内能与热机的复习

教学内容 14章内能与热机的复习
重点难点 计算物体吸收、放出的热量；2.计算燃料燃烧时放出的热量热值、比热容的特性
教学目标 主要考查分子热运动的知识；2.改变内能的方法；3.比热容的概念；4.计算物体吸收、放出的热量；5.计算燃料燃烧时放出的热量；6.热机及热机效率；
教学过程 课前检查与交流 作业完成情况：交流与沟通
针对性授课 知识预测一、内能： 1、定义：物体内所有分子 和分子 的总和； 2、内能的理解 3、内能的大小与 、 、 有关，同一物体的内能只与 有关。 4、改变内能的途径： （1）热传递 （2）做功 5、热量： 二、比热容： 1、实验结论：质量相等的不同物质在升高相同的温度时，吸收的热量是 ； 2、定义：单位质量的某种物质，温度 （或降低）1C所 （或放出）的热量； 3、单位和符号： ；单位意义： 4、比热容是物体的一种 性。同种的物质在同一状态下比热容与它的 ； 温度变化的多少；吸热或放热的多少无关；同一种物质在不同 下的比热容不同。 5、水的比热容： ；水的比热容大的应用： ； ； 6、热量的计算
三、热机：
1、燃料的热值：
（4）内能利用的两种方式： 和
2、热机：
（1）定义：将燃料燃烧时的 转化为内能，然后通过 ，把内能转化为 。
、
（5）热机的效率①定义：用来做 能量与燃料 放出的能量之比；
提高方法：①使燃料 ；②减少热量的损失；③减小机械摩擦。
知识精讲：
内能的理解：一切物体不管温度高低都具有内能，不同种物质内能大小跟质量、温度、状态有关；同种物质同一状态内能大小只与温度有关。
1、一个物体的内能增加了，表明（ ）
A、该物体一定做了功。 B、该物体一定吸收了热量。
C、物体的机械能增加了。 D、可能是外界对物体做了功，也可能是物体吸收了热量。
2、关于物体的内能和温度，下列说法中正确的是：（　　）
A、一般说来，对同一物体物体内分子热运动越激烈，内能也就越大；　　
　B、内能只与温度有关；
C、0℃的物体不具有内能；
D、烧红了的铁钉的内能一定比一桶水的内能要大。
3、在0°C的房间内，放在地面上的铅球： （ ）
A、具有动能 B、没有机械能 C、具有内能 D、没有内能
4、关于物体的内能，下列说法中正确的是 （ ）
A、运动的物体有内能，静止的物体没有内能
B、物体温度在0°C以下时没有内能
C、高温物体的内能一定比低温物体的内能大
D、质量大且温度高的物体的内能一定比同状态质量小，温度低的物体的内能大
二、内能的改变途径有两种即做功和执传递，也就是说一个物体的内能改变可以通过做功也可以通过热传递来实现两种方法是等效的。对一个物体做功其内能会增大，温度会升高；物体对外做功其内能会减少，温度会降低。物质吸热其内能会增加，但温度不一定升高
1．关于热量、内能、温度间的关系，下列说法中，正确的是（ ）
A．物体吸收了热量，它的温度一定升高，内能一定增加
B．物体温度升高了，它的内能一定增加，一定吸收了热量
C．物体内能增加了，它一定吸收了热量，温度一定升高
D．物体吸收了热量，它的内能一定增加，温度可能升高．
2．一个物体温度升高了，则（ ）
A．它含有的热量增加了 B．它一定吸收了热量
C．它的内能增加了 D．过程不清，无法确定
3．下列有关做功和热传递的说法中正确的是（ ）
A．物体具有内能，就一定对外放出热量
B．物体具有内能，就一定对外做功
C．做功和热传递都可以改变物体内能，在改变内能方面是不等效的
D．做功和热传递都可以改变物体内能，在改变内能方面是等效的
4、用铝壶烧开水，壶中的水蒸气将壶盖顶起来，这是消耗水蒸气的 能对外做功，将水蒸气的 能转化成壶盖的 能。
三、热量：热量必需发生在热传递过程中，否则不能称为热量，热字的含义在不同词语中含义不同。
1．热与日常生活和工农业生产有着密切联系，这里的“热”是指 ．热传递中的“热”指 ，热水中的“热”指 ；冬天用两手搓搓脸，脸部会变热，这里“热”指 ；太阳能集热箱中的“热”指 ；电烙铁通电后，很快热起来，这里“热”指 ；热机应用广泛，这里“热”指 ．
2．下列说法中正确的是（ ）
A．高温的物体比低温物体热量多 B．高温物体比低温物体内能大
C．热量是从温度高的物体向温度低的物体传递 D．热量是从热量多的物体向热量少的物体传递
3．下列说法中的“热”字，其中指热量的是（ ）
A．金属善于传热 B．摩擦生热 C．夏天比冬天热 D．物体变热
4、关于热量和温度的关系，下面说法正确的是 （ ）
A、同一物体温度上升越高，吸收的热量越多 B、物体温度上升越高，含的热量越多
C、物体吸收热量，温度一定会升高 D、物体含有的热量多少与温度无关
四、热值和比热容都是物质本身的一种性质。
1.一桶煤油用掉一半，则剩余的煤油（ ）
A．密度和热值不变，比热容减为原来的一半 B．比热容和密度不变，热值减为原来的一半
C．热值和比热容不变，密度减为原来的一半 D．密度、热值和比热容都不变
2．已知烟煤的热值是2.9×107J/kg，那么（ ）
A．2kg的烟煤燃烧时，一定能放出5.8×107J 的热量
