水能将纸和框架粘住主要是因为分子间存在引力。
【小问4详解】风筝上升时，质量不变，高度不断增大，因此其重力势能变大。
【变式1-2】（2025·广东省）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（选填“做功”或“热传递”）________；“透出香气”属于________现象；温度越高，分子热运动越________。
【答案】①. 热传递；②. 扩散；③. 剧烈。
【解析】[1]用“文火”时，火将热量传递给釜再传递给诸麻、菜子，改变内能的方式属于热传递。
[2]“透出香气”是由于分子不停地做无规则运动，属于扩散现象。
[3]分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈。
【变式1-3】(2025·威海）在考古发掘中，脆弱文物易因失水变形损坏。科学家常用“薄荷醇临时固型技术”进行保护：将熔化的薄荷醇喷洒到文物上，冷却后凝固形成支撑结构，待文物移至实验室后，在室温下薄荷醇升华。下列说法错误的是（ ）。
A. 熔化过程，薄荷醇吸热 B. 凝固过程，薄荷醇周围空气分子动能减小
C. 升华过程，薄荷醇吸热 D. 升华后，薄荷醇分子间距变大
【答案】B。
【解析】A．薄荷醇熔化时由固态变成液态，属于熔化现象，熔化吸热，故A正确，不符合题意；
B．薄荷醇凝固过程，凝固放热，周围空气吸热，温度升高，分子动能增大，故B错误，符合题意；
C．文物移至实验室后，在室温下薄荷醇由固态直接变成气态，发生升华现象，升华吸热，故C正确，不符合题意；
D．升华是物质由固态变成气态，分子间距较大，薄荷醇分子间距变大，故D正确，不符合题意。
故选B。
【典例2】内能
【典例2】（2025·连云港）关于内能，下列说法正确的是（ ）。
A. 的物体没有内能 B. 内能大小与温度无关
C. 具有机械能的物体不一定有内能 D. 物体具有内能，也可以同时具有机械能
【答案】D。
【解析】AC．内能是所有分子的动能和势能之和，故任何一个物体都有内能，具有机械能的物体也一定有内能，故AC错误；
B．物体的内能与温度、质量、物质的状态、种类都有关，故B错误；
D．任何一个物体都具有内能，当物体运动时，既具有内能，又具有机械能，所以物体具有内能，也可以同时具有机械能，故D正确。故选D。
【变式2-1】（2025·辽宁省）下列实例中，通过做功的方式来改变内能的是（ ）。
A. 冰镇西瓜 B. 炭火烤肉
C. 围炉煮茶 D. 钻木取火
【答案】D。
【解析】A．冰镇西瓜是通过热传递的方式改变内能的，故A不符合题意；
B．炭火烤肉是通过热传递的方式改变内能的，故B不符合题意；
C．围炉煮茶是通过热传递的方式改变内能的，故C不符合题意；
D．钻木取火时，相互摩擦，机械能转化为内能，是通过做功的方式来改变内能的，故D符合题意。
故选D。
【变式2-2】（2025·上海）“滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄”，说明江水有____能，0℃的水______（选填“具有”、“不具有”）内能，“遥知不是雪，为有暗香来”，说明分子在做___________运动。
【答案】①. 机械；②. 具有；③. 无规则。
【解析】[1]江水由于运动而具有动能，由于存在一定的高度而具有重力势能，动能和势能统称为机械能，所以江水有机械能。
[2]内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子间势能的总和。即使在0℃，水分子仍在做热运动，因此具有内能。绝对零度（-273.15℃）时内能才趋近于零，但0℃远高于此温度。
[3]香气飘散，使人远处就能感知到。这体现了气体分子的扩散现象，原因是分子在不停地做无规则运动（也称为分子热运动）。
【变式2-3】 （2025·南充）如图是学校举行消防演练灭火时的情景，对涉及的物理知识分析正确的是（ ）。
A. 室外温度为0℃时，木柴的内能为零
B. 木柴燃烧与未燃相比，含有的热量多
C. 若未燃烧的木柴温度升高，内能增加
D. 灭火器在使用过程中对外做功，内能不变
【答案】C。
【解析】A．一切物体都具有内能，室外温度为0℃时，木柴的内能不为零，故A错误；
B．热量是过程量，不能说“含有的热量”，故B错误；
