1、第十三章 内 能 第十四章 内能的利用,一、分子热运动 1.物质的构成: (1)常见的物质是由_、_构成。 (2)分子很小,通常以_m为单位来度量。,分子,原子,10-10,2.分子热运动: (1)扩散现象。 定义:不同的物质在互相接触时彼此进入_的现象。 发生范围:气体、_、_之间都可发生扩散现象。 表明:一切物质的分子都在_。,对方,液体,固体,不停地做无规则的运动,(2)分子的热运动:分子的无规则运动,分子的运动 与温度有关。温度越高,分子运动_。,越剧烈,3.分子间的作用力: (1)分子间存在相互作用的_。 (2)变化特点:当分子间距离很小时,作用力表现为 _;当分子间距离稍大时,作用
2、力表现为_。,引力和斥力,斥力,引力,(3)固态、液态、气态的特性:,较大,很大,有,有,无,有,无,无,4.分子动理论的初步知识: (1)物质是由大量的_、_构成的。 (2)物质内的分子在不停地做热运动。 (3)分子之间存在_。,分子,原子,引力和斥力,二、内能 1.定义:构成物体的所有分子,其热运动的_与 _的总和。单位_。 2.普遍性:一切物体,不论温度高低,都具有_。 如:炽热的铁水具有内能,冰冷的冰块,也具有内能。,动能,分子势能,J,内能,3.主要影响因素: (1)温度:同一物体,温度越高,内能_;温度降低 时,内能会_。 (2)质量:在温度相同、物态相同的情况下,质量大 的物体内
3、能_。,越大,减小,大,4.内能的改变: (1)改变内能的途径:_和_。 (2)做功:外界对物体做功,物体内能_,物体对 外界做功,物体内能_。,做功,热传递,增加,减小,(3)热传递。 热量:在热传递过程中,传递_的多少。单位:_。 方式:物体吸收热量时内能_,物体放出热量时内 能_。物体吸收或放出的热量越多,它的内能改变 越大。 条件:物体之间存在_。,能量,J,增加,减小,温度差,方向:热量总是从高温物体转移到低温物体,或者是从同一物体的高温部分转移到低温部分。,5.比热容: (1)定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收 的_与它的_和_乘积之比。 (2)计算公式:_。,热量,质量,
4、升高的温度,(3)特性: 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_。 比热容与物质的种类和状态有关,与物体的质量、 体积、吸收(或放出)热量多少、温度高低都无关。 (4)水的比热容大的应用:冷却和取暖、调节气候。,不同,6.热量的计算公式: (1)吸热公式:_。 (2)放热公式;_。,Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t),三、热机 1.定义:利用_做功的机械。 2.能量转化:_能转化为_能。,内能,内,机械,3.内燃机: (1)定义:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的 热机。 (2)分类:_和_。,汽油机,柴油机,(3)工作特点:,打开,关闭,机械能,内能,内能
5、,机械能,向上,四、热机的效率 1.燃料的热值: (1)意义:表示燃料在完全燃烧时放热本领大小的物理量。,(2)概念:某种燃料_放出的热量与其质量 之比。 (3)单位:_。 (4)性质:与燃料的形态、体积、质量、是否完全燃烧无关,只与燃料的种类有关。,完全燃烧,J/kg,2.热机的效率: (1)定义:用来做_的那部分能量,与燃料 _放出的能量之比。 (2)公式:_。,有用功,完全燃烧,(3)提高热机效率的方法。 让燃料燃烧更充分。 在设计和制造过程中,不断改进和创新,以减小各种能量损失。 设法利用废气的能量。,五、能量的转化与守恒 1.能量的转化:在一定条件下,各种形式的能量是 可以_的。,相
