第十二章 内能与热机
“冷”和“热”与我们的生活息息相关，因而本章所学知识在现实生活中有着重要意义。本章内容包括温度与内能、科学探究：物质的比热容、内燃机、热机效率和环境保护，各个部分之间既要注意相互联系，又要注意相互区别。温度与内能是其它各节的基础，科学探究：物质的比热容、内燃机、热机效率和环境保护是温度与内能的应用。对温度、内能、热量、热值和比热容的区别的理解是本章的关键，有关比热容和热值的计算是本章的重点和难点。
第1节 温度与内能
【教材内容详解】
一、课程标准
1.知识与技能
(1)知道温度计的工作原理，学会使用温度计进行测量。说出温度计上的刻度是如何规定的，及它们的物理意义。
(2)熟悉使用温度计的过程，掌握它的使用方法。
2.过程与方法
(1) 体会对温度进行准确测量的必要性，养成采集科学准确的数据的好习惯。
(2) 养成遇到仪器就乐于探究其物理原理的好习惯，体验学会使用一种新仪器的愉悦心情。
二、快乐点击
1. 温度与温度计
探究1
温度与人类息息相关，你知道人的正常体温吗？天气冷了，水可以结成冰，水结冰的温度是多少呢？你还知道哪些特定的温度？
讨论交流
温度表示物体的冷热程度的物理量。越热的物体温度越高，越冷的物体温度越低。摄氏度（℃）是生活与生产中常用的温度单位。
探究2
猜猜看，你们学校实验室的温度计内装的是什么液体？为什么各类温度计中的液体会有所不同？你会正确使用温度计测量物体的温度吗？
讨论交流
家庭和物理实验室常用的温度计是利用水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩的性质制成的。使用温度计时，应当注意：
1 根据待测物体温度变化范围选择量程合适的温度计。
2 使用前认清温度计最小刻度值。
3 使用时要把温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中，不要碰到容器底或容器壁。
4 待温度计的示数稳定后再读数。
5 读数时要将玻璃泡继续留在被测液体中，视线与温度计液柱的上表面相平。
探究3
用过实验用温度计和体温计之后，你发现它们有什么异同？
讨论交流
实验用温度计和体温计的异同列表如下：
水银温度计和体温计的比较
水银温度计 体温计
相同点 ①由于测温物质都是水银，所以原理相同②使用的温标相同，都是摄氏温标③读数方法相同
不同点 ①测量范围较大②准确到1℃③读数时不能脱离被测物体④不能甩 ①测温范围为35℃—42℃②准确到0.1℃③读数时能脱离被测物体读数④用后甩几下
2.物体的内能
探究1
根据分子动理论，组成物质的分子在不停地作热运动，并且分子之间有引力和斥力，且分子之间有间隔，想想看，组成物质的分子都具有哪些能量？
讨论交流
根据分子动理论，组成物质的分子在不停地作热运动，所以每个分子都具有动能。物体的分子之间有引力和斥力，且分子之间有间隔，因此物质的分子之间还具有势能。物体内所有分子由于热运动而具有的动能，以及分子之间势能的总和叫物体的内能。物体的分子永远是在运动着的，分子之间的相互作用总是存在的，因此物体的内能不会为零。
探究2
等质量热水的内能为什么比冷水的内能大？炽热灯丝的内能为什么比未通电的灯丝内能大？想一想，物体的内能与哪些因素有关？
讨论交流
物体分子热运动的剧烈程度与温度有关，因此物体的内能与温度有关。如果体积变化不大，同一物体温度高时内能大，温度低时内能小。
3.改变物体内能的两种途径
探究1
在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，棉花会燃烧。将一根铁丝反复弯折数十次，铁丝被弯折处会发热。你从中能总结出什么规律呢？
讨论交流
棉花燃烧是因为筒内的空气内能增加，温度升高了。铁丝内能的改变是由于人对铁丝做了功。说明做功可以改变物体的内能。
探究2
炒菜做饭时，铁锅热得烫手。物体放在阳光下，会被晒的暖呼呼的。你从中又能总结出什么呢？
讨论交流
以上事例说明热传递也是改变物体内能的一种方法。
4.热量
探究
物体发生热传递时，内能通常会改变。说说你对这种改变有什么认识和想法？
讨论交流
物体通过热传递方式所改变的内能称为热量。热量的电位是焦耳；热量通常用字母Q表示。
【广视角】
“人造火山”——城市热岛
在人口高度密集、工业集中的城市区域，由人类活动排放的大量热量与其他自然条件的共同作用致使城区气温普遍高于周围郊区的气温，人们把这种现象称为“人造火山”。高温的城市处于低温郊区的包围中，如同汪洋大海中的一个个小岛，因此也称为“城市热岛”现象。城市热岛现象早在十八世纪初首先在英国的伦敦发现。此后，随着世界各地城市的发展和人口的稠密化，热岛效应变得日益突出。如图12-1-1所示。
气温资料：2003年夏天，中国南方的高温闷热天气已经持续了40多天，而且，7月下旬至8月上旬，很多地方频频刷新当地气象记录，实属罕见。
武汉：40℃，从7月25日至8月3日连续9天超过40℃，打破了1907年以来的历史记录；
长沙：41℃，8月3日创下50多年最高温记录；
福州：41℃，7月26日创下，是1880年有资料记载的120多年来的最高记录；
杭州：40.3℃，8月1日出现历史最高温，再次刷新7月26日的40℃高温记录；
上海：39.6℃，8月2日和7月25日创近60年来高温记录，且首次预报8月2日最高温度为40℃；
图12-1-1
城市热岛效应主要是由以下几种因素综合形成：(1)城市建筑物材料和铺砌水泥地面材料的比热容小，吸收太阳的辐射热后，升温快。(2)人口高度密集、工业集中，大量人为热量喷发。(3)高耸入云的建筑物形成的地表风速小且通风不良。(4)人类活动释放的废气排入大气，改变了城市上空的大气组成，含有大量废气的大气，夜间会减少城区地表热量向外辐射，减少了热量散失，起到保温的作用。
城市要减弱“热岛形象”，在规划和设计上应考虑：
(1)要开发和保护好城区的绿地、水体面积。
(2)在城市发展的同时，要控制城市人口密度、建筑物密度。
(3)加强城市通风。
(4)减少人为热的释放，尽量将民用煤改为液化气、天然气，集中供热也是根本对策。
温室效应
当太阳辐射能到达地球表面时，地球大气层中的CO2和水蒸气等在允许太阳能透过并到达地面的同时，即吸收太阳和地球的长波辐射，也把部分长波辐射能反射回地球表面，使地球表面温度升高，这犹如把地球罩进了一个巨大的“玻璃罩”内，“玻璃罩”允许太阳辐射透过，但却阻止地面热量散发，致使地面温度上升，这种作用叫做“温室效应”。如图12-1-2所示。
图12-1-2
趣味实验——温室效应试验
取两只250 mL的锥形瓶。一只装满制得的二氧化碳气体，另一只内是空气。用连有温度计的单孔橡皮塞塞住瓶口，把它们彼此靠近地置于实验桌上，锥形瓶底部放一块面积大于两个锥形瓶瓶底面积的黑色纸板。如图12-1-3所示。
在锥形瓶上方用功率为100 W的反射灯泡均匀地照射，观察瓶内温度升高的情况。约 1 min～2 min内，装有二氧化碳的锥形瓶内温度高出邻瓶7 ℃～8 ℃。
在这个实验中黑色纸板的存在是吸收可见光产生红外辐射 图12-1-3
引起温室效应气体变暖的要素。这个实验相对简单，而且也只是粗略地试验温室效应。
【热点考点聚焦】
1.命题考点
(1) 分子动理论部分多考察扩散知识；