B．1kg的烟煤完全燃烧，一定能放出2.9×107J 的热量
C．2kg的烟煤温度降低1℃时，放出2.9×107J 的热量
D．10kg烟煤的热值是2.9×107J
3、下面哪种情况下比热会发生变化 （ ）
A、一杯水倒掉一半 B、水凝固成冰
C、0°C的水变成4°C的水 D、铁块加工成铁板
C、铜块与水之间不发生热传递 D、水的内能传递到铜块上
4、已知铜的比热是铅的3倍，现有质量相同的铜块和铅块，它们吸收相同的热量后，铜块升高的温度是铅块升高温度的 倍。
5、2.5千克的水，加热前水温是20°C，在标准大气压下，把水加热到开始沸腾，水吸收的热量是
焦。
6、甲、乙两种金属的比热之比是3：1，质量之比是2：1，当它们吸收相同的热量，甲物体的温度升高了10°C，则乙物体的温度升高了 °C。
7、20千克无烟煤完全燃烧，将可以放出 热量，这些热量能使 Kg15°C的冷水烧开（无烟煤的燃烧值是3.4×107焦/千克）
五、热机的工作原理：一个工作循环包含四个冲程，一个工作循环对外做功 次，有两次能量转化，轮轴转两圈。
1、 四冲程内燃机，在一个工作循环中飞轮转 周，活塞往复各运动 次，气缸内的燃油燃烧爆发 次，对外做功 次。只有 冲程对外做功，其它三个冲程为 冲程。
2. 一台单缸四冲程柴油机，飞轮的转速为1800转/分，1秒钟内这台柴油及对外做功的次数是（ ）
A.150次 B.900次 C.60次 D.1800次
六、热机的效率：
有用功：牵引力×汽车所通过的距离 （W 有用=FS）
总功：燃料完全燃烧所放出的热量（W总=Q放=qm）
1、（09泰安）泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功。
（2）已知热机效率η＝（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？
课堂检测：
1、下列各图中，属于内能转化为机械能的是 （ ）
A.两手相互摩擦能发热 B.水沸腾时蒸汽冲开壶盖 C.锯木头锯子发烫 D.压缩空气引火
2、关于物体的内能，下列说法中正确的是
A.物体运动的越快，物体的内能越大 B.物体举得越高，物体的内能越大
C.温度为-40℃的冰块没有内能 D. 火箭点火升空过程中将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能
3、各种形式的能之间可以在一定的条件下相互转化，请按表中示例完成表格。
能量转化 实 例
化学能转化为电能 干电池对外供电
用电熨斗熨衣服
机械能转化为内能
4、下列现象中，利用内能做功的是 （ ）
A、冬天在户外时两手相搓一会儿就暖和 B、刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花
C、在烈日之下柏油路面被晒熔化了 D、火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起
5、下列事列中，用做功的方法使物体内能增加的是 （ ）
A、热水淋浴后全身感到暖和 B、冬天，对手“哈气”，手感到暖和
C、冬天，两手互相摩擦，手感到暖和 D、冬天，在房间内用暖气取暖，全身感到暖和
6、改变物体内能的方式有两种，饮料放进冰箱后温度降低，是用______的方式减少饮料的内能；在汽油机的压缩冲程中，是通过______ 的方式增加燃料混合物的内能．
7、飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱内气压低．要使舱内获得新鲜空气,必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内．在这个过程中，压缩机对空气做功，空气的
A.温度升高　内能增加　 　B．温度降低　内能减少　
C.沮度升高　内能减少　　 D．温度降低　内能增加
8、下列现象中，属于用热传递的方式改变物体内能的是
A．菜刀在砂轮上磨得发烫 B．用打气筒打气时筒壁发热
C．两手互相摩擦时手发热 D．在炉子上烧开水
9、人们在生活中用热水取暖，生产上常用水作为冷却剂，这因为水的（ ）
A、比热大 B、吸收的热量多 C、放出的热量多 D、密度较大
10、甲、乙两种物体质量相同比热不同，当它们升高相同温度时，一定是（ ）
A、比热小的吸收热量多 B、比热大的吸收热量多
C、甲、乙吸收的热量一样多 D、因初温不知道无法判定
11、初温相同，质量也相同的水和铜块，吸收相等的热量后，再将铜块投入水中，则会出现 （ ）
A、铜块放热，水吸热 B、铜块吸热，水放热
C、铜块与水之间不发生热传递 D、水的内能传递到铜块上
12、小明在烈日当空的海边玩耍，发现沙子烫脚，而海水却很凉。同样，太阳光照射，为什么会出现不同的结果呢？小明想：是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢？于是他从海边取一些沙子和海水带回家进行探究。
