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专题(四十九) 能的转化与能量守恒(七)——内能
1
教材要点梳理——理主干 思本质
目
录
2
课标要点探究——明要点 知通法
01
教材要点梳理——理主干 思本质
1.定义:物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和。
2.单位:________,符号为______。
3.影响因素
(1)温度:同一物体,温度越高,内能越大;温度降低时,内能________。
(2)质量:在温度相同、其他因素一定的情况下,质量越大,分子的数量越多,物体内能________。
(3)体积:在温度相同、其他因素一定的情况下,物体的体积变化,分子间的势能发生变化,物体的内能也发生变化。
(4)物态:同一物体在不同状态下其内能________。
知识点1 内能
焦耳
J
减少
越大
不同
1.改变内能的方式
知识点2 内能的改变
项目 热传递 做功
实质 内能的__________ 内能与其他形式的能之间的__________
说明 条件:物体间存在_______ 传递方向:能量从高温物体传递到低温物体,直到两物体________相等为止 做功改变物体内能的两种情况:一是外界对物体做功,物体内能________;二是物体对外界做功,物体内能__________
转移
转化
温度差
温度
增加
减少
知识点2 内能的改变
项目 热传递 做功
联系 做功→内能改变→温度不一定改变 热传递→内能改变→温度不一定改变
2.内能与机械能的区别
知识点2 内能的改变
比较项目 内能 机械能
对应的运动形式 分子的热运动 宏观物体的机械运动
种类 分子动能、分子势能 物体的动能、重力势能或弹性势能
影响因素 物质的量、物体的温度、物体的体积及物态 物体的质量、机械运动的速度、离地高度(或相对于参考平面的高度)或弹性形变程度
1.定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫作热量。
2.单位:热量的单位为________,符号为______。
(1)热量与内能的联系:物体吸收热量时内能________,放出热量时内能________,物体吸收或放出的热量越多,它的内能改变越大。
(2)①热传递过程中传递的是内能(热量),而不是温度。
②热量不能说“含有”或“具有”,物体具有的是能量,如内能、机械能等。
③温度是一个状态量,反映分子无规则运动的剧烈程度。
知识点3 热量
焦耳
J
增加
减少
3.温度、内能、热量之间的关系辨识
(1)温度:表示物体的冷热程度,是一个状态量,只能说“一个物体的温度是多少”。
(2)热量:是一个过程量,只能用“吸收”或“放出”描述。
知识点3 热量
(3)内能:是一个状态量,只能说“具有”“增加”或“减少”。
知识点3 热量
1.概念:单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或释放)的热量,用符号c表示。
2.单位:焦每千克摄氏度,即焦/(千克·摄氏度),符号为_____________。
3.物质吸、放热的计算
公式:Q=____________。
知识点4 比热容的概念及特性
J/(kg·℃)
cmΔt
4.特性
(1)比热容是反映物质自身性质的物理量,不同的物质,比热容一般________。
(2)同种物质,在不同状态下的比热容一般________(比如水和冰的比热容不同)。
知识点4 比热容的概念及特性
不同
不同
5.比热容的应用
(1)汽车发动机用水做冷却剂。
(2)沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大。因为水的比热容比砂石的比热容大得多,质量相同的水和砂石,在吸收或放出的热量相同的条件下,水的温度变化比砂石的要小得多。因此,在同样的阳光照射条件下,一天之内,内陆地区的气温变化比沿海地区的大。
(3)冬天的菜窖里放一桶水,可防止菜冻坏等。
知识点4 比热容的概念及特性
1.定义:1 kg某种燃料完全燃烧时放出的热量,符号为q。
2.单位:焦/千克,符号为J/kg。
3.特性:热值是燃料的一种属性,与燃料的形状、体积、质量和是否充分燃烧等无关,只与燃料的________有关。
4.公式
(1)Q=________(适用于固体、液体)。
(2)Q=________(适用于气体)。
