内能与内能的利用辅导讲义全.doc

1/13坤凡教坤凡教 育育 学学 科科 教教 师师 讲讲 义义讲义编号：_ 副校长/组长签字：签字日期：学学 员员 编编 号号：年年级级：九：九课课时时数数：3 3学学 员员 姓姓 名名：三：三辅辅 导导 科科 目目：物理：物理学学 科科 教教 师师：老师：老师课课题题能&热机 复习测试授课日期与时段授课日期与时段20140921，1618教教 学学 目目 的的会判断扩散现象，理解分子热运动深刻理解能概念，知道改变能的两种途径理解比热容并能进行计算深刻理解热机的四个冲程会进行热值相关计算深刻理解能量守恒定律重重 难难 点点扩散与分子热运动理解比热容计算热机四冲程判断热值计算 考纲说明考纲说明 这两主要考察分子热运动/扩散/比热容/热值/四个冲程/热机效率。题型以选择题填空题为主。分值约占 10 分 前文回顾前文回顾 1.小明体重是 500N，他提着重 100N 的水桶在水平地面上前进 10m，水桶高度始终不变，小明对水桶做功（）A.100JB.0JC.5000JD.功的大小无法计算2/132.重力为 100N 的物体，在水平推力的作用下，沿水平路面前进 10m，推力做功 200J，则推力的大小等于（）A.2NB.10NC.20ND.120N3作用力 F1与 F2分别对两个物体做功，两个物体通过的距离之比为 S1：S21：2，功的大小之比为 W1：W24：3，则这两个力的大小之比 F1：F2是：（）A 2：3；B 3：8；C 8：3；D 3：2。4售货员用 120 牛的水平力，推着 500 牛的售货车在水平路上前进 30 米，用去 40 秒的时间，则它做的功和功率分别为（）A.3600J，375WB.3600J，90WC.18600J，465WD.15000J，375W 知识梳理与例题知识梳理与例题 第一节第一节分子热运动分子热运动1、物质是由分子组成的。2、一切物体的分子都在不停地做无规则的运动扩散：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。扩散现象说明：A 分子之间有间隙。B 分子在做不停的无规则的运动。两瓶气体混合在一起颜色变得均匀，结论：气体分子在不停地运动。固体、液体、气体都可扩散，扩散速度与温度有关。3、分子间有相互作用的引力和斥力。当分子间的距离很小时，作用力表现为斥力；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力。如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。（破镜不能重圆的原因是：镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用围，镜子不能因分子间作用力而结合在一起。）第二节第二节 能能1、概念：物体部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，叫物体的能。能是指物体部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，不是指少数分子或单个分子所具有的能。一切物体在任何情况下都具有能影响能的主要因素：物体的质量、温度、状态与体积等物体的能与温度有关，同一个物体，温度升高，它的能增加，温度降低，能减少。2、热运动：物体部大量分子的无规则运动叫做热运动。分子无规则运动的速度与温度有关，温度越高，3/13分子无规则运动的速度就越快，物体的温度越低，分子无规则运动的速度就越慢。能也常叫做热能。3、能与机械能的区别：一切物体都具有能，但有些物体可以说没有机械能；能和机械能可以通过做功相互转化。4、改变物体能的两种方法：做功与热传递(1)做功：对物体做功，物体能增加;物体对外做功，物体的能减少。(2)热传递：热传递的条件：物体之间(或同一物体不同部分)存在温度差。物体吸收热量，物体能增加;物体放出热量，物体的能减少。第三节第三节 比热容比热容1、概念：单位质量的某种物质温度升高(或者降低)1吸收(或者放出)的热量叫做这种物质的比热容，用符号 c 表示，单位焦每千克摄氏度，符号 J/(kg)（定义式：或）水的比热容是 4.2103J/(kg)。它的物理意义是：1 千克水温度升高(或降低)1，吸收(或放出)的热量是 4.2103J。2、比热容是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热容。各物质中，水的比热容最大。这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。（在受太阳照射条件一样时，白天沿海地区比陆地区温度升高的慢，夜晚沿海地区温度降低也少。所以一天之中，沿海地区温度变化小，陆地区温度变化大。在一年之中，夏季陆比沿海炎热，冬季陆比沿海寒冷）水比热容大的特点，在生产、生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。冬季也常用热水取暖。3、说明(1)比热容是物质的特性之一，所以某种物质的比热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。(2)同种物质在同一状态下，比热是一个不变的定值。(3)物质的状态改变了，比热容随之改变。如水变成冰。(4)不同物质的比热容一般不同。4、热量计算公式：Q 吸=cm（t-t0）Q 放=cm(t0-t)第一节第一节 热机热机1、能的利用方式：利用能来加热；从能的角度看，这是能的转移过程。