C．物体的内能与温度、质量有关。若未燃烧的木柴温度升高，内能增加，故C正确；
D．做功可以改变内能，灭火器在使用过程中对外做功，内能减小，故D错误。故选C。
【典例3】比热容
【典例3】（2025·自贡）图甲为测量杯中液体比热容的装置，图乙为液体温度与加热时间的关系图。已知液体质量为0.5kg，初温为20℃，电加热器的功率为800W，不计一切热量损失。下列说法正确的是（ ）。
A. 液体的沸点是100℃
B. 液体的比热容是
C. 液体持续加热120s后温度会继续升高
D. 液体加热至某时刻，温度计示数如图丙，此时温度是
【答案】B。
【解析】A．根据图乙，当温度到达80℃之后吸收热量，温度不变，所以该液体沸点应该是80℃，故A错误；
B．此实验装置，是利用电加热器加热液体测量液体比热容大小，根据乙图且不计热量损失，说明在电加热器加热90s液体温度从20℃变为80℃的过程中，电加热器产生的热量全部转化为液体吸收的热量且为纯电阻电路，即
由得，故B正确；
C．根据乙图，加热120s以后已经达到沸点，达到沸点后吸收热量但是温度不变，故C错误；
D．根据丙图，温度计得分度值为1℃，读出温度为37℃，故D错误。故选B。
【变式3-1】（2025·上海）质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为___________焦，“九天”无人机向斜上方匀速运动时，其惯性___________，机械能___________（后2空均选填“增大”、“不变”、“减小”）。
【答案】① 4.2×105J；②. 不变；③. 增大。
【解析】[1]质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为
[2]由于惯性大小只与质量大小有关，所以“九天”无人机向斜上方匀速运时，质量不变，其惯性不变。
[3]“九天”无人机向斜上方匀速运动时，质量不变，速度不变，则动能不变，高度升高，则重力势能增大，由于机械能等于动能与势能之和，所以机械能增大。
【变式3-2】（2025·龙东）下列实例中与水的比热容有关的是（ ）。
A. 北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂
B. 沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
C. 天热时在地面上撒水是为了降低室内温度
D. 刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
【答案】B。
【解析】A．北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂，是因为水结冰时，质量不变、密度变小、体积变大，与水的比热容较大无关，故A不符合题意；
B．内陆地区沙子多水少，沙子的比热容比水小，白天在太阳的照射下，受热情况相同时，沙子的温度上升比水多，而晚上在同样的放热情况下，沙子的温度下降得也多，所以内陆地区的昼夜气温差比沿海地区大，与水的比热容较大有关，故B符合题意；
C．天热时在地面上撒水是通过水蒸发吸热来降低室内温度，与水的比热容较大无关，故C不符合题意；
D．刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些，是加快了衣服表面的空气流动速度而加快了蒸发，与水的比热容较大无关，故D不符合题意。故选B。
【变式3-3】（2025·辽宁省）如图（a），某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油，比较它们的吸热能力。
（1）为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同，电加热器的规格应____。
（2）本实验中使用的液体温度计是根据液体____的规律制成的。
（3）每隔0.5min记录一次温度，并将数据记录在下表中。第2.5min时，食用油中的温度计示数如图（b）所示，为____℃。
加热时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 ...
水的温度/℃ 25 27 29 31 33 35 ...
食用油的温度/℃ 25 30 34 37 42 ...
