第21課物體的內能（原卷版）

第21課物體的內能學習目標學習目標課程標準學習目標理解內能與內能的變化方式掌握熱量的計算熱機的沖程與效率計算準確判斷物體內能的變化方式掌握熱量的計算以及熱效率熱機的沖程與熱機效率的計算002預習導學觀察下列的變化尋找相關特點鉆木取火壓縮生熱擠壓是瓶塞彈出加熱使瓶塞彈出思考下列能量的來源燃燒的木材行駛的汽車003知識梳理1.內能的定義：分子的動能和勢能的總和。2.內能大小的影響因素：（1）分子動能：分子永不停息地做無規(guī)則運動，同一切運動著的物體一樣,運動著的分子也具有動能?！居绊懛肿觿幽艿囊蛩亍繙囟壬叻肿舆\動劇烈程度增加內能增加溫度溫度降低分子運動劇烈程度減弱內能減少（2）分子勢能：由于分子之間存在相互作用力,因此分子之間也具有勢能?！居绊懛肿觿菽艿囊蛩亍矿w積增加分子勢能增加內能增加體積體積減少分子勢能減少內能減少（3）分子數(shù)目：溫度體積相同，物體內的分子數(shù)越多，內能就越大3.改變物體內能大小的方法：定義：物體在熱傳遞過程中轉移能量的多少叫做熱量定義：單位質量的某種物質，溫度升高1℃所吸收的熱量叫做這種物質的比熱容，比熱容用符號℃表示，單位為焦/(千克.℃)，讀作焦每千克攝氏度。：Q=cm△t，其中C表示比熱容，m表示質量，△t表示溫度變化量4.燃料的熱值：（1）定義：單位質量或體積的某種燃料完全燃燒時放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。（2）單位：焦/千克，或者焦/立方米5.燃料完全燃燒放出熱量的計算公式（一般是總功）：Q放=mq三.溫度，內能和熱量的關系比較溫度熱量內能概念不同宏觀上：表示物體的冷熱程度微觀上：反映物體中大量分子在熱傳遞過程中，傳遞熱量的無規(guī)則運動的劇烈程度多少物體內所有分子無規(guī)則運動的動能與勢能的總和量的性質狀態(tài)量過程量狀態(tài)量表述“降低”或“升高”“放出”或“吸收”“有”“具有”“改變”“增加”“減少”單位攝氏度(℃)焦耳(J)焦耳(J)聯(lián)系溫度的變化，可以改變一個物體的內能，,傳遞熱量的多少可以量度物體內能改變的多少。物體吸收或放出熱量，它的內能將發(fā)生改變，但它的溫度不一定改變。如冰融化時要吸收熱量，內能增加，但溫度卻保持在0℃不變。同樣，物體放出熱量時，溫度也不一定降低1.定義：把內能轉化為機械能的機械2.常見的內燃機種類：（1）蒸汽機（2）噴氣式發(fā)動機1.定義：燃料在機器汽缸內燃燒的熱機。汽油機和柴油機是兩種常見的內燃機。2.常見的內燃機：汽油機和柴油機3.汽油機工作原理：氣缸吸入汽油和空氣的混合物，經(jīng)火花塞點火將內能轉化為機械能，推動著活塞運動。4.柴油機工作原理：氣缸吸入空氣，經(jīng)噴油嘴把柴油噴進高溫的氣缸點燃，將內能轉化為機械能，推動著活塞運動。內燃機的工作：對于內燃機的活塞上下運動我們把內燃機的工作分為四個沖程，作為一個工作循環(huán)，轉兩圈，做一次功，只有做功沖程是對外做功，其他沖程都是靠慣性完成內燃機的工作（以汽油機的圖示為例）吸氣沖程進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下，將空氣吸入氣缸（汽油機吸入的是汽油和空氣的混合物）壓縮沖程進氣門關閉，排氣門關閉，活塞向上，壓縮氣缸里的氣體（將機械能轉化為內能）做功沖程進氣門關閉，排氣門關閉，活塞向下，氣缸里燃料燃燒（將內能轉化為機械能，汽油機需要火花塞點火，柴油機壓燃）排氣沖程進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上，將氣缸里的氣體排出7.