6、互转化,2.能量守恒定律: (1)内容:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生, 它只会从一种形式_为其他形式,或者从一个物 体_到其他物体,而在转化和转移的过程中, 能量的总量_。,转化,转移,保持不变,(2)根据能量守恒定律,使人们认识到,_(选填“可能”或“不可能”)制造出永动机。,不可能,【教材图解诊断自测】 1.如图,冬天双手摩擦是利用_改变内能。向手 上哈气是利用_改变内能。,做功,热传递,2.如图,当塞子跳起来时,可以看到瓶内出现白雾。 在这个过程中,气体膨胀对外做功,温度_, 内能_。,降低,减小,3.如图为内燃机的_冲程,在此冲程中,_ 能转化为_能。,压缩,机械,内,4.如图是
7、一种设想的永动机,这种永动机_(选填 “能”或“不能”)永远运动下去。能量在转化和转 移的过程中,能量的总量_。,不能,保持不变,考点1 分子动理论的初步认识 1.扩散现象: (1)发生条件。 不同物质。 相互接触。,(2)影响因素:温度越高,扩散越快,分子的热运动越剧烈。,2.分子间有间隙: 例如:50mL的水和50mL的酒精混合在一起,总体积小于100mL。,3.分子间存在相互作用的引力和斥力:分子间的引力和斥力是同时存在的。引力和斥力都随着分子间距离的增大而减小。分子间距离增大时,表现为引力,分子间距离变小时,表现为斥力。当分子间距离相距很远时,作用力表现得非常微弱。,【方法点拨】分子运
8、动与机械运动的判断,【典例1】(2017怀化中考)下列现象能说明分子在做无规则运动的是 ( ) A.我国北方地区发生沙尘暴时,空气中弥漫着大量的沙尘 B.五月份怀化市部分地区发生洪灾,河水中夹带着大量泥沙,C.春天来了,怀化乡村橘花盛开,处处闻到浓浓的花香 D.冬季,寒潮来临,温度骤降,雪花漫天飞舞,【精讲精析】选C。本题考查分子动理论。分子是微观物体,肉眼或借助光学显微镜都不能看到,本题中沙尘、泥沙、雪花,都是宏观物体,所以不是分子无规则运动,A、B、D项均错误;花香弥散是花香分子无规则运动造成的,C项正确。,【典例2】(2017淮安中考)如图所示,将两个表面 平整、干净的铅柱紧压后,它们就
9、会粘在一起,即使 在下面吊一个较重的物体也不会被拉开,这个实验 表明 ( ),A.分子间存在引力 B.分子间存在斥力 C.分子在永不停息地运动 D.分子间有空隙,【精讲精析】选A。本题考查分子间的作用力。两铅块紧压在一起后,会粘在一起,且能悬挂重物,说明分子间存在引力,故选A。,【备选例题】 1.(2016巴中中考)下列现象中,能用来说明分子在不停地做无规则运动的是 ( ) A.玉兰花开,闻到阵阵花香 B.扫地时的尘土飞扬 C.车刀在砂轮的高速摩擦下溅出火花 D.羊群在草原上奔跑,【解题探究】解答本题时思考以下两个问题: (1)分子的运动能否用肉眼直接观察到? (2)四个选项中,哪些是肉眼直接
10、观察到的现象? 提示:(1)分子的运动不能用肉眼直接观察到。 (2)B、C、D选项中的现象是肉眼直接观察到的现象。,【精讲精析】选A。玉兰花开,闻到阵阵花香,是香气分子的无规则运动,故A正确;扫地时,空中尘土飞扬,属于固体小颗粒的运动,是机械运动,故B错误;车刀在砂轮的高速摩擦下溅出火花,是脱落的炽热微粒在运动,是机械运动,故C错误;羊群在草原上奔跑,是物体的运动,属于机械运动,D错误。故选A。,2.(2016株洲中考)将很干净的玻璃板挂在弹簧测力计下,使玻璃板水平接触水面,如图甲所示。然后稍稍用力向上拉动玻璃板,玻璃板并未与水面分离,却发现其边缘处的水面稍微向上弯曲,如图乙所示,这是因为 ,
