第十三章 內(nèi)能與熱機 滬科版物理九年級全一冊

第十三章

內(nèi)能與熱機物體的內(nèi)能1.內(nèi)能(1)定義：物體內(nèi)所有分子無規(guī)則運動的動能，以及分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。(2)影響因素：一切物體，在任何情況下都具有內(nèi)能。同一物體，在相同物態(tài)下，

越高，分子的熱運動越劇烈，內(nèi)能越大，溫度降低時，內(nèi)能減小。此外，物體的內(nèi)能還與物體的質(zhì)量、材料等有關。溫度物體的內(nèi)能2.改變內(nèi)能的方式改變內(nèi)能的途徑:熱傳遞或做功。(熱傳遞和做功對改變物體的內(nèi)能是等效的；物體的內(nèi)能發(fā)生改變，可能是通過熱傳遞，也可能是通過做功）(1)做功的實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化。(2)熱傳遞的發(fā)生條件是物體之間或物體的不同部分之間存在

，實質(zhì)是內(nèi)能的

。溫度差轉(zhuǎn)移物體的內(nèi)能3.熱量(1)定義：在熱傳遞過程中物體內(nèi)能傳遞的多少叫做熱量。熱量通常用字母Q表示，常用單位是

,符號：J。(2)內(nèi)能改變的多少可用傳遞熱量的多少來量度。熱傳遞轉(zhuǎn)移的是

，而不是溫度。焦耳能量物體的內(nèi)能1.下列實例中，用做功改變物體內(nèi)能的是

；用熱傳遞改變物體內(nèi)能的是

。①用熱水袋暖手

②用手反復彎折鐵絲，彎折處鐵絲的溫度升高

③在爐子上燒水，水的溫度升高

④隕石墜落燃燒

⑤把啤酒放冰箱冰凍

⑥從滑梯上滑下,屁股發(fā)燙⑦冬天哈氣暖手

⑧裝著開水的暖水瓶內(nèi)的水蒸氣將瓶蓋頂起來

⑨用打氣筒打氣

⑩陽光下的石凳曬得發(fā)熱?鉆木取火

?擦燃火柴①③⑤⑦⑩②④⑥⑧⑨①?比熱容1.定義：一定質(zhì)量的某種物質(zhì)在溫度升高（或降低）時吸收（或放出）的熱量與它的質(zhì)量和升高（或降低）溫度的乘積之比,用符號c表示。2.單位：焦每千克攝氏度，符號：J/（kg·℃）。3.影響因素：與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關，與其質(zhì)量、體積、溫度等無關。比熱容4．特性：比熱容是反映物質(zhì)自身性質(zhì)的物理量。不同的物質(zhì)，比熱容一般

；同一種物質(zhì)，比熱容大小與物質(zhì)的

有關，如水和冰的比熱容

。5.水的比熱容(1)水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃），表示1kg的水溫度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的熱量是4.2×103J。(2)在常見的物質(zhì)中，水的比熱容較

，應用水的這一特點有：取暖；作為冷卻劑；調(diào)節(jié)氣候等。不同狀態(tài)不同大比熱容6.公式填入字母或字母表達式。物理量中文國際單位公式熱量比熱容質(zhì)量溫度差備注Δt＝t－t0(吸熱)；Δt＝t0－t(放熱)。t(末溫)；t0(初溫)。QJQ=cmΔtcJ/(kg·℃)c=Q/mΔtmkgm=Q/cΔtΔt℃Δt=Q/cm比熱容1．關于比熱容，下列說法正確的是（

）A．同種物質(zhì)，物態(tài)發(fā)生變化，物質(zhì)的比熱容不變B．一杯水倒出一半，杯內(nèi)剩余水的比熱容變小了C．水和砂石放出相等的熱量，水的溫度降低得較多D．質(zhì)量相等的水和煤油，吸收相等的熱量，煤油溫度升高得較多D比熱容2．汽車發(fā)動機經(jīng)常用水做冷卻液，是因為水的

較大，這屬于通過

的方式來改變發(fā)動機的內(nèi)能。發(fā)動機工作時，燃氣膨脹推動活塞后溫度也會降低，其原理與用水做冷卻液降溫的原理

（選填“相同”或“不同”）。比熱容不同熱傳遞比熱容3．重慶網(wǎng)紅“木桶魚”是在木桶內(nèi)放入高溫的鵝卵石，再加入調(diào)制好的魚和湯，鵝卵石放熱使湯沸騰，別有生趣。質(zhì)量為4.2kg的卵石從300℃降到100℃，放出的熱量是

J；這些熱量如果全部被水吸收，在1標準大氣壓下，鵝卵石放出的熱量能將

kg的水從20℃燒至恰好沸騰。[c鵝卵石＝0.8×103J/（kg·℃），c水＝4.2×103J/（kg·℃）]26.72×109比熱容4．如圖所示是小明同學探究“海水和沙灘的溫度隨時間變化的規(guī)律”時畫的一張示意圖。根據(jù)圖給的信息，他觀察的時間是

