第03讲 内能与内能利用【讲义课件】-【新课标新思维】2026人教版中考物理一轮复习四步曲 学思讲测(通用版)

文档属性

名称 第03讲 内能与内能利用【讲义课件】-【新课标新思维】2026人教版中考物理一轮复习四步曲 学思讲测(通用版)
格式 pptx
文件大小 8.2MB
资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2026-01-08 10:16:33

图片预览

文档简介

(共116张PPT)
【新课标新思维】2026年中考物理一轮复习四步曲 学思讲测(通用版)
第03讲 内能与内能利用
中考课件
课标透视·考向预测
思维导图·知识领航
考点精研·易错明晰
题型归纳·技巧点拨
目录
CONTENTS
01
课标透析·考向预测
课标透析·考向预测
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 ☆☆☆
02
思维导图·知识领航
知识导图·思维引航
03
考点精研·易错明晰
考点精研·易错明晰
考点精研·易错明晰
考点一 分子热运动
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。
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。
01
1.温度
一、物质的构成
考点精研·易错明晰
考点一 分子热运动
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。
一、物质的构成
考点精研·易错明晰
考点一 分子热运动
二、分子热运动
1.实验探究—物质的扩散
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
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
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
考点精研·易错明晰
考点一 分子热运动
二、分子热运动
2.扩散现象
(1)定义:不同的物质相互接触时, 对方的现象叫扩散。
(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)。
进入对方
永不停息地做无规则运动
(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。
02
1.扩散现象的认识和理解
考点精研·易错明晰
考点一 分子热运动
二、分子热运动
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。
考点精研·易错明晰
考点一 分子热运动
二、分子热运动
3.分子热运动
(1)探究实验:物质的扩散
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: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
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
【探究归纳】
03
分子热运动
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。
考点精研·易错明晰
考点一 分子热运动
三、分子间相互作用力
1.探究实验:分子间的作用力
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
现象分析: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
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
现象分析: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。
考点精研·易错明晰
考点一 分子热运动
三、分子间相互作用力
04
分子间相互作用力
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)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。
考点精研·易错明晰
考点一 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
C
分子热运动是无法通过眼睛直接观察到的,但通过扩散现象(宏观)可以间接证明分子的运动
考点精研·易错明晰
考点一 分子热运动
【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”)。
说明力可以改变物体的形状
形状
分子地做无规则运动的结果
无规则运动
因为分子间存在引力
引力
变大
质量不变,高度不断增大
考点精研·易错明晰
考点一 分子热运动
【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________。
[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
热传递
扩散
剧烈
考点精研·易错明晰
考点一 分子热运动
【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
B
熔化吸热
升华吸热
凝固放热,周围空气吸热,温度升高,分子动能增大
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
考点精研·易错明晰
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。
考点精研·易错明晰
考点二 内能
一、内能
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。
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)任何物体存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。
考点精研·易错明晰
考点二 内能
一、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。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。
考点精研·易错明晰
考点二 内能
一、内能
特别提醒:物体内能改变的宏观表现
(1)温度变化:物体温度升高,内能增大;温度降低,内能减小;
(2)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 考点精研·易错明晰
考点二 内能
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
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
给工件淬火
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
烧水时,水的温度升高,内能增加,能量从火焰传递给锅和水
现象归纳: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
考点精研·易错明晰
考点二 内能
二、物体内能的改变
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
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
考点精研·易错明晰
考点二 内能
二、物体内能的改变
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。
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。
01
对热量认识的三个误区:
考点精研·易错明晰
考点二 内能
二、物体内能的改变
3.做功改变物体的内能
外界对物体做功
物体对外界做功
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
结论:(1)做功可以改变物体的内能;(2)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。
考点精研·易错明晰
考点二 内能
二、物体内能的改变
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 考点精研·易错明晰
考点二 内能
二、物体内能的改变
(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。
02
做功、热传递改变物体内能的实质
考点精研·易错明晰
考点二 内能
二、物体内能的改变
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 考点精研·易错明晰
考点二 内能
二、物体内能的改变
【例2】(2025·连云港)关于内能,下列说法正确的是(  )。
A. 0℃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
任何一个物体都有内能
物体的内能与温度、质量、物质的状态、种类都有关
当物体运动时,既具有内能,又具有机械能
D
考点精研·易错明晰
考点二 内能
二、物体内能的改变
【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
热传递改变物体内能
做功改变物体内能
D
考点精研·易错明晰
考点二 内能
二、物体内能的改变
【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。
江水由于运动而具有动能,动能是机械能的一种
机械
任何物体在任何情况下都有内能
具有
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
无规则
考点精研·易错明晰
考点二 内能
二、物体内能的改变
【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
任何一个物体都有内能
热量是过程量,不能说“含有的热量”
物体的内能与温度、质量有关
灭火器在使用过程中对外做功,内能减小
C
考点精研·易错明晰
考点三 比热容
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。
考点精研·易错明晰
考点三 比热容
一、比较不同物质的吸热能力
1.探究不同物质吸热能力
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