(2) 内能部分多考察改变内能的方法、内能改变与物体温度的关系。
2.举例
例1 （2003，扬州市）“大树底下好乘凉”，这是一个众人皆知的俗语。小峰却不以为然，为此与小芳发生激烈的争辩。小峰认为，现在生活水平提高了，有了遮阳伞，人在遮阳伞下与大树下同样没有阳光的直接照射，所以一样凉爽；小芳认为，遮阳伞下比树下炎热。根据你所学物理知识，对上述两人的观点，你支持 的观点。请帮助他俩设计一个实验，以解决他们之间的争辩。实验器材： ；实验方法： 。通过这次活动，你有什么感想？ （简要回答）
剖析：本题要求判断两处的温度高低，当然要用温度计；判断的过程可以采取两支相同的温度计分别测不同地方的方法。
答案：小芳； 温度计；在靠近树的地方支起阳伞，分别将温度计放在伞下和树荫下；许多问题可以通过实验的方法解决。
金钥匙：本题考查了学生知识与实践相结合的能力。
例2 （2003，河南省）给自行车打气时，越打车胎越硬；放在烈日下的自行车，车轮可能会爆胎。对上述现象中的原因及结果进行分析。请提出一个你认为需要研究的问题： 。
剖析：本题中牵扯的因素有气体的多少、气体的体积、气体的温度和气体压强的大小。
答案：气体压强与质量有关吗？或者气体压强与温度有关吗？或者温度越高，气压越大吗？或体积一定时，气体的质量越大，气压越大吗？
金钥匙：找出相关因素，提出问题。
【典型例题剖析】
例1 开启啤酒瓶盖瞬间伴有“嘭”的一声，瓶口有—股“白烟”，下列说法正确是 ( )
A．瓶内外温度相等，啤酒内能不变
B．瓶内气体对外做功，啤酒内能增加
C．瓶口“白烟”是瓶内CO2液化形成的
D．瓶口“白烟”是瓶口水蒸气液化形成的
剖析：“嘭”的一声是瓶内气体对外做功，内能就会减少，所以瓶口温度降低，水蒸气液化形成“白雾”。
答案：D
金钥匙：“白雾”现象是经常考查的问题。
例2 现在一年四季都能吃到各种各样的蔬菜瓜果，这是由于农村中普遍采用了塑料薄膜大棚。请你从热传递利用和防止的角度，说说它的好处。为了更有利于植物在各个季节中生长，你认为还可以在塑料大棚内增加哪些设施？
剖析：塑料薄膜大棚利于吸热，还防止了水分蒸发。对于植物生长，温度和湿度是很重要的因素，可以增加对这两项指标的监控措施等。
答案：(1)塑料大棚的好处很多，例如：
①塑料薄膜无色透明，使热辐射能透入，利于吸热。从生物学角度看，太阳光的照射能使光和作用正常进行，植物能正常生长。
②用塑料薄膜搭成的大棚有较好的密闭型，把蔬菜罩起来与外界隔绝，使空气局限于棚内流动，不会产生大范围地对流，使吸收到的热量不容易散失。
③塑料和空气又是热的不良导体，减少了热传导，也能有效地防止热的散失。
(2)塑料薄膜大棚不只有保温作用，而且还防止了水分蒸发，在沙漠等干燥地带可以起到保湿作用。为了适应各种情况，还可以的大棚添加一些设施：
①在植物呼吸中、土壤中都会有水分蒸发，过于潮湿又会影响植物生长，因此可以在大棚旁侧制作几个窗户，以便随时打开，让空气流动，降低棚里的湿度。
②为了加强控制温度、湿度，大棚内应设有温度计、湿度计。
③如果在日照不足的地方，还可以在大棚内配置仿日照的灯光，保证植物的光合作用正常进行。
④严寒地区还可以在地表下铺设类似北方火坑的坑道，用热水或热气加热。
金钥匙：应对周围的科技发展动态有所了解，特别是与所学过的知识有密切联系的方面，更是易于出题。
【易错例题详解】
例1 下列说法正确的是 （ ）
A.物体温度升高，它的分子运动加快
B.物体温度升高，它一定吸收热量
C.物体吸收了热量，它的温度一定升高
D.物体温度越高，具有的热量越多
错解：B、C、D
纠正：内能改变有做功和热传递两种方式；物体吸收热量时，如果同时对外做功，它的温度就不一定升高；热量是指在传递的过程中改变的内能多少，只能说“吸收多少”或“放出多少”，不能说“有”、“没有” 或“还有”。
正解：A
金钥匙：温度、内能、热量的含义和关系，内能改变和做功、热传递的关系等都是学生容易混淆的问题，应重点把握。
例2 下列对扩散现象的说法中正确的是（ ）。
A.汽车开过，扬起的灰尘在空中飞舞
B.只有气体、液体间能发生扩散现象
C.糖在热水中比在冷水中溶得快，说明温度高糖扩散的快
D.两块表面干净的铅压紧能结合在一起，说明固体间也能发生扩散
错解：D
纠正：选项D中两铅块是同种物质，而扩散现象发生在不同物质间，将铅块压紧能结合在一起，说明分子间存在引力而不是固体分子的扩散现象，这是最容易错的地方。
正解：C
金钥匙：加深对扩散现象的本质的认识。
【创新例题点拨】
例1 根据“墨水使热水很快变色”这一现象，可提出一个什么问题？
点拨：墨水在温水中扩散快，这是常见的现象。温水与冷水相比较，温水的温度较高，墨水在温水中扩散快说明温度越高，分子无规则运动越剧烈。
答案：温度的高低对分子无规则运动的剧烈程度有什么影响？
金钥匙：理解好分子无规则运动快慢与温度的关系，解这道题就不难。
例2 世界上第一支温度计是由伟大的科学家伽利略的制成的“气体温度计”，如图12-1-4a所示。图12-1-4b是常用液体温度计。你能否根据学过的知识，分析一下它们有何异同处？
点拨：两种温度计都是根据热胀冷缩的原理制成，但图所示的气体温度计主要是利用气体的热胀冷缩，而图所示的液体温度计是利用液体的热胀冷缩，因此它们的制作和使用都有所不同。
答案：
(1)气体温度计的玻璃管内既有气体又有液体，但由于气体的热膨胀比液体明显，所以气体温度计是以气体的热胀冷缩来反映温度的变化，示数由细管内液面位置显示。温度升高，气体膨胀，细管内液面降低；反之，液面就升高。所以此温度计的刻度是自下而上逐渐减 图12-1-4
少的。液体温度计是利用液体的热膨胀，它的刻度是自下而上逐渐增大的。
(2)在同样的温度情况下，气体的热膨胀比液体明显得多，所以两种温度计每1℃的间隔应该不同，气体温度计的间隔较大，灵敏程度也较高。
(3)由于上述同样原因，气体温度计的测量范围较小。
(4)气体温度计液面上方空间较大，液体的蒸发现象对测量的准确程度有所影响。
(5)气体温度计受大气压的影响较大，液体温度计的液柱在密闭状态，不受大气压变化的影响。
金钥匙 ：分析出两只温度计里面分别是空气和水，原理都是热胀冷缩，气体受大气压的影响大是本题的关键。
【学用方法指导】
解题过程中怎样把握温度、内能和热量的区别和联系。
(1)区别：温度表示物体的冷热程度。从分子动理论的观点来看，温度是分子热运动激烈程度的标志，对同一物体而言，温度只能说“是多少”或“达到多少”，不能说“有”、“没有”和“含有”等。
热量是在热传递的过程中，物体吸收或放出热的多少，其实质是内能的变化量。热量跟热传递紧密相连，离开了热传递就无热量可言。对热量只能说“吸收多少”或“放出多少”，不能在热量名词前加“有”或“没有”、“还有”。
内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。内能只能说“有”，不能说“无”。只有当物体的内能改变，并与做功或热传递相联系时，才有数量上的意义。
(2)联系：在不发生物态变化时，物体吸收了热量，内能增加，温度升高；物体放出了热量，它的内能减少，温度降低。在发生物态变化时，物体吸收了热量，内能增加，温度可能不变；物体放出了热量，内能减少，温度可能不变。