11、此时弹簧测力计示数 (选填“大于”“等于”或“小于”)玻璃板自身重量。,【精讲精析】本题综合考查分子动理论和弹簧测力计的使用。玻璃板水平接触水面,然后稍稍用力向上拉动玻璃板,由于玻璃与水之间存在分子引力,从而导致玻璃板与水不能立即分离,且水面变形。此时弹簧测力计的示数大小等于玻璃板的重力和分子间引力之和。 答案:分子间有引力 大于,【知识拓展】分子间相互作用的斥力与引力的特点 (1)同时性:二者同时存在。 (2)一致性:二者都随分子间距离的增大而减小。当分子间距很大时(约大于10倍分子直径),二者均可忽略不计。二者又都随着分子间距的减小而增大。,(3)差异性:二者随分子间距离变化的快慢不同。
12、当分子间距增大时,斥力减小得更快,分子间表现为引力; 当分子间距减小时,斥力增大得更快,分子间表现为斥力。,【知识拓展】分子运动和机械运动的比较,考点2 温度、内能、热量的比较 1.区别: (1)温度:表示物体的冷热程度,是一个状态量;一切物体任何时候都有温度。 (2)内能:能量的一种形式,是一个状态量;可以转化或转移。物体的内能不会为零,通常用“具有”“增加(大)”或“减少(小)”来修饰。,(3)热量:是一个过程量,只能用“吸收”或“放出”来表述,而不能用“具有”或“含有”表述。如果物体之间没有温度差,就没有热传递,就没有内能的转移,也就不存在“热量”。,2.联系:,说明:箭头方向表示由某个
13、量的变化会不会引起另一个量的变化;“一定”和“不一定”是指物理量变化的情况。 (1)物体温度升高,内能一定增加,可能吸热,也可能外界对物体做功。,(2)物体吸热,内能不一定增加(物体可能对外做功),温度不一定升高;物体放热,内能不一定减少,温度不一定降低。 (3)物体的内能增大,温度不一定升高(如晶体熔化时吸收热量,内能增大,但温度不变);物体的内能减小,温度不一定降低(如晶体凝固时放出热量,内能减小,但温度不变)。,【规避失分点】 (1)温度高的物体内能不一定大,内能还与物体的质量有关。 (2)热传递传递的是内能,不是温度。,【典例3】(2016安徽中考)下列说法正确的 是 ( ) A.物体
14、的内能增加,则一定是外界对物体做了功 B.物体的温度升高,则一定是从外界吸收了热量 C.物体的温度越高,含有的热量越多 D.内能是物体内所有分子动能和势能的总和,【精讲精析】选D。解答本题要抓住以下关键点: 关键点1:改变物体内能的两种方式。物体的内能增加,可能是外界对物体做了功,也可能是物体吸收了热量(热传递)。,关键点2:物体的内能大小与温度的关系。物体的温度升高,其内能一定增加,做功和热传递都能使物体的内能增加。 关键点3:热量的正确表述。热量是一个过程量,要用“吸收”或“放出”来表述,不能用“含有”或“具有”来表述。,关键点4:理解内能的定义。叙述定义时,突出三个关键词:“所有”“分子
15、动能和势能”“总和”。,【典例4】(2017淄博中考)关于温度、热量、内能, 下列说法正确的是 世纪金榜导学号59944165( ) A.物体吸收热量,温度不一定升高,内能一定增加 B.物体吸收热量,内能不一定增加,温度一定升高 C.物体温度升高,一定是外界对它做了功 D.物体内能增加,其温度一定升高,【精讲精析】选A。解答本题明确以下关键点: (1)晶体熔化时,吸收热量,内能增加,温度不变。故物体吸收热量时内能一定增加,但温度不一定升高。,(2)改变内能有两种方式:热传递和做功。一个物体的内能增加,可能是做功,也可能是热传递。 (3)一个物体温度升高,内能一定增加。,【知识拓展】机械能和内能
16、的比较,考点3 改变内能的途径,【规避失分点】 (1)热传递是有方向的,内能总是从高温物体(或同一物体的高温部分)转移到低温物体(或同一物体的低温部分),直至温度相同。 (2)物体的内能发生改变,可能是通过做功方式,也可能是通过热传递方式,在不了解改变过程的情况下,无法确认是通过哪种方式改变内能的。,【典例5】(2017北京中考)下列实例中,用热传递的方式来改变物体内能的是 ( ) A.用热水袋暖手,手的温度升高 B.用锯条锯木板,锯条的温度升高 C.两手相互摩擦,手的温度升高 D.用手反复弯折铁丝,弯折处铁丝的温度升高,【精讲精析】选A。本题考查改变内能的方式。用热水袋暖手,手从热水袋上吸收