汽油機與柴油機的區(qū)別：（1）缸內吸入的氣體：汽油機吸入的是空氣與汽油的混合氣體，柴油機吸入的是空氣（2）點火方式：汽油機在壓縮沖程結束通過火花塞電子打火點燃，柴油機是壓縮沖程結束通過噴油嘴噴入柴油蒸氣后直接壓燃（3）結構上：汽油機的火花塞，柴油機有噴油嘴。（4）效率上：柴油機的效率高于汽油機（5）體積上：柴油機更大，功率也相對大些。00401強化訓練一、選擇題1．2022年11月29日，“長征二號F遙十五”運載火箭托舉神舟十五號載人飛船升空。下列說法正確的是（）A．燃料在燃燒過程中熱值不斷增大B．太空中的溫度很低，飛船的內能可能為零C．火箭可選用液態(tài)氫作為燃料，是因為氫的比熱容較大D．加速上升的過程中，飛船的動能增大，重力勢能也增大2．關于溫度、熱量和內能，下列說法正確的是（）A．0℃的冰塊內能為0 B．溫度高的物體含有的熱量多C．汽油機做功沖程氣缸內燃氣的內能增加 D．兩個發(fā)生熱傳遞的物體之間一定存在溫度差3．下列有關熱的說法正確的是（）A．在沿海，由于海水的比熱容大，所以白天的風通常從陸地吹向大海B．使用液態(tài)氫作為火箭發(fā)動機燃料，是因為它燃燒放熱多C．熱機所用燃料的化學能轉化成的內能越多，該熱機的效率就越高D．“神舟十五號”搭載的火箭發(fā)動機，也屬于熱機中的一種4．如圖所示，在吸濾瓶中裝入少量的水，并滴入幾滴酒精。塞緊塞子后，用氣筒往瓶內打氣。當塞子跳出時，看到瓶口有白霧出現(xiàn)。下列關于該實驗的分析錯誤的是（）A．往瓶內打氣時，外界對瓶內氣體做功 B．往瓶內打氣時，瓶內氣體內能變小C．瓶塞跳出時，瓶內氣體溫度降低 D．瓶塞跳出時，瓶內氣體對外做功5．如圖是四沖程汽油機工作狀態(tài)示意圖，下列說法錯誤的是（）A．該圖表示的是壓縮沖程B．該沖程是機械能轉化為內能的過程C.該沖程中汽缸內氣體分子運動劇烈程度增加D．該沖程中主要是通過熱傳遞的方式改變汽缸內物質的內能6．科學少年團在校園科技節(jié)中制作了如圖的“水火箭”。團員把氣體打入密閉的瓶子內，使得瓶子內的氣壓增大，當超過橡皮塞與瓶口接合的最大程度時，瓶口與橡皮塞自由脫離，箭內水向后噴出，獲得反作用力射出?！凹齼人蚝髧姵?，獲得反作用力射出”的能量轉化過程與下列哪個過程類似？（）A．B．C．D．7．關于物體內能的下列說法，正確的是（）A．曬太陽使身體變暖，是通過做功改變內能的B．熱量總是由內能大的物體傳遞給內能小的物體C．一塊0℃的冰熔化成0℃的水，內能增加D．物體吸收熱量，內能變大，溫度一定升高8．禮花噴射器結構如圖，氣罐內有高壓氣體，氣罐通過氣閥與紙筒相連。使用時轉動紙筒打開氣閥，氣體將紙筒內的禮花快速噴向遠處。對該過程的分析正確的是（）A．氣罐內壁溫度降低B．罐內氣體的內能增加C．罐內氣體通過熱傳遞方式改變了其內能D．該過程能量轉化方式與汽油機壓縮沖程相同9．將冰塊放在泡沫箱中可制成簡易“冰箱”，把一瓶飲料放入“冰箱”后，冰塊和飲料的溫度隨時間變化的曲線如圖所示，在兩物體溫度達到相同的過程中，下列說法正確的是（）A．0℃的冰塊沒有內能B．熱量總是從內能大的物體向內能小的物體轉移C．物體內能大小與溫度無關D．飲料溫度降低是通過熱傳遞的方式改變內能10．熱機的出現(xiàn)加快了人類社會的進步，同時也帶來了相應的環(huán)境問題。如圖所示為汽油機工作原理圖，下列說法錯誤的是（）