分析表中数据，发现____吸热能力强。
（4）为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温，内部应充入吸热能力较____（填“强”或“弱”）的介质。（仅从吸热能力的角度分析）
【答案】（1）相同；（2）热胀冷缩；（3）①. ；②. 水；（4）弱。
【解析】【小问1详解】电加热器的规格相同，才能使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同。
【小问2详解】液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。
【小问3详解】[1]由图可知，温度计的分度值为，温度计的示数从下往上逐渐变大，因此温度为。
[2]加热相同时间表示吸收相同热量，由表中数据可知，质量相同的水和食用油，吸收相同的热量，水升温较小，由可知，水的比热容较大，水吸热能力强。
【小问4详解】由可知，质量相同的不同物质在吸收相同的热量时，比热容小的温度升高的快，所以，为了使电暖气通电后能迅速升温，应在电暖气内部应充入比热容较小的介质，即吸热能力较弱的介质。
【典例4】热机
【典例4】（2025·扬州）如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（ ）。
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
【答案】B。
【解析】由图可知，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内气体，火花塞未点火，即为压缩冲程，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。
【变式4-1】（2025·自贡）如图所示为内燃机的______冲程，该过程是将______转化为机械能。
【答案】①. 做功；②. 内能。
【解析】[1][2]如图所示，两气门都关闭，活塞下行，是做功冲程，该冲程中燃气推动活塞，对活塞做功，内能转化为机械能。
【变式4-2】（2025·武威）用打气筒打气时，气筒壁会发热，这主要是因为活塞对筒内气体_______（选填“做功”或“热传递”），使筒内气体内能增大，温度升高，此过程中的能量转化与四冲程汽油机______冲程的能量转化相同。
【答案】①. 做功；②. 压缩。
【解析】[1][2]改变物体内能有两种方法：做功、热传递；用打气筒打气时，活塞对筒内气体做功，使气体的内能增大，温度升高，此过程中机械能转化成内能；汽油机压缩冲程中，活塞对汽缸内的气体做功，机械能转化成内能，打气筒打气的能量转化与四冲程汽油机压缩冲程相同。
【变式4-3】（2025·龙东）一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（ ）。
A. 完成80个冲程，对外做功20次 B. 完成80个冲程，对外做功40次
C. 完成40个冲程，对外做功10次 D. 完成40个冲程，对外做功40次
【答案】A。
【解析】四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两次、飞轮转两周，完成四个冲程，对外做功一次，当飞轮的转速是2400r/min，即40r/s时，每秒内完成80个冲程，对外做功20次，故A正确，BCD错误。
故选A。
【典例5】热机效率
【典例5】（2025·江西省）用燃气灶给一定质量的水加热，完全燃烧体积为的燃气（燃气的热值为），水吸收的热量为，则此燃烧过程中燃气放出的热量为___________，该燃气灶的热效率为___________×100%。（本小题用题中字母表示）
【答案】①. ；②. 。
【解析】[1][2]已知燃气的热值为，完全燃烧燃气的体积为V，燃烧过程中燃气放出的热量为Q放=qV
该燃气灶的热效率为。
【变式5-1】 (2025·威海）小明和爸爸质量共120kg，骑着一辆质量为300kg（含装备）的三轮摩托车，沿318国道从成都前往拉萨旅行。水平骑行时每只轮胎与地面接触的面积为0.02m2（g取10N/ kg）
（1）水平骑行时，摩托车对地面的压力、压强分别是多少？
（2）在海拔约5000m的米拉山垭口烧水，用燃气炉将质量2.5kg、初温为3℃的水加热至沸腾（水的沸点为83℃）。若燃气完全燃烧释放热量的30%被水吸收。则水吸收了多少热量？共用掉多少燃气？[，]
【答案】（1）4200N；7×10 Pa；（2）8.4×105J， 0.056kg。
【解析】【小问1详解】摩托车对地面的压力F=G=m总g=420kg×10N/kg=4200N
摩托车对地面的压强
【小问2详解】吸收热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×(83℃-3℃)=8.4×105J