17、热量,使手的温度升高,内能增加,这是通过热传递改变物体的内能;用锯条锯木板、两手相互摩擦,都是克服摩擦力做功,分别使锯条、手的温度升高,内能增加;用手反复弯折铁丝,克服分子间的作用力做功,使弯折处的铁丝温度升高,内能增加。只有A选项符合题意。,【典例6】(2017遵义中考)如图所示,瓶内有一些水,用带孔的橡皮塞把瓶口塞住,向瓶内打气一会儿后,瓶塞跳起,在瓶塞跳起的过程中,下列关于瓶内气体说法正确的是 ( ) 世纪金榜导学号59944166,A.气体对瓶塞做功,气体的内能减少 B.瓶塞对气体做功,气体的内能减少 C.气体对瓶塞做功,气体的内能增加 D.瓶塞对气体做功,气体的内能增加,【精讲精析】
18、选A。本题考查改变内能的方式。向瓶内打气,在瓶塞跳起的过程中,瓶内气体膨胀对瓶塞做功,气体一部分内能转化为瓶塞的机械能,气体的内能减少,故选A。,【备选例题】 1.(2016莆田中考)如图所示是古人锻造铁器的 过程,关于改变物体内能的方式,下列说法中正确的 是 ( ),A.加热和锻打属于热传递,淬火属于做功 B.加热属于热传递,锻打和淬火属于做功 C.加热和淬火属于热传递,锻打属于做功 D.加热和淬火属于做功,锻打属于热传递,【精讲精析】选C。解答本题抓住以下关键点: 关键点1:用铁锤锻打工件,工件会发热,机械能转化为内能,属于做功改变物体内能。 关键点2:用火对铁器加热,物体铁器从火中吸收热
19、量,把铁器放在水中淬火,铁器向水中放热,属于热传递改变物体内能。,2.(2016阜新中考)如图所示实验或事例,属于内能转化为机械能的是 ( ),【精讲精析】选C。由滑梯滑下臀部会有灼热感,是克服摩擦做功,机械能转化为内能,故A不合题意;搓手取暖,是克服摩擦做功,机械能转化为内能,故B不合题意;水蒸气将塞子冲出,是气体对外做功,将内能转化为机械能,故C符合题意;压缩空气,气体的温度升高内能增加,机械能转化为内能,故D不合题意。故选C。,考点4 比热容的理解和应用 1.比热容的理解: (1)比热容是物质自身的性质之一,它反映了不同物质吸、放热本领的强弱,比热容大的物质吸、放热本领强,比热容小的物质
20、吸、放热本领弱。,(2)c= 表示比热容在数值上等于 ,但比热容既不与热量成正比,也不与质量和温度变化量的乘积成反比。同种状态下,比热容只取决于物质的种类。 (3)同一物质的比热容随状态的改变而改变。例如,水的比热容是4.2103J/(kg),变为固态的冰后的比热容是2.1103J/(kg)。,2.应用: (1)夏天沿海地区比内陆凉爽,冬天沿海地区比内陆暖和:这是因为在吸收或放出相同热量时,比热容较小的物质,温度易发生明显变化,比热容较大的物质,温度不易发生明显变化。,(2)生产生活中常利用水作发动机的冷却剂:这是因为一定质量的水升高一定的温度比其他同样质量的物质升高同样的温度吸收的热量多。,
21、【典例7】(2017自贡中考)关于物质的比热容,下列说法中正确的是 ( ) A.比热容是物质的一种属性,只和物质的种类有关 B.同种物质质量越大比热容就越大 C.因为水的比热容较大所以比较适合作冷却剂 D.物质的状态发生变化时其比热容一般不变,【精讲精析】选C。解答本题明确以下关键点: 关键1:比热容是物质的一种属性,和物质的种类、状态都有关系,但和物质的质量没有关系 关键2:水的比热容大,所以在升温时能吸收更多的热量,可以用来做冷却剂 关键3:物质的状态变化时,比热容一般会发生变化,比如水变成冰,比热容变小,【典例8】(2017成都中考)小明根据下表所提供的数据得出了四个结论,其中正确的是