【自我能力评估】
1.在测量液体温度时，要使温度计的 完全浸没在液体中，读数时不能把温度计从 中取出来。
2.（2003，辽宁省）王楠同学测量体温后，体温计的示数如图12-1-5所示，体温计的分度值是 ℃，他的体温是
℃． 图12-1-5
3.（2002，上海市）如图12-1-6所示是常用温度计，其测量范围为
℃。请你估计一下现在试场内的气温，并在图中标出该气温值所对应的液柱位置。
图12-1-6
图12-1-7
4.图12-1-7中选择正确的测量方法 （ ）
5.以摄氏度为单位的温度计是把 的温度规定为0℃，把 的温度规定为100℃。
6.“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”，这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗。对于前一句，从物理学角度可以理解为：花朵分泌的芳香油分子 加快，说明当时周边的气温突然 。
7.火柴可以擦燃，也可以放在火上点燃，前者是用 的方法改变内能，后者是用 的方法改变内能。
8.在古代，人类就掌握了钻木取火的方法。钻木之所以能取火，可以用下面的三句话来解释：
甲：木头内能增大，温度升高
乙：达到木头的着火点，使木头燃烧起来
丙：钻木头时克服摩擦做功
这三句话的正确顺序是： （ ）
A.甲乙丙 B.丙甲乙 C.乙甲丙 D.甲丙乙
9.关于热量和热传递，下列说法正确的是 ( )
A.温度高的物体含有的热量一定多
B.比热大的物体含有的热量一定多
C.热总是从含有热量多的物体传递到含有热量少的物体
D.热总是从温度高的物体传向温度低的物体
10.（2003，河南省）有些物理量的大小不易直接观察，但它变化时引起的其它量的变化却容易直接观察。用易观察的量显示不易观察的量，是制作测量仪器的一种思路。下列测量仪器中不是利用这个思路制作的是 （ ）
A.温度计 B.量筒 C.弹簧测力计 D.压强计
11.以下事例中，防止由于热胀冷缩带来危害的是 （ ）
A.夏天，自行车轮胎里的气不能打得太足
B.长的铁桥只是一端固定，另一端要架在滚子上
C.在铺设铁轨时，两根铁轨接头的地方要留空隙
D.乒乓球瘪进去一块，把它用开水烫一下，会重新鼓起来
12.下列现象中，用热传递的方式改变内能的是 ( )
A.在冬天，通过搓手取暖 B.刀在砂轮上磨时发烫
C.电钻打眼时钻头发热 D.点燃液化气烧水
13.连续用铁锤敲打铁钉，铁钉的温度会升高，为什么？
14.我国航天技术的飞速发展，“神州五号”载人飞船的成功发射，实现了载人航天的梦想。宇航员在太空中要穿特制的宇航服，宇航服的作用很多，你能说出其中的两点吗？
15.小红在两个同样的烧瓶中灌满水，加热到相同的温度后分别用厚度相同的1、2两种保温材料包好，定时测量烧瓶中水的温度。实验过程中室温保持不变。她想用这种方法比较两种材料的保温性能。表中给出了在时刻t（单位是分）测得的两个烧瓶中的水温T1、T2的几组数据。根据这些数据在下面的方格纸中作出表示水温与时间关系的图象并回答以下问题：
(1)哪种材料的保温性能较好？
(2)当时的室温大约是多少？
T/min 0 5 10 15 20 25 35 45 55 65 80 95 110 125 140 155
T1/℃ 80 72 64 59 55 51 50 41 37 34 30 26 24 22 21 20
T2/℃ 80 65 56 48 43 38 32 28 26 24 22 22 21 21 20 20
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37第三节 内燃机
【教材内容详解】
一、课程标准
1.知识与技能
(1)能了解四冲程内燃机的构造和工作原理及工作过程中能量的转化
(2)能了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义
2.过程与方法
(1)通过对常用机械的学习，增强实践能力。
(2)通过比较两种内燃机的异同点，培养观察能力。
二、快乐点击
1.热机
探究
汽车奔驰，列车飞驶，舰船劈波斩浪，飞机凌空穿云。你知道它们为什么能大展神威吗？
讨论交流
车、船和飞机的发动机是把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置，这种装置称为热机。热机的种类较多。燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机，其中最常见的是汽车使用的汽油机，拖拉机使用的柴油机。
2.汽油机
探究
通过观察汽油机模型，了解汽油机的构造，你知道汽油机各冲程的工作情况和能量转变情况吗？
讨论交流
汽油机的燃料是汽油。汽油机由汽缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴连杆、飞轮以及火花塞组成。汽油机一个工作循环包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。汽油机各冲程除做功冲程为内能转化为机械能外，其余三个冲程都靠消耗机械能来完成。
内燃机的工作过程表
工作过程工作循环 进气门开关 排气门开关 活塞的运动 曲轴的运动 能量的转化
吸气冲程 开 关 向下 半圈
压缩冲程 关 关 向上 半圈 机械能→内能
做功冲程 关 关 向下 半圈 内能→机械能
排气冲程 关 开 向上 半圈
联系 每个工作循环飞轮转两圈，完成1个做功冲程。在一个工作循环中，只有第三个冲程燃气对外做功，其他三个辅助冲程不但不做功，还要消耗机械能。第三冲程为其他三个冲程提供能量，其他三个冲程为第三冲程做功提供基础。依靠飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气冲程。
3.柴油机
探究
通过观察柴油机模型，了解柴油机的构造，分析柴油机各冲程的工作情况和能量转变情况与汽油机相比有什么相同和不同之处。
讨论交流
柴油机的燃料是柴油。它与汽油机在结构上的主要不同是汽缸顶部的火花塞换成了喷油嘴。柴油机一个工作循环包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。除做功冲程为内能转化为机械能外，其余三个冲程都靠消耗机械能来完成。
汽油机和柴油机比较表
内燃机比较 汽油机 柴油机
燃料 汽油 柴油
构造 汽缸顶部是火花塞 汽缸顶部是喷油嘴
工作循环 吸气冲程 吸入汽油和空气的混合物 吸入纯净的空气
压缩冲程 压缩程度较小 压缩程度很大
做功冲程 燃料由点燃式点燃 燃料由压燃式点燃
排气冲程 排出废气
热机效率 （20—30﹪） （30—45﹪）
相同点 都由连杆、曲轴、活塞、气缸、气门组成，工作时由吸气、压缩、做功、排气组成一个工作循环，起动时需要外力
【广视角】
热机
从瓦特改进蒸汽机到现在热机被广泛的应用于人类生活的各个方面。