考点精研·易错明晰
考点三 比热容
一、比较不同物质的吸热能力
【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。
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
考点精研·易错明晰
考点三 比热容
二、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
考点精研·易错明晰
考点三 比热容
二、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。
考点精研·易错明晰
考点三 比热容
二、比热容
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。
考点精研·易错明晰
考点三 比热容
二、比热容
7.比热容的应用
(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。
考点精研·易错明晰
考点三 比热容
三、热量
(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。
考点精研·易错明晰
考点三 比热容
【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2.4×103J/(kg·℃)
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38℃
液体的沸点
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
温度计得分度值为1℃,读出温度为37℃
B
考点精研·易错明晰
考点三 比热容
【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”)。
质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为
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
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
4.2×105J
不变
增大
考点精研·易错明晰
考点三 比热容
【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
A: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
B: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
C: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
D: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
B
考点精研·易错明晰
考点三 比热容
【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 ℃。
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)
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 ...
应选相同的电加热器
相同
液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的
热胀冷缩
示数为46℃
46℃
水的比热容较大,水吸热能力强

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

考点精研·易错明晰
考点四 热机
1.实验探究—热机工作原理
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”。
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。
结论: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。
一、热机
考点精研·易错明晰
考点四 热机
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。
一、热机
考点精研·易错明晰
考点四 热机
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。
考点精研·易错明晰
考点四 热机
二、汽油机
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。
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
考点精研·易错明晰
考点四 热机
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。
考点精研·易错明晰
考点四 热机
三、柴油机
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。
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
考点精研·易错明晰
考点四 热机
三、柴油机
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。
考点精研·易错明晰
考点四 热机
【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
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
B
考点精研·易错明晰
考点四 热机
【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。
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
做功
内能
考点精研·易错明晰
考点四 热机
【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。
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
做功
压缩
考点精研·易错明晰
考点四 热机
【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
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
A
考点精研·易错明晰
考点五 热机效率
一、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。
考点精研·易错明晰
考点五 热机效率
一、热值
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)
考点精研·易错明晰
考点五 热机效率
一、热值
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
考点精研·易错明晰
考点五 热机效率
二、热机效率
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:
考点精研·易错明晰
考点五 热机效率
二、热机效率
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
考点精研·易错明晰
考点五 热机效率
二、热机效率
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。
考点精研·易错明晰
考点五 热机效率
二、热机效率
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。
考点精研·易错明晰
考点五 热机效率
【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V的燃气(燃气的热值为q),水吸收的热量为Q,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)
已知燃气的热值为q,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
qV
考点精研·易错明晰
考点五 热机效率
【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?
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
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
考点精研·易错明晰
考点五 热机效率
【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4.6×107J/kg,则该工作过程中消耗的汽油质量为 kg。
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:Q放=W损失+W有用=1.2×105J+4.1×104J=1.61×105J
1.61×105J
机械
该工作过程中消耗的汽油质量为
3.5×10-3
考点精研·易错明晰
考点五 热机效率
【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4.2×103J/(kg ℃)、密度为1.0×103kg/m3,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1.2×104J,可使加热仓内3.0×10 5m3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。
汽化
电热加湿器的功率
水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×3.0×10-5m3=0.03kg
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:
考点精研·易错明晰
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。
考点精研·易错明晰
考点六 能量的转化与守恒
一、能量的转化与转移
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。
(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。
02
能量的“转化”和“转移”的区别
考点精研·易错明晰
考点六 能量的转化与守恒
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。
考点精研·易错明晰
考点六 能量的转化与守恒
二、能量守恒定律
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。
考点精研·易错明晰
考点六 能量的转化与守恒
【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
核反应堆中,发生的是核裂变
核反应堆中,将核能转化为内能
汽轮机工作时,将内能转化为机械能
发电机工作时,将机械能转化为电能
A
考点精研·易错明晰
考点六 能量的转化与守恒
【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。
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
电能
降低
考点精研·易错明晰
考点六 能量的转化与守恒
【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
金属汤勺吸收热量,内能增加,温度升高
核电站中进行的都是核裂变反应
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
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
A
考点精研·易错明晰
考点六 能量的转化与守恒
【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:_________________。
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
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
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
04
题型归纳·技巧点拨
题型归纳·技巧点拨
题型一 分子热运动与扩散现象
分子热运动与扩散现象
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。
题型归纳·技巧点拨
题型一 分子热运动与扩散现象
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______。
扩散
不变
题型归纳·技巧点拨
题型一 分子热运动与扩散现象
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。
热传递
扩散
题型归纳·技巧点拨
题型二 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___________。
分子在永不停息的无规则运动
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
B
题型归纳·技巧点拨
题型三 内能的概念与内能大小的比较
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。
内能的概念与内能大小的比较
题型归纳·技巧点拨
题型三 内能的概念与内能大小的比较
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
D
题型归纳·技巧点拨
题型三 内能的概念与内能大小的比较
5.(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
C
题型归纳·技巧点拨
题型四 物体内能的改变
物体内能的改变
(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。
题型归纳·技巧点拨
题型四 物体内能的改变
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
C
题型归纳·技巧点拨
题型四 物体内能的改变
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
D
题型归纳·技巧点拨
题型五 温度、内能与热量辨析
温度、内能与热量辨析
(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。
题型归纳·技巧点拨
题型五 温度、内能与热量辨析
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
D
题型归纳·技巧点拨
题型五 温度、内能与热量辨析
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
BD
题型归纳·技巧点拨
题型六 比热容概念及应用
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。
比热容概念及应用
题型归纳·技巧点拨
题型六 比热容概念及应用
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2kg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。
4.2×105
热传递
题型归纳·技巧点拨
题型六 比热容概念及应用
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C水=4.2×103J/(kg·℃),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2.8×103J/(kg·℃)
B. 液体M放热能力比水放热能力强
C. 在t2~t4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
A
题型归纳·技巧点拨
题型七 探究不同物质的吸热能力
探究不同物质的吸热能力
(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。
题型归纳·技巧点拨
题型七 探究不同物质的吸热能力
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 。
质量
吸收热量