22、( ) 世纪金榜导学号59944167,A.液体的比热容一定比固体的比热容大 B.同种物质发生物态变化后,比热容不变 C.由于水的比热容大,白天海水温度比沙滩高 D.2kg的水温度升高50,吸收的热量是4.2105J,【精讲精析】选D。冰的比热容比水银的比热容大,故液体的比热容不一定比固体的大,故A错误;水和冰是同一物质,水变成冰后比热容变化了,由此可知同一物质发生物态变化后,比热容变化了,故B错误;海水的比热容比沙石的比热容大,所以在白天有太阳光照射时,吸收相同的热量情况下,海水升温较慢,而沙石比热容 小,升温就比较快,则岸边沙石的温度比海水的温度高, 故C错误;水吸收的热量:Q=cmt=4
23、.2103J/(kg) 2kg50=4.2105J,故D正确。,【备选例题】 1.(2016南京中考)根据表中数据,下列判断正确的是 ( ) 一些物质的比热容J/(kg),A.不同物质的比热容不可能相同 B.在阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢 C.因为水的比热容较大,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大 D.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多,【精讲精析】选D。提取表中关键信息 信息1:不同物质的比热容可能相同,表格中的煤油与冰的比热容相同,A错。,信息2:湿泥土中含有水,比热容比干泥土要大,同样的阳光照射下,温度上升得慢,B错;水的比热容比沙石大。白天,相同质量的水和沙石比较,
24、吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少,使得沿海地区昼夜的温差小,C错。,信息3:由于铝的比热容比铜的大,所以质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多,D正确。,2.(2016来宾中考)从比热容表中可知,水的比热容比煤油的大,用规格相同的两个试管分别装上质量相同的煤油和水,隔着石棉网用相同热源同时对两试管均匀加热,实验后,画出如图所示的图象,其中能正确反映该实验情况的图象是 ( ),【精讲精析】选C。本题考查比热容和热量的计算。用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水,放在同一石棉网上,同时对两试管加热,相同时间两种液体吸收的热量相同,而A、B
25、图中反映了相同时间吸收的热量不同,故A、B图象错误;由于水的比热容较大,在质量相同、加热时间相同也就是吸收的热量相同时,水温升高得较小,故C选项正确、D选项错误。,考点5 热量计算 1.热量的计算:,【特别提醒】(1)利用比热容计算热量时,要正确理解文字叙述:“升高了”或“降低了”表示温度的变化量t,“升高到”或“降低到”表示物体的末温t2。 (2)公式Q=cmt适用于物质状态不发生变化时热量的计算,如冰熔化成水的过程中吸收热量,温度不变,但物质状态变化,不能用上述公式计算热量。,2.计算热效率: (1)热机的效率:= 100%。其中W有指用来做有用功的那部分能量,Q总为燃料完全燃烧放出的能量
26、。,(2)热效率:= 100%,其中Q有为有效利用的热量, Q总指总能量,如果是用炉子给物体加热,则Q总为燃料 完全燃烧放出的热量(Q总=mq),Q有为被加热物质吸收 的热量;如果是太阳能热水器,则Q总为太阳射入的总能 量,Q有为水吸收的热量;如果是用电热器烧水,则Q总为 电流做功放出的热量(Q总=UIt),Q有为水吸收的热量。,(3)变形公式:W有=Q总或Q有=Q总。,【典例9】(2017济宁中考)在一标准大气压下,将 50 L的水从40加热到沸点。求: (1)水需要吸收的热量。 (2)提供这些热量,需要完全燃烧焦炭的质量(q焦炭=3.0107J/kg)。,【解题关键】解答本题明确以下关键点