（選填“中午”或“夜晚”）。初溫為25℃、質(zhì)量為1kg的水吸收2.1×105J的熱量后溫度將升高到

℃。[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]夜晚75比熱容5．在探究“物質(zhì)的放熱能力與哪些因素有關”時，分別用質(zhì)量均為1kg的水和某種液體進行對比實驗，并用圖像對實驗數(shù)據(jù)進行了處理，如圖所示，實驗過程中，水和某種液體在相同時間內(nèi)放出的熱量相等，分析圖像可以得出：

（選填“甲”或“乙”）物質(zhì)是某種液體，水在0～15min內(nèi)放出的熱量為

J。某種液體的比熱容為

J/（kg·℃）。乙8.4×1042.1×103內(nèi)燃機1.熱機(1)定義：利用燃料燃燒做功的機械叫做熱機。(2)內(nèi)燃機：燃料直接在發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機，分為汽油機和柴油機。內(nèi)燃機2.汽油機(1)每一個工作循環(huán)分為四個沖程（活塞在往復運動中從汽缸的一端運動到另一端）：吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程內(nèi)燃機(2)一個工作循環(huán)中曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周，活塞往復運動

次，對外做功

次。(3)吸氣、壓縮和排氣沖程是依靠飛輪的

來完成的。做功沖程是將

能轉(zhuǎn)化為

能；壓縮沖程是將

能轉(zhuǎn)化為

能。21慣性內(nèi)機械機械內(nèi)內(nèi)燃機沖程進氣門排氣門活塞運動方向能量轉(zhuǎn)化吸氣打開關閉向下壓縮關閉關閉向上做功關閉關閉向下排氣關閉打開向上機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能內(nèi)燃機1．如圖所示是汽油機一個工作循環(huán)的四個沖程，其工作順序正確的是（

）A．甲乙丙丁

B．乙甲丙丁

C．乙丁甲丙

D．乙甲丁丙甲乙丙丁D內(nèi)燃機2．內(nèi)燃機分為汽油機和

機兩大類。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，一臺四沖程內(nèi)燃機在一個循環(huán)中，

沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，只有

沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。做功壓縮柴油內(nèi)燃機3．某單缸四沖程內(nèi)燃機的其中一個沖程剖面圖如圖所示。由圖可知，該內(nèi)燃機是

（選填“汽油機”或“柴油機”），該沖程是

沖程。若該內(nèi)燃機一個工作循環(huán)對外做功30J，則燃料完全燃燒所放出的熱量一定

（選填“大于”“等于”或“小于”）30J。大于壓縮汽油機熱機效率和環(huán)境保護1.熱值(1)定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與所用燃料的質(zhì)量之比；用字母q表示，單位是J/kg。對于氣體燃料，熱值是某種燃料完全燃燒放出的熱量與所用燃料的體積之比，對應單位是J/m3。(2)特點：熱值是燃料的一種特性，只與燃料的

有關，與燃料的性質(zhì)、體積、質(zhì)量以及是否充分燃燒等無關。種類熱機效率和環(huán)境保護(3)計算公式（填入字母或字母表達式）。物理量中文國際單位公式熱量熱值質(zhì)量（體積）QJQ=mqqJ/kg(J/m3)q=Q/m(q=Q/V)mkg(m3)m=Q/q(V=Q/q)熱機效率和環(huán)境保護

充分損失機械摩擦熱機效率和環(huán)境保護1．若汽油機用來做有用功的那部分能量是燃料完全燃燒所放出能量的四分之一，則它的熱機效率是

。通常汽油機的效率比柴油機的效率

。25%低熱機效率和環(huán)境保護2．“保護環(huán)境，人人有責”，合理分類和利用垃圾可以保護環(huán)境，利用先進工藝和科學方法還可以使垃圾變廢為寶。若1t垃圾能提煉出70kg燃料油，燃料油的熱值為4.5×107J/kg，則這些燃料油完全燃燒時釋放出的熱量為

J，若燃料油完全燃燒時釋放出的熱量全部被水吸收，則這些熱量可以使

kg的水溫度升高25℃。[水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）]3.15×1093×104熱機效率和環(huán)境保護3．天然氣燃燒時，可將

能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，已知天然氣的熱值為2.1×107J/m3，則每輸送10m3的天然氣，完全燃燒后就相當于向我國東部地區(qū)輸送

J的能量；這些熱量完全被1000kg的水吸收，可使水升高

℃[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]?；瘜W502.1×108熱機效率和環(huán)境保護4．小華在燃燒皿中放入14g酒精，對200g水加熱，待酒精燃盡后水溫升高了50℃。此過程中，酒精燃燒放出的熱量為