知识点5 热值
种类
mq
qV
1.热机分类:蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机等。
2.汽油机
(1)定义:以汽油为燃料的内燃机。
(2)工作原理:通过做功把内能转化为机械能。
知识点6 热机的分类及原理
知识点7 汽油机四冲程及特点
名称 吸气冲程 ____冲程 ____冲程 排气冲程
示意图
进气门 ________ 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭 __________
火花塞 未点火 ____________ __________ 未点火
压缩
做功
开启
开启
未点火
点火
知识点7 汽油机四冲程及特点
名称 吸气冲程 ____冲程 ____冲程 排气冲程
活塞运动方向 向下 __________ __________ 向上
能量的转化 — __________能转化为______能 ________能转化为________能 —
向上
向下
机械
内
内
机械
压缩
做功
02
课标要点探究——明要点 知通法
考向1 分子热运动与内能
例1 电热液体蚊香器如图所示,工作时其内部的发热部件对蚊香液加热,一段时间后,其顶部有“白雾”飘出,房间里弥漫着蚊香液的清香,起到驱蚊和灭蚊的作用。
课标要点一 内能
(1)发热部件使蚊香液温度升高,该过程主要是通过__________(填“做功”或“热传递”)使蚊香液的内能增加。
(2)“白雾”是蚊香液先汽化后________(填物态变化名称)形成的。
(3)房间里弥漫着蚊香液的清香,说明分子在不停地做________________ _______。
课标要点一 内能
热传递
液化
无规则运动(或热运动)
例2 关于温度、热量、内能、比热容,以下说法正确的是( )
A.一块0 ℃的冰没有内能,它的分子不会运动
B.一个物体吸收了热量,它的温度一定会升高
C.一个物体温度升高了,它的内能一定增加
D.温度低的物体一定比温度高的物体内能少
课标要点一 内能
C
考向2 改变物体内能的方式
例3 下列事例中,通过做功来改变物体内能的是( )
A.将金属勺放在热汤中
B.将食品放入冰箱
C.取暖器旁的物体温度升高
D.反复弯折铁丝
课标要点一 内能
D
例4 《天工开物》是我国古代的科学著作,书中记载着大量的古代机械或工具。
(1)筒车是一种以水流为动力,用来取水的机械,如图甲所示,其工作原理是将水的______能转化为水的重力势能。
甲
课标要点一 内能
动
(2)图乙所示是我国古代发明的取火器的模型图。取火时,一手握住套筒,另一手猛推推杆,艾绒立刻燃烧起来。其原理是通过________的方式改变内能,使筒内空气内能________,温度升高,达到艾绒的着火点。
课标要点一 内能
做功
增大
考向1 比热容与热值
例5 关于物质的比热容,下列说法正确的是( )
A.比热容是物质的一种属性,只和物质的种类有关
B.同种物质的质量越大,比热容就越大
C.因为水的比热容较大,所以常作为冷却剂
D.物质的状态发生变化时其比热容一般不变
课标要点二 比热容、热值和热机
C
例6 关于热值,下列说法正确的是( )
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
B.容易燃烧的燃料热值一定大
C.使用热值高的燃料可以放出更多的热量
D.煤的热值大于干木柴的热值,煤燃烧放出的热量一定比干木柴燃烧放出的热量多
课标要点二 比热容、热值和热机
A
考向2 内燃机原理
例7 在右图所示的“汽油机模型”实验中,将少量的汽油喷入筒内,用软木塞塞住筒口,摇动起电机,观察到放电针放电,汽油燃烧,软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
课标要点二 比热容、热值和热机
C
例8 图甲、乙、丙、丁为汽油机的四冲程示意图,图①②为实验演示图,则下列说法正确的是( )
课标要点二 比热容、热值和热机
D
A.汽油机四冲程的工作顺序为丙→甲→丁→乙
B.四冲程中依靠飞轮惯性带动的冲程是甲、乙、丙
C.甲、丁过程中能量转化过程均为机械能转化为内能
D.①演示实验可模拟甲冲程,②演示实验可模拟丁冲程
课标要点二 比热容、热值和热机
温馨提示 请完精准作业49
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