利用能来做功；从能的角度看，这是能转化为机械能。2、热机：利用燃料的燃烧来做功的装置。能转化为机械能（蒸气机燃机喷气式发动机）4/133、燃机：将燃料燃烧移至机器部燃烧，转化为能且利用能来做功的机器叫燃机。它主要有汽油机和柴油机。4、燃机工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是燃机中唯一对外做功的冲程，是由能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为能。5、汽油机和柴油机的比较：汽油机柴油机构造：顶部有一个火花塞。顶部有一个喷油嘴。吸气冲程吸入汽油与空气的混合气体吸入空气点燃方式点燃式压燃式效率低 高应用小型汽车、摩托车 载重汽车、大型拖拉机冲程冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。一个工作循环活塞往复运动一个工作循环活塞往复运动 2 2 次次，曲轴和飞轮转曲轴和飞轮转动动 2 2 周，经历四个冲程，做功周，经历四个冲程，做功 1 1 次。次。第二节第二节 热机的效率热机的效率1、热值：1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。单位：J/kg，酒精的热值是 3.0107J/kg，它表示：1kg 酒精完全燃烧放出的热量是 3.0107J。关于热值的理解：注重“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg：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是热值。某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧：表明要完全烧尽 热值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。2、热值公式：Q=mq 或 Q=Vq(其中 m 为燃料的质量，V 为燃料的体积，q 为燃料的热值)。火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输3、热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。公式：=W 有用/Q 总=W 有用/qm热机效率低的原因：第一，燃料并未完全燃烧；第二，热机工作的排气冲程要将废气排出，而排出的气体中还具有能，另外气缸壁等也会传走一部分能；第三，由于热机的各部分零件之间有摩擦，需要克服摩擦做功而消耗部分能量；第四，曲轴获得的机械能也未完全用来对外做功，而有一部分传给飞轮以维持其继续转动，这部分虽然是机械能，但不能称之为有用功5/13提高热机效率的途径：(1)使燃料充分燃烧(2)尽量减小各种热量损失(3)机件间保持良好的润滑、减小摩擦。第三节第三节 能量的转化和守恒能量的转化和守恒1、能量的转移与转化：能量可以从一个物体转移到另一个物体，如发生碰撞或热传递时;也可以从一种形式转化为另一种形式，如太阳能电池、发电机等。2、能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。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3、“第一类永动机”永远不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。经典考题与解析经典考题与解析 1.榴莲因其果肉香甜又富有营养，被称为水果之王。榴莲被切开后，其香味将很快充满整个房间，这一现象主要说明A.分子间存在引力B.分子间存在斥力C.分子间有间隙D.分子在永不停息地运动2关于分子，下列说确的是A有的物质分子间无论距离大小都只存在引力B水结冰后分子会保持静止C“酒香不怕巷子深”说明分子在不停地运动D“沙尘暴起，尘土满天”说明分子在不停地运动3年初森林公园的梅花开得好美，小雪不禁想起“墙角数枝梅，凌寒独自开，遥知不是,为有暗香来”。漫步丛中，她闻到淡淡梅花香，其原因是A分子很小B分子间存在引力C分子在不停地做无规则运动D分子间存在斥力4“花卉节”已经成为的一城市名片，走近花园就闻到扑鼻的花香，这是因为A分子之间存在引力B分子之间存在斥力6/13C分子之间没有空隙D分子不同的做无规则运动5.有关分子热运动,下列说确的是A.液体很难被压缩,说明分子间有引力B.用手捏海绵,海绵的体积变小了,说明分子间有间隙C.有霾天气大量极细微的尘粒悬浮在空中,说明分子在做无规则运动D.在做墨水滴入水中的扩散实验中,我们看不到墨水的分子在运动6.下列现象中，不能说明分子处在永不停息的无规则运动中的是A.花开时香气扑鼻B.扫地时尘土飞扬C.红墨水在水中散开D.衣柜里的樟脑丸过一段时间变小了7扩散现象的发生是由于A.分子在永不停息地做无规则运动B.分子之间有作用力C.分子间的斥力大于引力D.