1.蒸汽机的改进为交通工具提供了新的动力。约在19世纪初，安装蒸汽机的火车开始行驶在路轨上，安装蒸汽机和蒸汽轮机的船舶航行在江、河、湖、海上。安装了蒸汽机的交通工具，不仅装得多、行的远、跑得快，而且安全得多。蒸汽机的使用使人类的交通开始摆脱自然条件的限制。蒸汽机是将燃料燃烧的化学能转化为水的内能，再转化为交通工具（车、船）的机械能。蒸汽机工作时产生大量的烟尘和二氧化碳、二氧化硫等气体，会污染空气和环境。蒸汽的能量利用率很低，能源浪费很大，现在已很少使用了。
2.蒸汽轮机是旋转式蒸汽动力装置，也是将燃料的化学能转化为水的内能，再转化为机械能。蒸汽轮机目前主要应用在船舶和火力发电等方面。
3.汽油机和柴油机都是内燃机，它们将燃料燃烧时释放的内能直接转化为机械能，是当前船舶、车辆的主要动力机械，也是一些低速飞机的发动机。
4.喷气发动机是将燃料燃烧产生的内能转化为飞机机械能的机械。它使燃料在发动机燃烧室内进行，产生的高温、高压气体从喷嘴高速喷出，由于反冲，使飞机飞行。喷气发动机可以使飞机速度达到音速以上。但喷气发动机工作时噪声特别大。
5.火箭的工作原理与喷气发动机一样，不过火箭燃料燃烧所需要的氧气是自带的，因此火箭工作时不需要空气，可以脱离大气层工作，所以火箭可作为发射卫星和宇宙飞船的发动机。
【热点考点聚焦】
1.命题考点
(1)内燃机的工作过程中，各个冲程的判断。
(2)内燃机工作过程中各种不同形式的能量是如何相互转化的。
2.举例
例 （2003，广东省）柴油机工作的四个冲程中， 冲程是燃气对活塞做功，此过程是将 能转化为 能．
剖析：燃气做功为做功冲程，在此冲程中，燃气的内能转化为机械能。
答案：做功；内；机械。
金钥匙：内燃机的工作过程中，各个冲程的判断，以及内燃机工作过程中各种不同形式的能量如何相互转化，都是应该掌握的。
【典型例题剖析】
例 单缸四冲程柴油机完成40个冲程，关于飞轮转动和做功情况正确的是（ ）
A.做功10次，飞轮转动40圈
B.做功40次，飞轮转动20圈
C.做功10次，飞轮转动20圈
D.做功20次，飞轮转动10圈
剖析：一个工作循环由四个冲程组成，在一个工作循环中做功一次，飞轮转动2周，现在单缸柴油机完成40个冲程，就是完成10个工作循环，因此做功10次，飞轮转动20圈。
答案：C。
金钥匙：了解一个工作情况由四个冲程组成，而每完成一个工作循环，活塞往复两次，做功一次，曲轴转动两圈是解答本题的关键。
【易错例题详解】
例 （2003，黄冈市）下列说法错误的是（ ）
A． 分子间存在着引力和斥力
B． 做功和热传递是改变物体内能的两种方法
C． 内燃机的压缩冲程是内能转化机械能
D． 城市园林绿化有消除“噪音”作用
错解：A
纠正：内燃机除做功冲程为内能转化为机械能外，其余三个冲程都靠消耗机械能来完成。
答案：C
金钥匙：内燃机工作过程中各种不同形式的能量如何相互转化是常考问题。
【创新例题点拨】
例 （2003 临沂市） 以内燃机为动力的各种机械，在人类生产生活中应用极为广泛。从轮船、火车，到拖拉机、摩托车等，它们的动力大都来源于内燃机。它们虽然在构造上略有差异，但工作原理都是一样的。下面对内燃机的有关叙述，错误的是（ ）
A.内燃机是内能转化为机械能的装置
B.内燃机用水冷却，是因为水的比热容大
C.它排出的废气无污染，是一种环保型的机器
D.内燃机靠产生的高温高压气体做功
点拨：内燃机在为人类生活带来方便的同时，也带来了环境污染的问题。
答案：C
金钥匙：本题是对有关内燃机知识的综合考查，难度不大。
【学用方法指导】
根据汽缸示意图辨别内燃机的各个冲程的关键。
由气缸示意图辨别冲程时，关键是看两气阀的关闭、打开及活塞的上下运动情况来判定。进气阀打开为吸气冲程；排气阀打开为排气冲程；两气阀均关闭时，活塞向下运动则为做功冲程，活塞向上运动则为压缩冲程。
【自我能力评估】
1.把燃料燃烧时释放的 转化为 的装置称为热机。
2.内燃机的每一个工作循环中只有 冲程对外做功。
3.关于四冲程内燃机，下列说法正确的是 （ ）
A.汽油机可以依靠本身的力量开始运转起来
B.三个辅助冲程靠飞轮惯性来完成
C.三个辅助冲程也可以减少一个
D.四个冲程的顺序可以调整，且也能工作
4.四冲程汽油机在一个工作循环中，内能转化为机械能的冲程是 （ ）
A.吸气冲程。 B.压缩冲程。
C.做功冲程。 D.排气冲程。
5.内燃机工作的某一个冲程中，进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，由此可知该冲程为 （ ）
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
6.从汽油机和柴油机的构造、吸气冲程、压缩冲程及点火方式比较两者的不同。第二节 科学探究：物质的比热容
【教材内容详解】
一、课程标准
1.知识与技能
(1)通过实验，能够了解比热容的概念。
(2)能利用比热容解释简单的自然现象和进行简单的计算。
2.过程与方法
(1) 体验科学探究物质比热容的全过程。
(2) 培养观察和计算能力。
二、快乐点击
1.探究物质的比热容
探究1
烧开一壶水比烧开半壶水所需要的热量多。将相同质量的铜块和铁块加热，使它们升高相同的温度，铁块需要的热量比铜块多。分析一下，物体温度升高吸收热量的多少与哪些因素有关呢？
讨论交流
相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同。相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量一般不相同。由此，科学家揭示出物质的一种特性，该特性被称为比热容。物理学规定：单位质量的物质温度升高1℃所吸收的热量为该物质的比热容，符号是“c”。比热容的单位是J/(kg·℃)。
探究2
人们用水给发动机冷却，用热水取暖，你能解释为什么这样做吗？沙漠地带昼夜温差很大，而沿海地区则昼夜温差不大。内陆地区冬季比沿海地区寒冷，而夏季又比沿海地区炎热。这些现象你能用比热容来解释吗？
讨论交流
质量相同的不同种物质，吸收相同的热量，比热容大的物质升高的温度少。质量相同的不同种物质，升高的相同的温度，比热容大的物质吸收的热量多。
2.热量的计算
探究
知道物质的质量、温度升高量和比热容，你能求出它在温度升高的过程中，吸收热量的多少吗？知道物质的质量、温度降低量和比热容，你能求出它在温度降低的过程中，放出热量的多少吗？
讨论交流：
如果知道某物体的质量为m、比热容为c和温度的变化值 ，根据物质比热容的定义可计算出该物体吸收或放出的热量为
【广视角】
为什么有的温度计里装酒精，有的装水银
温度计能迅速告诉我们气温的变化。温度计中的液柱是什么东西呢？红色的液柱通常是酒精，银白色的液柱通常是水银。为什么有的温度计里装酒精，有的装水银呢？
原来酒精和水银各有不同的优点。
酒精的优点：①酒精是很“耐寒”的，它在－117℃才会凝固，就是在地球上温度最低的南极洲，酒精温度计也能用；水银在－39℃就会凝固，凝固后失去了流动性，水银不能再正确指示温度了。在我国东北有些地区冬季的气温常在－40℃以下，因此这些地方只能用酒精温度计。②酒精温度计还有一个优点，就是读数清楚。酒精温度计中的红色酒精柱（加红颜色）比水银温度计里银白色水银柱读数清楚。
水银的优点：①因为酒精的比热容是水银的17倍，对于同样的温度变化，水银温度计比酒精温度计灵敏得多。因此科学试验和测量人体温度，一般都用水银温度计。②水银温度计能用来测量高温，因为它的沸点高达356℃。