燃气释放热量
燃气质量。
【变式5-2】（2025·烟台）汽油机是燃油汽车的动力来源之一。如图所示是某台汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：①______②______。若汽油的热值为，则该工作过程中消耗的汽油质量为______kg。
【答案】①. 1.61×105；②. 机械；③. 3.5×10-3。
【解析】[1][2]汽油机中燃料完全燃烧放出的热量等于损失的能量和有用的机械能之和，燃料完全燃烧放出的热量Q放=W损失+W有用=1.2×105J+4.1×104J=1.61×105J
[3]该工作过程中消耗的汽油质量为。
【变式5-3】（2025·广州）图a所示的电热加湿器，其内部结构及电路简图如图b．通电后，发热电阻R使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。已知水的比热容为、密度为，沸点为100℃．
（1）加热仓中的水变成水蒸气属于 （选填“液化”“汽化”）现象：
（2）已知R阻值为550Ω，求电热加湿器的功率；
（3）若消耗电能，可使加热仓内的水从20℃加热至沸腾，求：
①加热仓内水吸收的热量；
②电热加湿器的加热效率。
【答案】（1）汽化；88W；84%。
（2）电热加湿器的功率；
（3）①水的质量：m=ρV=1.0×103kg/m3×3.0×10-5m3=0.03kg；
标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×0.03kg×（100℃-20℃）=10080J。
电热水壶的热效率：。
【典例6】能量的转化与守恒
【典例6】（2025·连云港） 下图为某核电站的发电流程图，关于核电站发电的过程，下列说法正确的是（ ）。
A. 核反应堆中，发生的是核裂变 B. 核反应堆中，将核能转化为电能
C. 汽轮机工作时，将内能转化为电能 D. 发电机工作时，将内能转化为电能
【答案】A。
【解析】A．利用核能的方式是核裂变和核聚变，核反应堆中，发生的是核裂变，故A正确；
B．核反应堆中，将核能转化为内能，故B错误；
C．汽轮机工作时，将内能转化为机械能，故C错误；
D．发电机工作时，将机械能转化为电能，故D错误。故选A。
【变式6-1】（2025·武威）油电混合动力汽车在减速制动时，可以将电动机作为发电机使用，从而将汽车的一部分机械能转化为___________（选填“电能”或“内能”）储存起来，这种能量转化能够________（选填“提高”或“降低”）汽车在频繁制动过程中的能量损耗。
【答案】①. 电能；②. 降低。
【解析】[1][2]电动机通电可以作为动力带动其他设备转动，由其它设备带动转动时可以作为发电机；油电混合动力汽车在减速制动时，可以将电动机作为发电机使用，从而将汽车的一部分机械能转化为电能，实现部分能量回收，这种能量转化能够降低汽车在频繁制动过程中的能量损耗。
【变式6-2】（2025·苏州）关于能量的转化和转移，下列说法不正确的是（ ）。
A. 金属汤勺放在热汤中，温度升高，内能减小
B. 核电站利用核裂变释放的能量来发电
C. 汽油机的做功冲程主要将内能转化为机械能
D. 能量的转移和转化具有方向性，需要节约能源
【答案】A。
【解析】A．金属汤勺放在热汤中，金属汤勺吸收热量，内能增加，温度升高，故A错误，符合题意；
B．核电站利用核能发电，目前核电站中进行的都是核裂变反应，故B正确，不符合题意；
C．汽油机的做功冲程中高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意；
D．能量的转移与转化具有方向性，可利用的能源是有限的，所以要节约能源，故D正确，不符合题意。
故选A。
【变式6-3】（2025·山西）跨学科实践
制作简易汽轮机模型
热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。
实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。
（1）汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能__________________；
（2）某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能_________________；（答出一条即可）
（3）热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施：_________________。
【答案】（1）①. 内能；②. 机械能；（2）见解析；（3）见解析。
【解析】【小问1详解】[1][2][3]酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。