物质是由分子组成的8小明闻到烟味，对爸爸说：“你一吸烟，我和妈妈都跟着被动吸烟”小明这样说的科学依据是（）AA 分子在不停地做无规则的运动B 一切物体都是由分子组成的C 分子之间存在相互作用力D 分子间有空隙9.5 月 31 日是“世界无烟日”，吸烟有害健康已成为同学们的共识，会议室里贴了如图 3 的标志，这主要是考虑到在空气不流通的房间里，只要有一个人吸烟，整个房间就会充满烟味，这是因为（）A分子在不停地运动B分子间有引力C分子间有斥力D物质是由分子组成的10为预防 H7N9 禽流感，防疫人员在校喷洒消毒液，不久在校园闻到药味，这一现象说明A分子很小B分子间有作用力C分子间有间隙D分子在不停地做无规则运动11.5 月 31 日是世界无烟日”，吸烟有损自己和他人的健康，据世卫组织统计，每年因吸烟导致近 600 万人失去生命，造成他人吸二手烟是由于（）CA烟分子间存在着引力B烟分子间有空隙C烟分子在不停地做无规则运动D烟分子间存在着斥力12 如图所示，在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开 抽出玻璃板后，比空气密度大的二氧化氮进到了上面的瓶子这个现象说明（）A 气体分子在不停地运动B 气体分子之间存在引力和斥力C 气体是由分子组成的D 温度越高，气体分子运动越剧烈7/1313将 50mL 的水与 50mL 的酒精混合，所得液体体积小于 100mL下列对此现象的解释合理的是（）A 分子间是有空隙的B 分子是由原子构成的C 分子的质量和体积都很小D 分子总是在不断运动14将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，这时两块铅就会结合起来，甚至下面可以吊一个重物都不能将它们拉开（如图）这一现象说明（）A 分子在做无规则运动B 分子间存在扩散现象C 分子间存在斥力来D 分子间存在引力15夏天，人们喜欢到海边度假白天，海风拂面，带来丝丝凉意，夜间却不会很凉而沙漠的夏天昼夜温差可达 50对这种现象的解释，正确的是（）A 太阳照射沙漠地区的时间较长B 海边有风而沙漠地区可能没有C 海水的比热容比沙石的比热容大D 太阳直射沙漠地区，斜射海边 课堂练习课堂练习 2用锤子反复击打铁块，铁块的温度升高，针对此现象下列说确的是（）A 铁块被击打前分子是静止的B 击打时锤子将温度传给铁块C 击打时锤子的能转化为铁块的机械能D 铁块温度升高时能增加12完全燃烧 1kg 柴油放出的热量能使多少质量的水温度升高 20？已知柴油的热值是 4.2107J/kg，水的比热容是 4.2103J/（kg），假定放出的热量被水完全吸收（）A 2kg B 20kgC 50kgD 500kg5关于能和热量，下列说确的是（）A 物体吸收热量，温度一定升高B 物体运动的越快，物体的能越大C 同一物体的温度越高，能越大D 温度越高的物体，所含的热量越多16质量相等、初温一样的水和煤油，分别用两个一样的电加热器加热（不计热损失），加热过程中温度变化如图 6所示，则下列判断正确的是A甲的比热容大，是水B甲的比热容大，是煤油8/13C乙的比热容大，是水D乙的比热容大，是煤油1九龙江水对沿岸气温能起一定的调节作用，这主要是水的A比热容大B密度大C比热容小D密度小3下列事例中，通过热传递改变物体能的是A钻木取火B，双手互搓发热C晒太阳取暖D铁丝反复弯折后发热6用铝壶在天然气灶上烧水的过程中（）A 水的温度越高，水分子运动越剧烈B 是通过做功的方式改变水的能C 铝的比热容比水小，铝的吸热能力比水强D 天然气燃烧越充分，热值越大8关于物体的能，下列说确的是（）A 温度相等的 1 kg 和 100 g 的水能一样B 物体能增加，一定要从外界吸收热量C 温度为 0的物体没有能D 在一样物态下，同一物体温度降低，它的能会减少12关于物体的能，下列说确的是（）A 物体温度升高，它的能一定会增加B 物体能增加，一定要从外界吸收热量C 温度为 0的物体没有能D 温度相等的 1kg 水和 100g 水能一样8下列有关热和能的说法中正确的是（）A 物体能增大，一定从外界吸收热量B 汽油机在做功冲程中把机械能转化为能C 物体的温度越高，分子无规则运动越剧烈D 燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多3下列有关热现象的说法中，正确的是A分子间既有引力又有斥力，分子间的距离越大作用力也越大B机械能与整个物体的运动情况有关，能与物体部分子的热运动有关C震后疾病防控消毒时空气中散发一股浓浓的药味，是药物分子的扩散现象9/13D做功和热传递都可以改变物体的能，但功和热量是不同的物理量，单位也不同15 2010 年，两名俄裔科学家发现纳米材料石墨烯而获得了诺贝尔物理学家最近，研究人员利用石墨烯解决了半导体材料散热的问题，解决散热问题是利用石墨烯的（）A 导热性好B 熔点高C 硬度大D 密度小6下列现象中，属于热传递的方法改变物体能的是（）A 刚从蒸笼里拿出的馒头，放一阵子变凉了B 冬天天冷，通过搓手发热取暖C 用锤子敲打石头时，锤子发热D 给自行车车胎打气，打气筒壁变热了6在标准大气压下，将 0.2kg 水从 25加热至沸腾需吸收的热量是（C 水=4.210J/（kg）A2.1103JB6.3103JC2.1104JD6.3104J7我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机。这种发动机主要是因为氢是有A较小的密度B较大的比热容C较高的热值D较低的沸点5关于能和热量，下列说确的是（）A物体吸收热量，温度一定升高B物体运动的越快，物体的能越大C同一物体的温度越高，能越大D温度越高的物体，所含的热量越多3关于热现象，下列说确的是（）A物体温度越低，分子运动越剧烈B温度越高的物体含有的热量越多C水沸腾时要吸收热量，温度保持不变D冬天用热水袋暖手是用做功的方式改变能4.关于温度、热量、能，下列说确的是（）A.