J，水吸收的熱量為

J，酒精燒水時的熱效率為

%。[水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），酒精的熱值為3.0×107J/kg]4.2×1054.2×10410熱機效率和環(huán)境保護5．小明暑假去研學，中間經(jīng)過了湘江某處大橋。大橋全程長約為1700m，她坐的小轎車做勻速直線運動通過全程，受到阻力恒為220N，通過全程消耗了0.02kg的汽油，汽油機的效率為

%。（已知熱值q汽＝4.4×107J/kg）42.5溫度、內(nèi)能、熱量的理解

判斷正誤。正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。(1)溫度高的物體具有的內(nèi)能一定多。(

)(2)物體溫度升高，一定吸收了熱量。(

)(3)物體的溫度越高，所含熱量越多。(

)(4)物體吸收了熱量，它的溫度一定升高。(

)溫度、內(nèi)能、熱量的理解××××

判斷正誤。正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。(5)溫度相同的物體，其內(nèi)能一定相等。(

)(6)物體的內(nèi)能與溫度有關，只要溫度不變，物體的內(nèi)能就一定不變。(

)(7)0℃的冰塊，其內(nèi)能為零。(

)(8)內(nèi)能少的物體也可能將能量傳給內(nèi)能多的物體。(

)溫度、內(nèi)能、熱量的理解×××√

下列關于溫度、熱量和內(nèi)能的說法，正確的是（

）A．發(fā)生熱傳遞時，溫度總是從高溫物體傳遞給低溫物體B．在相同溫度下，1kg的水比1kg的冰含有的熱量多C．一塊0℃的冰熔化成0℃的水，內(nèi)能增大D．物體溫度升高，內(nèi)能不一定增加，但一定要吸收熱量溫度、內(nèi)能、熱量的理解C

關于溫度、熱量、內(nèi)能，下列說法正確的是（

）A．物體的溫度升高，內(nèi)能一定增加B．物體吸收熱量，溫度一定升高C．0℃的冰內(nèi)能為零D．發(fā)生熱傳遞時，熱量總是從內(nèi)能大的物體傳遞到內(nèi)能小的物體溫度、內(nèi)能、熱量的理解A設計實驗1.實驗裝置。2.主要實驗器材及作用。(1)石棉網(wǎng)：使燒杯底部受熱均勻。(2)選擇質(zhì)量和初溫相等的不同物質(zhì)。(3)熱源：選擇相同的熱源，以保證加熱相同的時間物質(zhì)吸收的熱量相同。(4)玻璃棒：不斷攪拌，使物質(zhì)受熱均勻。(5)溫度計。探究不同物質(zhì)的吸熱能力進行實驗3.組裝實驗器材時,應先下后上,即先調(diào)節(jié)石棉網(wǎng)的高度。4.采用相同的燒杯和酒精燈的目的:保證相同時間內(nèi),水和食用油吸收的熱量相同。探究不同物質(zhì)的吸熱能力5.控制變量法。(1)控制加熱的時間相同，通過比較不同物質(zhì)溫度變化的多少來判斷物質(zhì)吸熱能力的強弱：溫度變化多的物質(zhì)吸熱能力弱。(2)控制升高的溫度相同，通過比較加熱時間的長短來判斷物質(zhì)吸熱能力的強弱：加熱時間短的物質(zhì)吸熱能力弱。6.根據(jù)表格數(shù)據(jù)，繪制溫度-時間圖像，比較被加熱物質(zhì)的吸熱能力，總結(jié)結(jié)論。探究不同物質(zhì)的吸熱能力實驗結(jié)論7.實驗結(jié)論：質(zhì)量相同的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，比熱容大的物質(zhì)吸收的熱量多。為了描述物質(zhì)吸熱本領的大小而引入的一個物理量——比熱容。探究不同物質(zhì)的吸熱能力評估8.溫度-時間圖像剛開始不是直線。原因：燒杯(或其他容器)剛開始吸收熱量。改進：先將燒杯(或其他容器)進行預熱。探究不同物質(zhì)的吸熱能力綜合實戰(zhàn)在“探究不同物質(zhì)的吸熱情況”的實驗中：(1)要完成該實驗,除圖甲所示器材外,還需要的一個測量工具是

。探究不同物質(zhì)的吸熱能力甲乙停表探究不同物質(zhì)的吸熱能力甲乙(2)在兩燒杯中分別裝入

且

相等的水和煤油。質(zhì)量初溫相同探究不同物質(zhì)的吸熱能力甲乙(3)實驗中,通過比較

來間接反映水和煤油所吸收的熱量。加熱時間探究不同物質(zhì)的吸熱能力甲乙(4)用相同的酒精燈加熱的目的是

。保證相同時間內(nèi)水和煤油吸收的熱量相同探究不同物質(zhì)的吸熱能力甲乙(5)加熱時用玻璃棒不斷攪拌的目的是