【热点考点聚焦】
1. 命题考点
(1) 对易混淆的几个概念如温度、热量、内能和比热容进行综合考查。
(2) 比热容部分从比热容的概念、物理含义及计算等方面来考查。
(3) 比热容的计算包括计算某种物质比热容的大小、两种物质比热容之比等。
2.举例
例1 （2003，盐城市）状态一定的物质的比热容（ ）
A．跟它吸收的热量成正比
B．跟它的质量成反比
C．跟它的温度变化成反比
D．是物质的一种属性，大小与上述因素无关
剖析：物质的比热容是物质的一种属性，大小与上述因素无关。
答案：D
金钥匙：此类问题可与将比热容与前面学过的电阻等物理量进行类比。
例2 （2003安顺市）如图12-2-1甲是用水来冷却热牛奶的示意图。图乙是记录牛奶、水的温度随时间变化的图像，图中表示热牛奶温度随时间变化的曲线应是 （填写Ⅰ或Ⅱ），图中A点的物理意义是 。若水的质量为1.5kg，在这个过程中水吸收的热量是 。
剖析：将热牛奶放入冷水中，牛奶放热、温度下降，所以热牛奶温度随时间变化的曲线应是Ⅰ。
热牛奶在冷水中，牛奶温度降低，水温度升高。当它们温度相同时，温度不再发生变化，此时对应的温度就是牛奶和水混合温度。 图12-2-1
答案：曲线Ⅰ；牛奶和水混合温度是18℃，牛奶初温45℃。
根据，,。
水吸收的热量。
金钥匙：本题考查了学生的读图能力和计算能力。
【典型例题剖析】
例1 （2003 南昌市） 煤油的比热容是2.1×103 J/(kg·℃)，将质量为4kg的煤油从20℃加热到70℃需要吸收 J热量，如果将煤油倒掉一半，它的比热容将为 J/(kg·℃)。
剖析：，比热容是物质的一种特性，只与物质的种类有关，与质量、温度等无关。
答案：4.2×105 J；2.1×103。
金钥匙：本题考察了学生的计算能力和对比热容的理解。
例2 （2003 福州市） 某同学从下表提供的信息中，得出以下几个结论，其中错误的是（ ）
A.汽车发动机用水来冷却效果比较好
B.液体的比热容都比固体大
C.同种物质在不同状态下比热容值不同
D.质量相等的铜和铅，升高相同的温度，铜吸收的热量多
几种物质的比热容表c/[J(kg·℃)-1]
水 4.2×103 干泥土 0.84×103
酒精 2.4×103 铜 0.39×103
冰 2.1×103 铝 0.88×103
煤油 2.1×103 铅 0.13×103
水银 0.14×103 砂石 0.92×103
剖析：水的比热容大，常用来冷却；同种物质在不同状态下比热容不同，如水和冰；.质量相等的铜和铅，升高相同的温度，由于铜的比热大，所以铜吸收的热量多。
答案：B
金钥匙：掌握好对比热容的理解以及实际生活中对它的应用。
【易错例题详解】
例1 下列几种说法中，哪些是错误的（ ）。
A.温度高的物体比热容大
B.吸热多的物体比热容大
C.比热容大者吸热多，比热容小者吸热少
D.相同质量，吸热相同，升高温度也相同的不一定是同种物质
错解：D
纠正：相同质量，吸热相同，升温也相同的物质，说明它们的比热容相同，但有可能不是同种物质，如冰的比热容与煤油的比热容是相同的，但却是不同的物质。
正解：应选B、C、D。
金钥匙：对易混淆的几个概念如温度、热量、内能和比热容应综合理解。
例2 1kg的铜锅内，盛着1L15℃的水，要把水烧开，问需多少热量？
错解：
(1)只考虑是水吸热，而忽视了锅吸的热（锅的质量已知）。
(2)锅的温度与水的温度认为不相同。
(3)运用公式不正确的。
纠正：这是热量计算问题。要把锅里的水烧开，既要考虑水吸收热量，又要考虑铜锅吸收热量。
正解：水的质量m水=V水ρ水=1.0×10-3m3×1.0×103kg/m3=1kg
锅与水吸收的热量
Q吸=Q铜吸+Q水吸
=c铜m铜(t-t0)+c水m水(t-t0)
=(t-t0) (c铜m铜+ c水m水)
=(100℃-15℃) ×(0.39×103J/(kg·℃) ×0.3 kg+4.2×103J/(kg·℃) ×1kg)
=3.66945×105 J
金钥匙： “烧开”一般是指在1标准大气压下的沸水（即末温为100℃）；水装在铜锅里，由于热传递，它们的初温、末温相同。
【创新例题点拨】
例 用相同的铁锤以同样方式敲打质量和初温相等的钢块和铅块，相同时间后谁的温度较高？试解释其中的道理。
点拨：外界对钢块和铅块做功相同，而敲打铅块时机械能转化成内能多一些，又铅的比热比钢小，所以铅块的温度高。
答案：铅块的温度较高。用相同的铁锤以同样方式敲打质量相等的钢块和铅块时，相同时间后，外界对钢块和铅块做功相同，但由于钢块弹性大铅块弹性小，因此敲打钢块时只有一小部分机械能转化成内能，另一部分转化成弹性势能，再转化成铁锤的动能，而敲打铅块时机械能转化成内能多一些。又铅的比热比钢小，由知，钢块升高的温度比铅小，所以铅块的温度高。
金钥匙 ：本题应从能量的转化角度和比热容的角度分析解决。
【学用方法指导】
1.理解比热和比热公式。
比热是物质特性之一。对同一种物质，比热容是确定的，比热容不随物体吸热多少，温度升高了多少而改变，比热容与物体的质量无关。为了比较不同物体的吸热本领的大小，与的比值，反映了单位质量某一种物质升高或降低1℃吸收或放出热的本领，对同一种物质，在公式中，当增大时，可能物体质量不变，升高的温度增大了；也可能是升高的温度不变，参与吸热的物体质量增大了，但比值仍不变。
2. 利用公式解题时需要注意的问题。
从公式可以看出，热传递过程中吸收、放出热量的多少只与温度的改变值有关，与初温、末温的具体值无关。在用此公式计算时，要注意不能超越物态变化点，因为物质在物态变化过程中要吸收或放出热量，且吸收或放出的热量并不满足上述的计算公式。另外，同种物质在不同的状态下比热值有可能不相等。
3. 解题时从哪些方面把握比热容与热量的区别与联系。
物理量分项 比热容 热量
特点 反映质量相等的不同物质升高相同的温度时吸收的热量不同的性质 反映物体吸收或放出热量的多少
概念 单位质量的某种物质温度升高1℃时吸收的热量 在热传递过程中，传递能量的多少
单位 J/(kg·℃) J
有关因素 只与物质的种类、状态有关，与质量、温度和热量无关 与比热、质量、温度的改变量有关
联系
【自我能力评估】（学习效果评估）
1.水的比热容是 ，表示的物理意义是 。
2. 一般的温度计用水银做工作物质，是因为水银的比热容 ，当温度变化时需要吸收和放出的热量 ，这样对被测物体的温度影响较小，并且水银的热膨胀性能强，温度改变时，体积变化大，容易观察。
3.甲乙两物体的比热之比为2：1，质量之比为4：3，吸收相等的热量后，它们升高的温度之比为 。
4.（2002，芜湖市）水的比热是4.2×103J/(kg·℃)，它表明1kg的水温度升高1℃，需吸收 J的热量。0.5千克水的比热是 J/(kg·℃)，在标准大气压下，100g35℃的水吸收了2.94×104J的热量，水温可升高 ℃。
5.下列说法中，主要是利用水的比热较大的特性的是 （ ）
A.夏天为降温向地面泼水 B.用水冷却汽车发动机
C.用水煮餐具给餐具消毒 D.冬天散热器暖气片用热水供暖
6.下列说法正确是 （ ）
A.物质吸收的热量越多，它的比热容就越大
B.物质的温度变化越小，它的比热容就越大