物体的温度越高，所含热量越多.B.温度高的物体，能一定大C.0的冰块 1 能一定为 O。D.温度一样的两物体间不会发生热传递5下列说法中不正确的是A安宁桃花会上，游客能闻到桃花的香味，说明分子是运动的B铁丝很难被拉断，说明分子间有引力C四冲程汽油机的做功冲程是将机械能转化成能10/13D一杯水温度降低时，能减小了10.关于温度、比热容、热量、能，以下说确的是A一块 0的冰没有能，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，它的一定能增加D用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其主要原因是水的比热容较小13.下列现象中，利用做功使物体能增加的是：A.木工用锯锯木条时，锯条发烫B.烧开水时，壶盖被水蒸气顶起来C.铁块放在炉火中烧红了D.冬天，人们在太下取暖12.关于比热容，下列说确的是A.物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关B.物体的比热容跟物体的温度有关C.物体的质量越大，它的比热容越大D.物体的比热容与温度、质量都没有关系11.下列说法中,正确的是A.机械能为零的物体,能一定也为零B.炽热的铁水具有能,冰冷的铁块不具有能C.铁丝被快速弯折的过程中,温度升高是因为机械能转化成能D.汽油机的压缩冲程中,主要是用热传递的方式增加了气缸物质的能 课后作业课后作业 1.（6 分）已知煤气的热值为 3.6107J/m3，0.28m3 的煤气完全燃烧放出的热量是多少？若这些热量的 50%被温度为20，质量为 30kg 的水吸收，则水温升高多少？c 水=4.2103J/(kg)2.（8 分）太阳能热水器是把太阳能转化为能的设备之能热水器每小时平均接收 4.2106J 的太阳能，在 5 小时的有效照射时间，将热水器中质量为 100kg、初温为 20的水温度升高到 40求：11/13(1)热水器中的水吸收的热量 Q；水的比热容 C=4.2103J/(kg)(2)热水器 5 小时接收到的太阳能 E；(3)热水器的效率；(4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值 q=4.2107J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）3.(8 分)某研究小组为测量垂直于太的面积为 1 米 2 表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。经多次试验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为 50%。控制太阳能热水器接受太垂直照射的面积始终是 2 米 2，太阳能热水器的水的质量为 100 千克，水的初温为 200C，经 8750s 时间后上升到 450CC 水=4.2103)/(kg)。请计算：(1)、在上述过程中太阳能热水器的水吸收热量是多少焦耳？(2)垂直于太的 1 米 2 表面上，每秒钟接受到的太阳能是多少焦耳？4.“五一”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以 108km/h 的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的 0.08 倍，效率为 4O。已知汽车整车质量为 1375kg，油箱容积为 50L。（汽油热值 q=3.3107J/L，g=10N/kg)（1）这时汽车牵引力做功的功率是多少？（2）该车加一满箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？6（6 分）随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气。小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入 2000cm3、20的水，大火加热直至沸腾。又在物理书中查到天然气12/13热值为 8107J/m3。气压为 1 标准大气压；c 水4.2103J(kg)（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？（2）如果小明家天然气炉具的效率是 40%，烧开这壶水，需要燃烧多少 m3 的天然气？7有一根烧红的铁钉，质量是 2g，放出 920J 的热量后，温度降低到 20，求铁钉的初温c 铁=0.46103J/（kg）参考答案参考答案略1.若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。2.若不是心宽似海，哪有人生风平浪静。在纷杂的尘世里，为自己留下一片纯静的心灵空间，不管是潮起潮落，也不管是阴晴圆缺，你都可以免去浮躁，义无反顾，勇往直前，轻松自如地走好人生路上的每一步 3.花一些时间，总会看清一些事。用一些事情，总会看清一些人。有时候觉得自己像个神经病。既纠结了自己，又打扰了别人。努力过后，才知道许多事情，坚持坚持，就过来了。4.岁月是无情的，假如你丢给它的是一片空白，它还给你的也是一片空白。岁月是有情的，假如你奉献给她的是一些色彩，它奉献给你的也是一些色彩。你必须努力，当有一天蓦然回首时，你的回忆里才会多一些色彩斑斓，少一些苍白无力。只有你自己才能把岁月描画成一幅难以忘怀的人生画卷。13/13