A．圖a是吸氣沖程 B．圖b中氣體溫度升高C．圖d中內能轉化為機械能 D．靠慣性完成的沖程是a、d、e11．利用如圖所示裝置，探究“做功改變物體內能”。廣口瓶內裝有一些水，用瓶塞將瓶口塞緊，瓶塞通過導管與打氣筒相連，用打氣筒給瓶中打氣。實驗中，你應該注意觀察的是（）A．打氣的過程 B．打氣過程中瓶內水的情況C．瓶塞跳起的高度 D．瓶塞跳起的瞬間，瓶內發(fā)生的變化12．下列說法正確的是（）A．沒有吸熱過程和放熱過程，說熱量是毫無意義的B．物質的比熱與物體吸收的熱量、物體的質量及物體溫度的變化有關C．兩個物體升高相同的溫度，吸收的熱量也一定相同D．熱量總是從熱量多的物體傳遞給熱量少的物體13．關于溫度、熱量和內能，下列說法正確的是（）A．內能小的物體也可能將熱量傳遞給內能大的物體B．溫度高的物體內能一定大，溫度低的物體內能一定小C．物體的內能與溫度有關，只要溫度不變，物體的內能就一定不變D．物體的內能增加，一定是吸收了熱量14．甲乙丙丁是汽油機的工作原理，戊圖是常見的生活現(xiàn)象，說法正確的是（）A．丙沖程的原理和戊圖所示一致B．乙沖程把機械能轉化成內能C．甲沖程氣體被壓縮溫度升高D．丁沖程是汽油機的排氣沖程二、填空題15．為響應衢州春節(jié)期間禁放煙花的號召，小柯購買了彩帶禮花（圖甲），增添節(jié)日氣氛。旋動紙筒就把閥門打開了，壓縮空氣就把彩帶噴出去了（模型如圖乙），彩帶噴出后，壓縮空氣溫度：此過程中的能量轉化方式與圖丙中汽油機的沖程一致（填字母）。16．今年，我國自主研發(fā)了首款氫能發(fā)動機，它可以實現(xiàn)“零碳排放、零污染排放”。（1）氫能發(fā)動機的工作原理與汽油機相同。如圖所示為發(fā)動機的沖程，該沖程是將內能轉化為能。（2）完全燃燒10m3的氫氣可以放出的熱量為J。（氫氣的熱值為1.26×107J/m3）。三、探究題17．為了比較水和食用油的吸熱能力。小明用兩個相同的裝置做了如圖所示的實驗，用溫度計測量液體吸收熱量前后的溫度值，并用鐘表記錄加熱時間，實驗數(shù)據(jù)記錄如表。

物質初始溫度/℃加熱時間/min最后溫度/℃水20645食用油20668（1）實驗中，需要取(選填“質量”或“體積”)相同的水和食用油裝入兩個相同的燒杯進行加熱。（2）用兩個相同的裝置分別給水和食用油加熱6min后，水升高的溫度比食用油升高的溫度。(選填“多”或“少”)。（3）此實驗中，若要使水和食用油升高的溫度相同，則要繼續(xù)給水加熱一段時間，待兩者升高的溫度相同時，水吸收的熱量(選填“大于”、“小于”或“等于”)食用油吸收的熱量。（4）若在同樣條件下加熱相同一段時間后，水的溫度達到25℃，食用油的溫度達到30℃，食用油的比熱容為J/(kg?℃)[水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)]。四、簡答題18．小科家使用的是瓶裝液化氣，每瓶中裝入的液化氣質量為21kg。已知液化氣的熱值q=5×107J/kg，水的比熱容c水=4.2×103J/(kg·℃）。求：（1）整瓶液化氣完全燃燒放出的熱量是多少？（2）若整瓶液化氣完全燃燒釋放熱量的60%被利用，那么散失的熱量是多少？（3）若將上述散失的熱量全部利用起來，在一個標準大氣壓下，整瓶液化氣完全燃燒可以將2000kg初溫為20℃的水加熱到多少攝氏度？19．寧波市部分公交車用天然液化氣為燃料，其主要成分就是甲烷，熱值為3.6×107J/m3。如果一輛公交車滿載乘客時總質量是6×103kg，那么10m3甲烷氣體完全燃燒產(chǎn)生的能量可供公交車滿載時以36km/h的速度勻速行駛100min。勻速行駛中公交車