C.把一个铁块分开，用其中一块测铁的比热容，用较小的一块儿测得的比热容较大
D.单位质量的某种物质，温度升高1℃吸收的热量越少，比热容就越小
7.质量和初温都相同的水和铁块，当它们吸收相同的热量后，再将铁块投入水中，这时 （ ）
A.热量由铁传给水
B.热量由水传给铁
C.铁与水之间无热传递
D.温度由铁传给水
8.如图12-2-2所示的图线是表示甲、乙两个质量相同的物体，吸收热量后，温度升高的情况，图中横坐标表示物体的温度变化，纵坐标表示物体吸收的热量，对于甲、乙两种物体的比热容，下列说法中正确的是 （ ）
A.甲的比热容大 图12-2-2
B.乙的比热容大
C.甲和乙的比热容一样大
D.条件不足，无法判断
9.“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜”是对沙漠气候的生动描写，当太阳照射到沙漠上时，沙石的温度会迅速升高，而太阳落山后砂石的温度会马上下降，而在沿海地区昼夜的温差变化不大，这是为什么呢？内陆地区冬季比沿海地区寒冷，而夏季又比沿海地区炎热，这又是为什么呢？
10.在炎热的夏天，如果你走在沙滩上，会感到沙子烫脚，而海水却是凉凉的，这是为什么？
11.给一个体积是5cm3的铁球加热，使它的温度从20℃升高到30℃，吸收了65J的热量，问此球是空心还是实心的？第四节 热机效率和环境保护
【教材内容详解】
一、课程标准
1.知识与技能
(1)能从生活中体会不同燃料燃烧释放内能的本领不同，建立热值的概念。
(2)会查燃料的热值表。能根据燃料的热值计算一定质量的燃料完全燃烧所释放的热量。
(3)能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向。对热机效率有初步认识，能大致说出提高热机效率的途径。
(4)能举例说明燃料燃烧产生的排放物对环境的影响，能大致说出燃料内能的利用与人类社会的关系。
2.过程与方法
(1)能从科学角度读懂媒体对与热机有关的环境方面的报道，培养自觉的环保意识。
(2)能了解内能的利用和环境保护的关系，能激发起环境保护的意识
二、快乐点击
1.燃料的热值
探究
从原始人类学会用火起，至今，人们使用的能量大部分都还是通过燃料燃烧获得的。常见的燃料很多，有煤、石油、天然气和木柴等等。你们家烧的是哪种燃料？为什么同样质量的不同燃料燃烧后放出的热量不同呢？
讨论交流
经验和研究都告诉我们，不同燃料燃烧释放能量的能力是不同的。为了研究燃料释放内能的能力，人们把1 kg的某燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值。它的符号是q，单位是J/kg，气体燃料的热值单位通常是J/m3。质量为m的燃料完全燃烧释放的热量是
2.热机效率
探究
热机把燃料所蕴藏的化学能除了做有用功以外，还通过各种形式损耗了一些能量。你希望哪部分所占比例高些，能提出一些具体方法吗？
讨论交流
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。提高热机效率的主要途径是减少热机工作中的各种能量损失。首先是燃烧过程中的损失，使燃料燃烧得更充分一些。其次是要尽量简化机械传动部分，选用优良的润滑材料减小摩擦，以减少机械损失。
3.环境保护
探究
热机给人类生活带来了方便的同时，也带来了什么问题？你觉得应该怎样解决这些问题？
讨论交流：
热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。如何在保持工业、交通发展的同时，又能控制废气与粉尘的污染，提高空气质量，保护我们生存的家园，已引起众多科学工作者和全世界各个国家的关注。
【广视角】
环境保护
燃料燃烧时会产生以下产物：二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等气体和一些粉尘。二氧化碳本身无毒，但二氧化碳排放的增加会引起地球温室效应。地球温度的升高将引起干旱等自然灾害，影响植物生长，影响人类生存的环境。一氧化碳会使人煤气中毒，二氧化硫会形成酸雨，危害植物、危害庄稼、破坏生态，还将腐蚀建筑物。在气缸内燃油燃烧时，空气中的氮气会在高温下与氧气生成一氧化氮和二氧化氮，它们都是有毒的气体，会损害人和动物的身体，也会形成酸雨。粉尘飘浮在空气中会影响人和动物的呼吸系统；会降低光照，影响植物的光合作用。
【热点考点聚焦】
1.命题考点
(1)热值的理解和计算。
(2)热机效率的理解和计算。
(3)热机的利用和环境保护问题。
2.举例
例1（2003 吉林省） 在我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区。天然气与煤相比，从热学角度分析它突出的优点是 ；从环保角度分析它突出的优点是 。（天然气、煤的热值分别为1.14×108 J/kg、3×107 J/kg）
剖析：天然气与煤相比，天然气的热值较大，含杂质少，利用率高，污染小。
答案：热值较大；含杂质少，利用率高，污染小。
金钥匙：本题考查对燃料的热值等问题的分析解决实际问题的能力。
例2 （2003 广州市） 四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别为：木材约200kg，烟煤约80kg，液化石油气约30kg，煤气约60kg。这四种燃料中哪一种燃料的热值最高？（ ）
A.液化石油气 B.煤气 C.烟煤 D.木材
剖析：由，放出热量都为一个月所需，所以相同，需要的燃料质量越小，则热值越高。
答案：A
金钥匙：本题考查对热值概念的理解。
【典型例题剖析】
例1 关于热值，正确说法是： （ ）
A.某种燃料完全燃烧时放出的热量
B.1千克某种燃料完全燃烧放出的热量
C.1千克某种燃料燃烧时放出的热量
D.1克某种燃料燃烧时放出的热量
剖析：热值的定义为，1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
答案：B
金钥匙： 正确理解热值，是解本题的关键。
例2 （2003 常州市） 为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是（ ）
A.尽量使燃料充分燃烧
B.尽量增加热机的工作时间
C.尽量减少废气带走的热量
D.尽量减少热机部件间的摩擦剖析：
剖析：提高热机效率的主要途径是减少热机工作中的各种能量损失。首先是燃烧过程中的损失，其次是机械传动过程中的损失。
答案：B
金钥匙：增加热机的工作时间，在提高对外做功总量的同时，消耗的燃料也增多，不能提高热机效率。
例3 （2002，芜湖市）已知汽油的热值为4.6×107J/kg，请计算500g汽油完全燃烧放出的热量是多少？
剖析：由，得，利用汽油的质量和热值进行计算即可。
答案：m=500g=0.5kg
Q=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J
金钥匙：此类计算题比较简单，找出所需公式及相应物理量进行计算。
【易错例题详解】
例 已知烟煤的热值是2.9×107J/kg，那么 （ ）
A. 2kg烟煤燃烧时一定能放出5.8×107J热量