27、: 关键1:明确计算质量的公式为m=V 关键2:知道水吸收热量的计算公式为Q吸=cm(t-t0) 关键3:知道焦炭燃烧放出热量的计算公式为Q放=mq,【规范解答】(1)水的体积:V=50L=50dm3=0.05m3 水的质量:m=V=1.0103kg/m30.05m3=50kg 在一标准大气压下,水的沸点t=100,则水需要吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg) 50kg(100-40)=1.26107J,(2)焦炭完全燃烧放出的热量:Q放=Q吸=1.26107J 由Q放=mq得需要完全燃烧焦炭的质量: m焦炭= =0.42kg 答案:(1)1.26107J (2)0.4
28、2kg,【典例10】(2017常州中考)如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把炉内20、5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤,此过程中,烧水效率为28%,为提高煤炉效率,浙江大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中,还可额外把炉壁间10kg水从20加热至40,q煤=3107J/kg,c水=4.2103J/(kg)。以上过程中,问: 世纪金榜导学号59944168,(1)普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大? (2)双加热煤炉的烧水效率有多大?,【规范解答】(1)炉内水吸收的热量:Q吸=c水mt =4.2103J/(kg)5kg80=1.68106J 煤燃烧
29、放出的热量:Q放= 完全燃烧煤的质量:m=,(2)炉内水和炉壁间水吸收的总热量: Q吸=Q吸+c水mt=1.68106J +4.2103J/(kg)10kg20=2.52106J 双加热煤炉的烧水效率: = 100%= 100%=42% 答案:(1)0.2kg (2)42%,【备选例题】 1.(2016大连中考)用炉子烧水时,将10kg的水从20加热到100,燃烧了0.5kg的焦炭,水的比热容是4.2103J/(kg),焦炭的热值是3.0107J/kg,试求:,(1)水吸收的热量是多少? (2)0.5kg焦炭完全燃烧放出的热量是多少? (3)炉子烧水的效率是多少?,【解题关键】解答本题抓住以下
30、关键点: 关键1:明确焦炭燃烧放出热量的计算公式为Q放=mq。 关键2:知道水吸收热量的计算公式为Q吸=cm(t-t0)。 关键3:知道热效率的计算公式为= 100%。,【规范解答】(1)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0) =4.2103J/(kg)10kg(100-20) =3.36106J (2)Q放=mq=0.5kg3.0107J/kg=1.5107J (3)= 答案:(1)3.36106J (2)1.5107J (3)22.4%,2.(2016黔西南州中考)已知焦炭的热值为q=3.0107J/kg,0.14kg的焦炭完全燃烧放出的热量是多少?若这些热量的25%被温度为25的水吸收,则能
31、使多少质量的水温度升高到75? c水=4.2103J/(kg),【解题关键】解答本题抓住以下关键点: 关键1:知道焦炭完全燃烧放出热量的计算公式为Q放=mq。 关键2:明确水吸收热量的计算公式。,【精讲精析】0.14kg的焦炭完全燃烧放出的热量: Q放=m炭q炭=0.14kg3.0107J/kg=4.2106J 根据公式= 得,水吸收的热量: Q吸=Q放=25%4.2106J=1.05106J;,根据公式Q吸=c水mt得,m= 答案:4.2106J 5kg,3.(2016日照中考)1kg铀全部裂变,释放的能量不低于2 000t煤完全燃烧时释放的能量。已知煤的热值为3.0107J/kg,那么1.