【小问2详解】在测试过程中，发现扇叶不转动，可能水蒸气的内能太小，笔尖喷出的蒸汽太少。
【小问3详解】在易拉罐上半部分覆盖保温层，可以减少热量的损失，提高汽轮机效率。
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．（2025·成都）宋代诗人王安石的《梅花》诗中“遥知不是雪，为有暗香来”，是赞美梅花的诗句，诗人闻到花香属于______现象。花香醉人，茶香怡人。雪天围炉煮茶，让冬日多了一抹诗意，加热茶水至沸腾，改用“小火”，水依然沸腾，则茶水的温度______。
【答案】①. 扩散；②. 不变。
【解析】[1]诗人闻到花香，是因为花香分子在不停地做无规则运动，进入到空气中，扩散到诗人身边，这种现象属于扩散现象。
[2]液体沸腾的特点是：达到沸点后，继续吸热，但温度保持不变。加热茶水至沸腾，改用“小火”，水依然能吸热（满足沸腾的吸热条件），所以茶水的温度不变。
2. （2025·广安）周末小红给家人做了一顿丰盛的晚餐。她在厨房烹饪食物时，主要是通过______（选填“做功”或“热传递”）方式增大食物的内能，家人在客厅闻到食物的香气，这是______现象。
【答案】①. 热传递；②. 扩散。
【解析】[1]在厨房烹饪食物时，食物从外界吸收热量，主要是通过热传递的方式增大食物的内能。
[2]家人在客厅闻到食物的香气，这是扩散现象，是由于分子不停做无规则运动造成的。
02 分子间相互作用力
3.（2025·连云港）煮粽子时，小明闻到了粽子的香味，是因为___________。水很难被压缩，表明分子间存在___________。
【答案】①. 分子在永不停息的无规则运动；②. 斥力。
【解析】[1]由于构成物体的分子处在永不停息的无规则运动，所以在很远处就能闻到粽子的香味，是扩散现象。
[2]分子存在相互作用的引力和斥力，水很难被压缩，表明分子间存在相互作用的斥力。
4．（2025·安徽省）下列现象中能够说明分子间有引力的是（ ）。
A. 液体很难被压缩 B. 铁丝很难被拉伸
C. 墨水在热水中扩散得较快 D. 水与酒精混合后总体积减小
【答案】B。
【解析】A．由于分子间存在斥力导致液体很难被压缩，故A不符合题意；
B．由于分子间存在引力导致铁丝很难被拉伸，故B符合题意；
C．墨水在热水中扩散得较快，说明温度越高，分子的热运动越剧烈，扩散越快，故C不符合题意；
D．由于分子间存在间隙导致水与酒精混合后总体积减小，故D不符合题意。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． （2025·福建省）如图，红茶加工包含“萎凋”“揉捻”“发酵”“烘干”等工序。下列说法错误的是（ ）。
A. “萎凋”时摊开茶叶可加快水分蒸发
B. “揉捻”使茶叶卷缩，说明力可改变物体的形状
C. “发酵”时闻到气味是因为分子在永不停息地运动
D. “烘干”是通过做功减小茶叶的内能
【答案】D。
【解析】A．“萎凋”时将茶叶摊开，是通过增大液体的表面积加水分蒸发，故A正确，不符合题意；
B．“揉捻”使茶叶卷缩，则茶叶发生形变，说明力可改变物体的形状，故B正确，不符合题意；
C．“发酵”时能闻到茶叶的清香，这是扩散的现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确，不符合题意；
D．“烘干”过程采用高温烘焙，是通过热传递减小茶叶的内能，故D错误，符合题意。故选D。
6.（2025·齐齐哈尔）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）。
A. 温度为以下的物体不具有内能 B. 温度高的物体，含有的热量一定多
C. 物体的内能增加，可能是吸收了热量 D. 温度总是从高温物体传向低温物体
【答案】C。
【解析】A．一切物体在任何情况下都具有内能，温度为以下的物体也具有内能，故A错误；
B．热量是热传递过程中传递的能量，不能说物体含有热量，故B错误；
C．做功和热传递都可以改变物体的内能，物体的内能增加，可能是吸收了热量，故C正确；
D．热量总是从高温物体传向低温物体，热传递过程传递的不是温度，故D错误。故选C。
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。
7．（2025·北京）在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，橡胶塞被推出，管口出现大量“白气”，如图所示。下列说法正确的是（ ）。
A. 水变热的过程，其内能是通过做功的方式改变的
B. 橡胶塞被推出的过程中，水的内能全部转化为塞子的机械能
C. 水蒸气推出橡胶塞的过程中，水蒸气的内能减小
D. 管口出现的“白气”是试管内的水直接汽化形成的
【答案】C。