小明在两个相同的玻璃杯中分别装上了相同质量的海水和沙子，用一个100W的白炽灯同时照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值。记录的数据如下表所示。
照射时间/min 0 2 4 6 8 10 12
温度/℃ 海水 31．0 31．6 32．1 32．5 32．8 33．0 33．1
沙子 31．0 32．5 33．8 34．8 35．8 36 36．3
（1）小明探究的物理问题是什么？ 。
（2）分析小明探究中收集到的数据，你可以得出什么探究结论？
。
（3）小明发现“夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉”，请你用简单的语言从日常生活中或自然中举出一个类似的现象： 。
13、把500克的水加热到100°C，吸收了1.68×105焦的热量，则它的初温是 °C
14、汽油机是由四个冲程不断循环而工作的，图2中表示内能转化为机械能的冲程是（ ）
15、下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是 （ ）
A、烧水时，水蒸气顶起壶盖
B、闭合开关后，灯泡发光
C、冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷
D、给电动自行车的蓄电池充电
16、用铝壶烧开水，壶中的水蒸气将壶盖顶起来，这是消耗水蒸气的 能对外做功，将水蒸气的 能转化成壶盖的 能。
17、下列事例中，能表示能量转化或转移具有“方向性"的事例是
A．电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能
B．热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体
C．动能可以和重力势能相互转化
D．电能可以转化为内能，内能也可以部分地转化为电能
18、、内燃机的一个工作循环的四个冲程，图中表示的是其中的________冲程；
它将______能转化成_______能．
19、如图8所示，其中能量转化形式相同的是 ( )
图8
A．甲和乙 B．乙和丙 C．甲和丙 D．乙和丁
20、铝的比热是0. 88×103焦 / (千克·℃)，水的比热是4.2×103焦 / (千克·℃) ．质量为0.3千克的铝锅中放有2千克的水，把它们从20℃加热到80℃时，
（1）铝锅需要吸收多少热量
　 （2）水需要吸收多少热量　　　　　　　
（3）一共需要吸收多少热量
21、某学校每天需要将1000kg、20℃的水烧开供师生饮用。
（1）请计算学校每天烧开水所需要的热量时多少？
（2）如果煤气的热值为3.9×107J/m3，燃烧煤气放出的热量只有60%被水吸收，学校每天烧水需要多少m3的煤气？（结果保留一位小数）
22. 小明学习了有关热学的知识后，知道水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，他想估算一下自己家每天烧水、做饭需要的热量。于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间，并把它折算成烧水时间，相当于每天将30kg、20℃的水烧开
（1）小明家每天烧水做饭需要多少热量？
（2）如果普通煤的热值是3×107J/kg，从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少千克煤？
（3）小明家实际平均每天需要烧4块蜂窝煤，按每块蜂窝煤0.5kg算，他家每天实际用煤2kg，由此小明计算出他家煤炉的效率是多少？你认为小明家煤炉效率低的原因是什么？
.
（1）一切物体都有内能：
（2）单位： 符号：
（3）内能是能量的又一种形式。
①定义：热量从 传给 的现象
②开始条件： 结束条件：
③实质：内能从高温物体向低温物体转移。
④热传递传递的是 ，而不是温度。
⑤规律：吸热，内能 ，放热，内能 ；
①规律：对物体做功，物体内能会 ；物体对外做
功，物体内能会 。
②实质： 能转化 能。
①定义：在热传递过程中 的多少。
②单位与符号：
①吸热公式：Q吸=
②放热公式：Q放=
③热平衡方程： 。
（1）燃料燃烧时能时的转化： 转化 ；
（2）燃料的种类： ①气体燃料 ② ③ ；
（3）：热值
①定义： 某种物质 所放出的热量；
②单位与符号： ；单位意义 ；
③热值特性：同种物质热值 ；
④计算公式： ；
（2）种类： 、 ；
（3）汽油机的结构：（略）
（4）汽油机工
作原理：
a、吸气冲程：进气门 ，排气门 ，活塞向 运动；
b、压缩冲程：进气门排气门都关闭，活塞向 运动，
能量转化： 能转化为 。
c、做功冲程：进气门排气门都关闭，活塞向 运动，
能量转化： 能转化为 。
d、排气冲程：进气门 ，排气门 ，活塞向 运动
A． 　　 B． 　　 C． 　 　D．　　　　　　　　　　　　　　
图2