32、2kg铀全部裂变,释放的能量至少为 J。,【精讲精析】本题考查了学生对燃料完全燃烧放热公式Q=mq的掌握和运用。1.2kg铀对应的煤的质量为m=1.22 000t=2 400t=2.4106kg;2.4106kg煤释放的能量为Q=mq=2.4106kg3.0107J/kg=7.21013J。 答案:7.21013,【知识拓展】转化效率 其他形式的能转化为内能时,由于有能量损失,所以存在转化效率()问题。 (1)用炉火加热水时,化学能转化为内能,水吸收的热量Q吸=Q放=mq。,(2)使用太阳能热水器时,太阳能转化为内能,水吸收的热量Q吸=E太。 (3)使用电热器加热水时,电能转化为内能,水吸收的
33、热量Q吸=W电。,考点6热机 1.工作特点:,2.工作过程:一个工作循环包括四个冲程,活塞往复运动两次,曲轴(飞轮)转动两周,对外做功一次。,3.判断汽油机冲程的方法: (1)判断吸气冲程和排气冲程:进气门打开,活塞向下运动是吸气冲程;排气门打开,活塞向上运动是排气冲程。 (2)判断做功冲程和压缩冲程:两气门均关闭,活塞向下运动是做功冲程,向上运动是压缩冲程;如果火花塞点燃必为做功冲程。,4.能量转化: (1)压缩冲程:机械能转化为内能。 (2)做功冲程:内能转化为机械能。,【规避失分点】 在四个冲程中,只有做功冲程是燃气对活塞做功,其他三个冲程都要靠曲轴上安装的飞轮的惯性来带动完成。,【典例
34、11】(2017烟台中考)如图所示是汽油机工作时的四个冲程,其中属于做功冲程的是 ( ),【精讲精析】选C。本题考查汽油机工作冲程的判断。A图中进气门打开,空气进入汽缸,是吸气冲程;B图中两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;C图中两气门都关闭,火花塞点火,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;D图中排气门打开,废气排出汽缸,是排气冲程。,【典例12】(2015枣庄中考)一台柴油机飞轮的转速为2 400 r/min,则在1 s内,柴油机完成 个冲程,对外做功的次数是 次。,【解题探究】解答本题时思考以下两个问题: (1)一个工作循环,活塞往复几次?飞轮转动几周? (2)飞轮每转一周,
35、做功几次? 提示:(1)一个工作循环,活塞往复两次,飞轮转动两周。 (2)飞轮每转一周,做功0.5次。,【精讲精析】本题考查热机的工作原理。一台柴油机飞轮的转速为2 400 r/min,则该柴油机飞轮每秒钟转40圈,完成20个工作循环,柴油机完成80个冲程;对外做20次功。 答案:80 20,【备选例题】 (2016桂林中考)关于内燃机,下列说法正确的 是 ( ) A.内燃机的实际工作效率可达100% B.汽油机和柴油机使用同种燃料 C.汽油机和柴油机均属于内燃机 D.在做功冲程中,机械能转化为内能,【精讲精析】选C。由于内燃机工作时,一定有能量的损失,所以效率一定小于100%,故A错误;汽油
36、机燃料是汽油,柴油机的燃料是柴油,故B错误;利用内能做功的机器称为内燃机,汽油机和柴油机均属于内燃机,故C正确;内燃机工作时,在做功冲程中,内能转化为机械能,故D错误。故选C。,【知识拓展】汽油机和柴油机的比较,主题 比较不同物质吸热的能力 【实验装置】,【实验器材】 测质量:天平,测温度:温度计,测时间:停表。,【实验关键】 (1)实验设计:加热_相同的水和食用油,升高_ 的温度,比较加热时间。,质量,相同,(2)测量数据:,(3)分析实验数据:质量相同的不同物质,升高相同 的温度,吸收的热量_。,不同,【要点探究】 (1)怎样比较不同物质的吸热能力? 提示:选取质量相同的不同物质,让它们吸
37、收相同的热量,比较温度升高的度数,温度升高少的物质吸热能力强;选取质量相同的不同物质,让它们升高相同的温度,比较吸收热量的多少,吸收热量多的物质吸热能力强。,(2)怎样得到质量相同的水和食用油? 提示:方法1:先确定需要水和食用油的质量,取两只完全相同的玻璃杯,测出玻璃杯的质量,计算出玻璃杯和水的质量之和m,再把玻璃杯放在天平上,注入水,使玻璃杯和水的质量之和为m,用同样的方法测出等质量的食用油。,方法2:先确定需要水和食用油的质量,再根据V= 计算出水和食用油的体积,用量筒测出需要的水和食用油。,(3)实验中如何比较水和食用油吸收热量的多少? 提示:比较电加热器加热时间的长短。,(4)为什么