【解析】A．水变热是通过热传递（酒精灯加热）改变内能，不是做功，故A错误；
B．橡胶塞被推出时，内能转化为机械能，但有热量散失，不是全部转化，故B错误；
C．水蒸气推出橡胶塞，水蒸气对外做功，水蒸气内能减小，故C正确；
D．“白气”是水蒸气液化形成的小水滴，不是汽化，故D错误。故选C。
8．（2025·广州）如图，从热汤中取出的金属勺子，由烫手到不烫手的过程，其内能（ ）。
A．逐渐增加 B．保持不变
C．通过做功改变 D．通过热传递改变
【答案】D。
【解析】 AB.从热汤中取出的金属勺子，由烫手到不烫手，其温度降低，所以内能逐渐减少，故AB错误；
CD.做功改变物体内能是能量的转化过程，如摩擦生热是机械能转化为内能。而热传递改变物体内能是能量的转移过程，是由于温度差引起的，高温物体放出热量，内能减小，低温物体吸收热量，内能增加。金属勺子由烫手到不烫手，是因为勺子与周围空气存在温度差，勺子向空气中散热，内能减小，这是通过热传递的方式改变内能的，故C错误，D正确。故选D。
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．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.（2025·重庆）火锅是重庆饮食文化的一张名片，熬制锅底时，将质量为的水加热升高50℃，水吸收的热量是_________J：锅内的食材是通过________的方式增加了内能。
【答案】①. 4.2×105；②. 热传递。
【解析】[1]水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×105J
[2]此过程中，食材吸收了热量，使食材的内能增加,温度升高，是通过热传递方式改变物体的内能的。
12. （2025·成都）小雨探究液体的凝固特点：先在两个相同容器中分别装入初温为20℃、质量为100g的水和某液体M，再各放入一个温度传感器，然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等，用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像，如图所示。已知，实验在标准大气压下进行，下列说法正确的是（ ）。
A. 液体M的比热容为
B. 液体M放热能力比水放热能力强
C. 在时间段两种物质都是固液共存状态
D. 从20℃刚好降到0℃时，水放出的热量小于M放出的热量
【答案】A。
【解析】A．由图可知，上面物质的熔化图像中，熔点为0℃，下面物质的熔化图像中，熔点为-4℃，所以上面物质是水，下面物质是液体M；由题意可知，单位时间内它们放出的热量相等，则
由图可知，0~t2时间内，它们放出的热量相等，水由20℃降温到4℃，液体M由20℃降温到-4℃，则
则水和某液体M的质量相等，则液体M的比热容为，故A正确；
B．由于水和某液体M的质量相等，单位时间内它们放出的热量相等，水的温度变化慢，所以水的放热能力强，故B错误；
C．由图可知，液体M在时间段处于熔化过程中，是固液共存状态，水在时间段处于熔化过程中，是固液共存状态，故C错误；
D．由图可知，从20℃刚好降到0℃时，水放热时间比液体M放热时间长，由于单位时间内它们放出的热量相等，所以水放出的热量大于M放出的热量，故D错误。故选A。
07 探究不同物质的吸热能力
【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．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．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.（2025·连云港）小华想“探究热水冷却过程温度变化的特点”，她将一杯的热水放在室温下自然冷却，记录的热水温度变化情况如下表所示。[]
时间 0 2 4 6 8 10 12
温度 80 71 65 60 56 52 49
此过程是通过___________的方式改变水的内能，在前内，水的内能减少了___________。请你归纳出热水冷却过程温度变化的特点___________。
【答案】①. 热传递；②. ；③. 先快后慢。
【解析】[1]热水冷却过程向外放出热量，是通过热传递的方式改变水的内能。
[2]水的质量为
在前内，水的内能减少了
[3]根据表格数据分析可知，热水冷却过程中温度先降低的快，后降低的慢，即先快后慢。
16．（2025·达州） 物理实验课上，“动手知真”小组对质量为2kg、初温为20℃的水进行加热，一段时间后温度计示数如图所示为 ℃，该过程水吸收热量为 J【】。
【答案】85；。
【解析】图中温度计分度值为1℃，示数为85℃；
水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（85℃﹣20℃）＝5.46×105J。