题型归纳·技巧点拨
题型七 探究不同物质的吸热能力
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。
扩散
小于
木块被撞击后移动的距离
速度
题型归纳·技巧点拨
题型八 比热容计算
比热容计算
(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。
题型归纳·技巧点拨
题型八 比热容计算
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。
此过程是通过___________的方式改变水的内能,在前6min内,水的内能减少了___________J。请你归纳出热水冷却过程温度变化的特点___________。
时间 0 2 4 6 8 10 12
温度 80 71 65 60 56 52 49
热传递
8×103
先快后慢
题型归纳·技巧点拨
题型八 比热容计算
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。
85
5.46×105
题型归纳·技巧点拨
题型九 热机及其工作原理
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:
热机及其工作原理
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
题型归纳·技巧点拨
题型九 热机及其工作原理
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
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”)。
压缩冲程
连通器
变小
题型归纳·技巧点拨
题型十 汽油机、柴油机及相关计算
汽油机、柴油机及相关计算
(1)汽油机与柴油机的判断
(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。
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
题型归纳·技巧点拨
题型十 汽油机、柴油机及相关计算
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
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
AC
题型归纳·技巧点拨
题型十一 热值及其相关计算
热值及其相关计算
(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。
题型归纳·技巧点拨
题型十一 热值及其相关计算
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·℃)]
相同
50
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)
电磁感应
6×103
题型归纳·技巧点拨
题型十二 热机效率及其计算
热机效率及其计算
(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:
(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
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
题型归纳·技巧点拨
题型十二 热机效率及其计算
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1.38×106J。(汽油的热值q=4.6×107J/kg)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η。
20m/s
4.6×106J
30%
题型归纳·技巧点拨
题型十二 热机效率及其计算
24.(2025·苏州)用煤气炉将40kg的水从20℃加热到70℃,消耗煤气0.05kg。已知煤气的热值为4.2×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。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。
8.4×105J
2.1×106J
40%
题型归纳·技巧点拨
题型十三 能量的转化与转移
(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。
能量的转化与转移
题型归纳·技巧点拨
题型十三 能量的转化与转移
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
B
题型归纳·技巧点拨
题型十三 能量的转化与转移
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
A
题型归纳·技巧点拨
题型十四 能量守恒定律
能量守恒定律
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。
题型归纳·技巧点拨
题型十四 能量守恒定律
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η=(W电/Q总) (W电为火电站发出的电能,Q总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)
6.4×1011J
40%
0.03kg
题型归纳·技巧点拨
题型十四 能量守恒定律
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 。
方向
不变
中考物理一轮复习四步曲 学思讲测(通用版)
感谢收看
教学课件
同课章节目录