38、要使烧杯、电加热器的规格相同? 提示:加热水和食用油的过程中,采用相同规格的电加热器和烧杯,可以保证在加热时间相同时,水和食用油吸收的热量相同。,【示范案例】 (2017南京中考)如图所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,取质量和初温都相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的易拉罐中,用相同的装置加热,实验数据记录如表: 世纪金榜导学号59944169,(1)实验中,可以通过 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较两种液体吸收热量的多少。 (2)分析实验数据可知:当它们升高相同温度时, (选填“甲”或“乙”,下同)液体需要吸收的热量更多;当它们吸收相同热量时, 液体升温更高。,(3)若
39、在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂, 液体冷却效果更好。,【解析】本题考查探究不同物质吸热能力。(1)加热方法完全相同,可以认为相同时间里物质吸收的热量相同,用加热时间的长短表示吸收热量的多少,这是转换法。(2)分析甲和乙的温度的变化关系,在升高相同温度的情况下(10),甲需要的时间长(40 s),乙需要的时间短(18 s),得出升高相同的温度,甲需要吸收,的热量要多,故甲的吸热能力较强,甲的比热容大。在加热相等时间内(40 s),甲的温度升高了10,乙的温度升高了20,则乙液体升温更高。(3)因为甲的比热容较大,相同质量的甲和乙比较,升高(降低)相同的温度,甲吸收(放出)的热量多,
40、所以用甲冷却汽车发动机效果较好。 答案:(1)加热时间 (2)甲 乙 (3)甲,【延伸探究】结合【示范案例】思考以下问题 (1)实验中用玻璃棒不断搅拌,目的是让液体 。 (2)分析实验数据可知,甲的比热容 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙的比热容。,(3)实验中用到的研究方法除了转换法还用到了。 (4)实验中 (选填“能”或“不能”)用体积相等的两种液体来做实验。原因是_ _。,【解析】(1)实验中为了让物质受热均匀,需要用玻璃棒不断搅拌。(2)升高相同的温度,甲需要吸收的热量要多,故甲的吸热能力较强,甲的比热容大。(3)实验中需要控制物质的质量、初温和吸收的热量相同,故使用了控制变量法。
41、(4)因物质吸收热量的多少与物质的质量有关,故应选用质量相同的两种液体。,答案:(1)均匀受热 (2)大于 (3)控制变量法 (4)不能 没有控制质量相同,【备选例题】 (2016聊城中考)在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。,(1)实验中应量取质量 的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中。 (2)用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体,使它们升高相同的温度,通过 来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。,(3)实验记录的数据如下表所示,分析实验数据可知物质的吸热能力强。,【精讲精析】本题考查了比较物质的比热容。(1)“比较不同物质吸热的情况”需要利用控制变量法,所以实验中
42、要控制两种液体的质量相同。(2)加热时使用了相同规格的电加热器,通过比较加热时间就可以比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。,(3)根据表格可以发现,在加热时间相同时,甲液体温度变化小,乙液体温度变化大,所以甲物质的吸热能力强。 答案:(1)相同 (2)加热时间 (3)甲,【延伸探究】结合【示范案例】思考以下问题: (1)在上述实验中,若使甲、乙升高的温度相同,只给甲加热更长的时间,此时甲吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙吸收的热量。 (2)假若甲是水,比热容为4.2103J/(kg),根据表中数据可知乙的比热容为 J/(kg)。,【解析】(1)加热时间反映物质吸热的多少,加热时间长,则吸收热量多。(2)由表中数据可知,甲、乙质量相同,升高相同的温度,甲吸收热量为乙吸收热量的2倍,则甲的比热容为乙的二分之一,即2.1103J/(kg)。 答案:(1)大于 (2)2.1103,【方法平台】(1)实验中要用相同的热源进行加热,以保证物质在相同的时间内吸收的热量相同。 (2)实验中运用了控制变量法和转换法。控制物质的质量、初温和吸收的热量相同,通过比较温度计的示数反映不同物质吸热能力的不同。,