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．（2025·天津）我国在柴油机的研制上已将本体热效率突破53%。在柴油机的四个冲程中，内能转化为机械能的是（ ）。
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】柴油机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化，一是压缩冲程中机械能转化为内能；二是做功冲程中内能转化为机械能，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
18．（2025·泸州）小华一家人在端午节期间外出旅游，领略祖国大好河山。他们驾车从泸州到重庆，再坐游轮游览长江三峡。他们所驾汽车的发动机是汽油机，如图是汽油机的______示意图；游轮从上游到下游经过的船闸是利用了______原理；当乘客下游轮后，游轮底受到水的压强______（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】①. 压缩冲程；②. 连通器；③. 变小。
【解析】[1]观察可知，图中汽油机的两个气门都关闭，活塞向上运动，这是压缩冲程的特征。
[2]船闸的工作原理是连通器。当船从上游驶向船闸时，关闭下游阀门，打开上游阀门，上游与闸室组成连通器，水从上游流向闸室，当闸室水位与上游水位相平时，船进入闸室。然后关闭上游阀门，打开下游阀门，闸室与下游组成连通器，水从闸室流向下游，当闸室水位与下游水位相平时，船驶出闸室。
[3]当乘客下游轮后，游轮的重力减小，因为游轮漂浮在水面上，浮力等于重力，所以浮力也减小。根据阿基米德原理，液体密度不变，浮力减小，所以排开水的体积减小，游轮会上浮一些，游轮底所处的深度减小。再根据液体压强公式，液体密度不变，深度减小，所以游轮底受到水的压强变小。
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．（2025·深圳）晓凤同学提出问题：收割机用四冲程柴油机提供动力，其中压缩冲程过程中，柴油机汽缸内气体（ ）。
A. 质量变大 B. 内能减小 C. 体积变大 D. 温度升高
【答案】D。
【解析】四冲程柴油机中的压缩冲程，活塞向上移动，汽缸内气体体积变小，气体质量不变，压缩冲程将机械能转化为内能，内能变大，温度升高，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。
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．（2025·龙东）质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值是 _______ （填“相同”或“不同”）的；若完全燃烧420g的酒精放出的热量全部被水吸收，可使 _______ kg的水温度从30℃升高到90℃。[酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
【答案】①. 相同；②. 50。
【解析】[1]热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的质量以及燃烧条件无关，所以质量为1kg的酒精和1g的酒精的热值相同。
[2]酒精完全燃烧放出的热量
由题意，
由，则水的质量。
22. （2025·青海省）风力发电是叶片转动时带动发电机内部线圈切割磁感线发电，其发电原理是______现象。某风力发电机一天的发电量约为5×104kW·h，这些电能相当于完全燃烧______kg的煤所放出的热量。（1kW·h=3.6×106J；煤的热值取3×107J/kg）
【答案】①. 电磁感应；②. 6×103。
【解析】[1]叶片转动时带动发电机内部线圈切割磁感线，产生感应电流，属于电磁感应现象，所以其发电原理是电磁感应现象。
[2]煤完全燃烧放出的热量Q=W=5×104kW·h=5×104×3.6×106J=1.8×1011J
煤的质量。
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．（2025·广安）“五·一”假期，小莉一家出去旅游。汽车通过一条长2400m的隧道，用时120s，消耗0.1kg的汽油，汽车通过隧道牵引力做的有用功为。（汽油的热值）求：
（1）汽车通过隧道的平均速度；
（2）完全燃烧0.1kg汽油放出的热量；
（3）汽车通过隧道发动机的效率。
【答案】（1）20m/s；（2）；（3）30%。
【解析】【小问1详解】汽车通过隧道的平均速度
【小问2详解】完全燃烧0.1kg汽油放出的热量
【小问3详解】汽车通过隧道牵引力做的有用功