B. 1kg烟煤完全燃烧时一定能放出2.9×107J热量
C. 1kg烟煤温度降低1℃时放出2.9×107J热量
D. 10kg烟煤的热值是2.9×108J/kg
错解： A、C、D
纠正：A中应加上“完全燃烧”才能对；C中把热值的含义与比热的含义搞混淆了；D中没有认识到热值只与燃料的种类有关，如燃料的质量、燃烧放出热量的多少均无关。
正解：B
金钥匙：这道题是考查热值的概念。
【创新例题点拨】
例 目前，社会上有一些旧的被淘汰的内燃机，从长远看，你认为有必要修一修再使用吗？说明原因？
点拨：分别从效率、保护环境、经济等方面分析。
答案：没必要。这是因为：
(1) 从效率上看，废旧淘汰的内燃机磨损严重，因而损耗严重，效率低。
(2) 从保护环境上看，废旧的内燃机对大气、噪声污染严重。
(3) 从经济上看，耗油多浪费大，维修费大因而成本高。
所以没有必要继续使用。
金钥匙：分析这样做的和不这样做的优缺点，进行综合考虑。
【学用方法指导】
1. 解题时如何把握对热值的认识。
热值反映了燃料的燃烧特性。它的大小只与原料本身的性质有关，而与燃料的形状、体积、质量的多少无关。理解热值的概念应抓住三个关键：1kg、某种燃料、完全燃烧。否则燃料燃烧放出的热量就不是燃料的热值。
2.怎样区分比热容和热值。
列表比较比热容和热值
比热容 热值
不同点 概念 单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃时吸收（或放出）的热量。 1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量。
单位 J/(kg·℃) J/kg
量度式
影响因素 与热量、质量、温度的改变量无关，与本身因素有关 与燃料的体积、质量、放出热量的多少无关，与本身因素有关
相同点 都是物质本身的热学特性
说明 比热容是物质的特性，每种物质都有自己的比热容。不同物质比热容一般不同。 热值也是物质的特性，但只有燃料才有热值，因此应为燃料本身的特性。不通燃料的热值一般不同，燃料燃烧放热的多少与燃料的种类、质量、燃烧的程度有关。
3. 人们在利用内能时为什么会产生环境问题？
人们为了获得内能，常使用煤、石油、天然气等燃料，而煤、石油燃烧会产生二氧化硫、氮氧化物等，另外燃料的不完全燃烧还会产生粉尘和一氧化碳，这些有害气体、烟尘排放到大气中，就会污染大气。大气污染不但直接有害人体健康，而且会影响植物的正常生长，甚至影响全球气候，大气中的二氧化硫和氮氧化物含量过高时会产生酸雨，由于大气中二氧化碳含量增高，使地球气温受温室效应的影响越来越显著。
【自我能力评估】（学习效果评估）
1. 燃料在燃烧的过程中，燃料的 能转化为 能。
2.热机是把 能转化 为能的机械。在热机里，转变为 的能量和燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。
叫做燃料的热值，热值的单位是 。
3.燃料完全燃烧放出热量的计算公式是：Q= 。
4.焦炭的热值是，读做 ，它表示的意义是 完全燃烧时放出 的热量，完全燃烧焦炭，放出 的热量。
5. 汽车是常用的交通工具，关于汽车的污染问题．下列中属于无污染车辆的是（ ）
A．汽油汽车 B．柴油汽车 C．太阳能汽车
6.有关热值的概念，下列说法中正确的是 （ ）
A.燃料完全燃烧时，它的热值最大
B.没有燃烧的燃料，热值等于零
C.燃料燃烧时放出的热量越多，热值越大
D.燃料的热值与燃烧情况无关
7.热机的效率： （ ）
A.一定等于100%
B.一定小于100%
C.可能等于100%，也可能小于100%
D.一定等于90%
8.要提高热机的效率，应该 （ ）
A.多燃烧燃料
B.延长热机的工作时间
C.减少各种能量损失，保证良好润滑
D.用热值大的燃料
9.下列提高热机效率的方法中，哪些是正确的 （ ）
A.尽量使燃料完全燃烧
B.尽量减小各种内能损耗
C.尽量减小输出功率
D.尽量减小因克服摩擦而消耗的功
10.为了保护环境，我们应该 （ ）
A.禁止使用热机
B.为了保证工业、交通发展，可以不用保护环境，无限制地发展使用热机
C.改善热机的性能，开发其它动力机械
D.不必采取任何措施
11.在中央电视台发布的重点城市空气质量日报中可以看到，造成空气污染的首要污染是可吸入的颗粒物和二氧化硫，下列对其形成主要原因的分析不合理的是 （ ）
A.环境绿化不好，粉尘随风飘扬
B.生活和生产中燃烧煤炭
C.工业生产排放废水
D.机动车辆排放尾气
12.（2003 镇江市） 能源是人类社会进步发展的重要物质基础。太阳能处处可以利用，并且清洁无污染，是一种理想的能源。太阳能热水器内盛有50kg的水，在阳光照射下，水的温度升高了30℃，求：(1)水吸收了多少热量？(2)这些热量相当于完全燃烧多少质量的焦炭放出的热量？[q焦碳=3.0×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)]
13.以内燃机为例，请你提出提高内燃机效率的1-2条具体措施。
14.以城市交通为例，我们应如何在交通发展的同时，又能控制废气的污染？请你说出一些可行的措施。
15.日本太阳能研究会最近发明了一辆太阳能自行车。自行车上装有可充电的小型折叠式太阳能电池，在太阳光下充电一天，依靠太阳能电池的电力可连续行驶30分钟，最高时速可达19公里，在行驶时也可用脚踏，不但速度会更快，还可提高太阳能电池的使用效率。问：使用这种车辆会对环境造成污染吗？请你分析这种自行车可能存在的优缺点。本章总结
【本章知识综述】
1、 知识结构图
热力学温度 单位：开尔文
温度的单位
常用单位：摄氏温度 规定
温 单位：℃
度
计 原理：液体的热胀冷缩
温度计 构造、使用方法
温 体温计的特殊构造和使用方法
度
与 分子动理论的基本内容
内 内能 物体里所有分子动能与分子势能的总和
能 物体的温度升高，内能增加
规律：吸热，内能增加；
改 放热，内能减少
变 热传递 条件：存在温度差
内 实质：内能的转移
内 能 热量的概念、单位
的 对物体做功，内能增加
能 方 做功
法 物体对外做功，内能减少
与
比热容的概念、单位
热 一些物质的比热容
物质的比热容 热量的计算
机 吸热、放热公式：
汽油机
内燃机 构造和工作原理
柴油机
燃料的热值定义、单位
热机效率和环境保护 计算
热机效率
内能的利用和环境保护
二、重点难点
重点：1.温度计的构造和使用。常见的扩散现象。
2.改变内能的方法。
3.物质的比热容。
4.内燃机的构造和工作过程
5.热机效率和环境保护。
难点：1.温度、内能、内能的改变、热量、做功和热传递的综合关系。
2.燃料的热值和热机效率的理解和计算。
【规律方法指津】
1.用分子动理论的观点解释一些宏观现象。
常见的扩散现象是物质分子做无规则运动的最直接的证明。生活中拉断绳子、挤压气球费力，以及两滴水可以合到一起成为一滴水都可用分子间同时存在引力和斥力来解释。用分子动理论的观点可以解释内能与温度的关系。
2. 列表比较比热容、热值、热量、温度四个物理量
物理量分项 比热容（c） 热值（q） 热量（Q） 温度（t）
特点 物质本身的特性 燃料本身的特性 过程量 状态量
概念 单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃时吸收（或放出）的热量 1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量 在热传递过程中，传递能量的多少 物体冷热程度
单位 J/(kg·℃) J/kg或J/m3 J ℃
有关因素 只与物质的种类、状态有关，与质量、温度、热量无关 只与燃料的种类有关，与质量、温度、热量无关 与物质的比热、质量、温度的改变量有关 与分子运动的快慢相联系
联系
3.把表面上很不相关的各种现象用能的概念综合起来。
通过学习可知任何一种运动形式总和一种能量形式相对应。如：力学中的机械运动对应的是机械能，热学中的热运动对应的是内能。一种能量的变化肯定伴随着能量的转化和转移。本章中改变内能的两种方法中，做功过程就是能量的转化过程；热传递的过程就是能量的转移过程。在分析解释有关题时，一般遵循：观察现象（日常的做功或热传递引起温度变化的现象）→经过分析推理（改变了物体内能）→通过能量是转化还是转移，从而确定能量改变方法（是做功还是热传递）→改变的内能的来源。
【中考试题纵览】
例1. （2003，盐城市）关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（ ）
A．物体的温度越高，它含的热量越多
B．物体内能增加，一定要吸收热量
C．物体内能越多，放热一定越多
D．物体的温度升高，它的内能就增加
剖析：温度表示物体的冷热程度；热量是指在热传递的过程中改变的内能多少，只能说“吸收多少”或“放出多少”，不能说“有”或“没有”、“还有”。内能改变有做功和热传递两种方式。
答案：D
金钥匙：这三个物理量的含义和关系，是学生容易混淆的问题，应重点把握。
例2 （2003 广州市） 初温相同的铜和铅，它们的比热容之比是3：1，质量之比是2：3，若它们吸收相等的热量，铜升高的温度与铅升高的温度之比是 （ ）
A.1：2 B.2：1 C.2：9 D.9：2
剖析：由，得，对于铜，对于铅。
答案：A
金钥匙：对于此类比值问题，先找出计算公式，再进行计算比较。
例3 （2003 徐州市）卖火柴的小女孩在严寒中只能靠点火柴取暖。一根火柴的质量约0.065g，火柴的热值平均为1.2×107J/kg，求一根火柴完全燃烧能使1m3空气温度升高多少摄氏度？[已知空气的密度为1.3kg/m3、比热容为1×103J/(kg·℃)]
剖析：要求1m3空气温度升高多少摄氏度，必须先求一根火柴完全燃烧放出的热量。
答案：
金钥匙：本题综合考查了热值和比热容的计算。
三、智能检测
一、填空题
1.图12-5-1被测物体的温度分别是：甲 ，乙 。
图12-5-1
2.（2003，苏州市）冬天，双手反复摩擦，手会感到暖和；用嘴对着双手“呵气”，手也会感到暖和。前者是利用 方式增加了手的内能。后者是利用 方式增加了手的内能。
3.（2002，崇文市）某物理实践活动小组的同学，研究不同布料的保温性能，他们把装满相同温度的热水袋分别用三种不同的布料包上，每隔半小时测一次热水袋的温度，收集了十组数据。在这一过程中，水的内能__________（填“增加”或“减少”），内能变化的方式是________________________。
4.“城市尚余三分热，秋光先到野人家”，说明在陆游那个时代，人们就已察觉到城市暖于郊区。分析“热岛效应”的主要原因，一是工厂、交通工具排放大量的 ；二是建筑群、马路中的砂石、水泥的 小，在吸热相同的条件下温度上升更明显；三是城市水面小、水的蒸发吸热少；四是楼群林立难以形成对流。
5.汽油机和柴油机在吸入物质上的不同是：汽油机吸入气缸的是 ，而柴油机吸入气缸的是 。
二、选择题
1. （2003，苏州市）下列现象中，能说明分子运动的是（ ）
A．春天，柳絮飞扬 B．夏天，雷雨交加
C．秋天，桂花飘香 D．冬天，雪花飘飘
2.（2003，芜湖市）将一滴墨水滴入清水中，水的颜色改变了，这主要是因为（ ）
A．水的比热容很大 B．液体容易流动
C．水分子间距离大 D．分子在不停地做无规则运动
3.将一支温度计从酒精中取出，它的示数将 （ ）
A.一直升高 B.不变
C.一直降低 D.先降低、后升高、再不变
3.（2003，河南省）关于温度、热量、内能的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．温度高的物体一定比温度低的物体内能大
B．温度高的物体一定比温度低的物体热量多
C．物体的温度升高，它的内能一定增大
D．物体的温度升高，一定是从外界吸收了热量
4.（2003，连云港市）下列诗句、名言或说法对应的物理知识正确的是（ ）
A．“钻木取火”——做功改变内能
B．“潭清疑水浅”——光的反射现象
C．“湖静映彩霞”——光的折射现象
D．“给我一个支点，我就能搬动地球”——利用机械省功
5.物体间的热传递，总是从 ( )
A．比热大的物体传向比热小的物体
B．温度高的物体传向温度低的物体
C．质量大的物体传向质量小的物体
D．密度大的物体传向密度小的物体
6.将一瓶煤油倒去一半，则留下的一半 （ ）
A．密度不变，比热容和热值都变成原来的一半；
B．密度、比热容和热值都保持不变；
C．密度、比热容和热值都变成原来的一半；
D．密度不变,质量和热值都变成原来的一半
7.热机的效率越高，说明 （ ）
A.热机做的有用功越多
B.这台热机消耗的燃料少
C.这台机器的功率大
D.机器对燃料的利用率高
8.甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，这表明 （ ）
A.甲的功率比乙小
B.甲做功比乙少
C.甲消耗的柴油多
D.甲柴油机内能转化为机械能的百分比小
9.关于物质的比热容，下列说法中正确的是 （ ）
A.比热容是物质的特性之一，是由物质的质量，吸热的多少，温度的改变量决定的
B.水和冰是同种物质，所以比热容相同
C.沙漠地带常有“早穿皮袄午穿纱”一说，主要是因为砂石的比热容较小，使得沙漠地带早晚和中午的温差太大
D.质量相同的两个物体，升高相同的温度而吸收的热量不同，那么这两个物体的比热容可能相同
三、实验探究题
1.（2003，肇庆市）小莉同学所在的课外活动小组进行了一次“探究教室内的温度与哪些因素有关”的活动。
影响教室内温度的因素
[例] 教室内的人数
1
2
3
4
5
(1)在活动中同学们提出了许多影响教室内温度的因素，请你根据图示的信息和自己的体会，至少写出四种影响教室内温度的因素。
(2)在你所写出的因素中，请选出其中一种，试猜想它与教室内温度的关系。
[例] 因素：教室内人数，它与教室内温度的关系可能是：教室内的人数越多，教室内的温度越高。
因素： ，它与教室内温度的关系可能是： 。
四、计算题
1. 一太阳能热水器中有的水，经过2小时温度从10℃升到25℃。
求：(1)水吸收了多少太阳能？
(2)若改用热值为的焦碳来加热，至少需要焦碳多少千克？
2.有一种铅锑合金保险丝，其中铅锑的质量之比是1∶2，铅的比热容是0.13×103J／（kg ℃），锑的比热是0.22×103J／（kg ℃），求这种保险丝的比热容是多少？