汽车通过隧道发动机的效率。
24.（2025·苏州）用煤气炉将的水从加热到，消耗煤气。已知煤气的热值为，水的比热容为。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤气完全燃烧放出的热量；
（3）煤气炉加热的效率。
【答案】（1）；（2）；（3）40%。
【解析】【小问1详解】
水吸收的热量
【小问2详解】煤气完全燃烧放出的热量
【小问3详解】煤气炉加热的效率。
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. （2025·湖北省）如图是液体燃料火箭喷气发动机示意图。输送装置将燃料和氧化剂输送到燃烧室燃烧，产生气体喷出推动火箭前进。下列说法正确的是（ ）。
A. 燃料燃烧时内能转化为化学能
B. 燃料箱燃料减少，燃料热值不变
C. 燃烧放出热量越多，燃料热值越大
D. 火箭前进时，燃料的化学能全部转化为火箭的机械能
【答案】B。
【解析】A．燃料燃烧时，燃料的化学能先转化为内能，再将内能转化为机械能，故A错误；
B．热值是燃料的基本属性，与燃料的质量大小无关，所以燃料箱燃料减少，热值不变，故B正确；
C．热值是燃料的基本属性，与燃料燃烧放出热量多少无关，故C错误；
D．火箭前进时，是将燃气的内能转化为机械能，由于有热量损失，燃料不可能全部燃烧等因素影响，燃料的化学能不可能全部转化为火箭的机械能，故D错误。故选B。
26．（2024·南通）2024年5月，中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时，燃料燃烧获得的能量使其加速升空，与该过程能量转化形式相同的是（ ）。
A．热机做功冲程 B．钻木取火过程
C．水力发电过程 D．物体上抛过程
【答案】A。
【解析】根据题意可知，火箭发射时，燃料燃烧获得的能量使其加速升空，该过程将燃料的内能转化成火箭的机械能。
热机做功冲程中内能转化成机械能，钻木取火过程机械能转化成内能，水力发电过程为机械能转化成电能，物体上抛过程中克服阻力做功，机械能转化成内能，故A符合题意，而BCD不符合题意。
故选A。
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. （2025·陕西B）火电站利用煤炭燃烧时产生的热量，通过汽轮机带动发电机发电，若火电站的煤电转化效率 （为火电站发出的电能，为消耗的煤炭完全燃烧时所放出的热量），则煤炭燃烧越充分，煤电转化效率越高。有关研究表明，基于“富氧燃烧”技术的“碳—氢—风—电”能源耦合模型，可有效地提高新能源与传统能源的综合利用。如图所示，风电站给电网供电后，将富余的电能输送给制氢厂，通过电解水装置制造的氢气，经加氢站到达用户端；将电解水制氢时产生的氧气输送给火电站，使煤炭实现“富氧燃烧”，提高火电站的煤电转化效率。
（1）某风电站总装机功率为105kW，平均每天工作时长以10h计。若风电站以总装机功率工作时，1天所发出的电能中，有8.2×105kW·h的电能供给电网，富余的电能全部用于电解水制氢（每产生1m3氢气消耗3.6kW·h的电能），产生的氢气完全燃烧时，释放的热量为多少？（氢气的热值为1.28×107J/m3）
（2）假设火电站通过“富氧燃烧”技术，使煤炭完全燃烧，可实现每消耗0.31kg的标准煤，发出1kW·h的电能，则“富氧燃烧”条件下，煤电转化效率是多少？
（3）若采用“富氧燃烧”技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则同样发出1kW·h的电能，相比应用“富氧燃烧”技术前，能节约多少千克标准煤。（标准煤的热值为2.9×107J/kg）
【答案】（1）；（2）；（3）。
【解析】【小问1详解】
富余的电能为
产生的氢气为
氢气完全燃烧释放的热量为
【小问2详解】煤电转化效率是
【小问3详解】
采用富氧燃烧技术后，煤电转化效率相比技术革新之前提高了4%，则技术革新之前的效率为36%，同样发出1kW·h的电能需要消耗的热量为
需要煤的质量为
可以节约煤的质量为。
28.（2025·山东省） 2025年1月，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度高温下1066秒的稳态运行。在核聚变过程中核能转化为内能，但内能却不能自发地转化为核能。说明能量的转化具有____性；在能量转化和转移的过程中，能量的总量保持____。
【答案】①. 方向；②. 守恒。
【解析】[1]由题意可知，核能转化为内能的过程不能自发逆向进行，说明能量转化具有方向性，即某些转化需要特定条件。
[2]根据能量守恒定律，无论能量如何转化或转移，其总量始终守恒即保持不变。
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