内能.docx

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内能

上善教育学科教师辅导讲义（学生版）

组长签字：

学员编号：

年级：

初三课时数：

3课时

学员姓名：

辅导科目：

物理学科教师：

冯建阳

授课日期及时段

教学目标

1.热量及比热容、热值

2.内能利用

重点难点

1.热量计算

2.内能利用率

教学内容

目录Contents

上节课回顾:

作业检查+知识点复习

一、导入

二、知识梳理+经典例题

三、随堂检测

四、归纳总结

五、课后作业

上节课回顾：

一、作业检查情况完成未完成

2、知识点回顾

一：

内能

1、内能：

物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。

2、物体在任何情况下都有内能：

既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。

无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。

二：

内能改变

1、内能改变的外部表现：

物体温度升高（降低）——物体内能增大（减小）。

物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）——内能改变。

反过来，不能说内能改变必然导致温度变化。

（因为内能的变化有多种因素决定）

2、改变内能的方法：

做功和热传递。

A、做功改变物体的内能：

①做功可以改变内能：

对物体做功物体内能会增加。

物体对外做功物体内能会减少。

B、热传递可以改变物体的内能。

①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。

②热传递的条件是有温度差，传递方式是：

传导、对流和辐射。

热传递传递的是内能（热量），而不是温度。

③热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少。

④热传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。

热传递的实质是内能的转移。

C、做功和热传递改变内能的区别：

由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。

但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。

例。

火柴可以擦燃，也可以放在火上点燃，使火柴燃烧，前者是利用__________的方法，后者是利用______________的方法。

知识点一：

比热容

1、比热容：

⑴定义：

单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃时吸收（放出）的热量。

⑵物理意义：

表示物体吸热或放热的本领的物理量。

⑶比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。

⑷水的比热容为4.2×103J（kg·℃）表示：

1kg的水温度升高（降低）11℃吸收（放出）的热量为4.2×103J。

⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。

2、计算公式：

Ｑ吸＝Ｃm（t－t0），Ｑ放＝Ｃm（t0－t）

3、热平衡方程：

不计热损失Ｑ吸＝Ｑ放

二、内能的获得——燃料的燃烧

燃料燃烧：

化学能转化为内能。

三、热值

1、定义：

1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。

2、单位：

J/kg

3、关于热值的理解：

①　对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。

1kg是针对燃料的质量而言，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，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。

②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它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。

3、公式：

Q＝mq（q为热值）。

实际中，常利用Q吸＝Q放即cm（t-t0）=ηqm′联合解题。

4、酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：

1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。

煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：

1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。

5、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

6、炉子的效率：

①定义：

炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。

②公式：

η=Q有效/Q总=cm（t-t0）/qm′

四、内能的利用

1、内能的利用方式：

⑴利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。

⑵利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。

2、热机：

定义：

利用燃料的燃烧来做功的装置。

能的转化：

内能转化为机械能

蒸气机——内燃机——喷气式发动机

3、内燃机：

将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。

它主要有汽油机和柴油机。

4、内燃机大概的工作过程：

内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：

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，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。

另外压缩冲程将机械能转化为内能。

5、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：

η=W有用/Q总=W有用/qm

提高热机效率的途径使燃料充分燃烧

机件间保持良好的润滑、减小摩擦

尽量减小各种热量损失

6、汽油机和柴油机的比较：

【典例详解】

例1、对以下现象解释不正确的是（）

A、萝卜放在泡菜坛里会变咸，这个现象说明分子是运动的

B、两块表面干净的铅块压紧后会结合在一起，说明分子间存在斥力

C、两杯质量相同的热水和冷水，往其中各加一块糖，过一会儿品尝，热水较甜--温度越高，热运动越剧烈

例2、甲、乙两个冰块的质量相同，温度均为0℃。

甲冰块位于地面静止，乙冰块静止在10米高处。

这两个冰块（）

　　A.机械能一样大B.乙的机械能大C.内能一样大D.乙的内能大

例3、关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法正确的是　（　　）

　　A．物体温度升高，内能一定增加B．物体吸收热量，温度一定升高

　　C．物体温度不变，一定没有吸热D．物体温度升高，一定吸收热量

例4、一箱汽油用掉一半后，关于它的说法下列正确的是（）

A．它的密度变为原来的一半B．它的比热容变为原来的一半

C．它的热值变为原来的一半D．它的质量变为原来的一半

例5、在热传递的过程中，传递的能量总是从

A．质量大的物体传到质量小的物体B．密度大的物体传到密度小的物体

C．温度高的物体传到温度低的物体D．比热大的物体传到比热小的物体

例6、质量为0.5kg的水，温度从60℃降至40℃，会放出______J的热量。

若将这部分热量全部被初温为10℃、质量为0.7kg的酒精吸收，则酒精的温度将上升______℃。

[酒精的比热容为2.4×103J／（kg·℃），水的比热容为4.2×103J／（kg·℃）]

例7、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，求：

（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?

例8、下列事例中，用做功方法改变物体内能的是（）

A．酒精涂在手上觉得凉B．冬天晒太阳，人感到暖和

C．锯木头时，锯条会发烫D．烧红的铁块温度逐渐降低

例9、关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法（）

①在做功冲程中，是机械能转化为内能

②在做功冲程中，是内能转化为机械能

③只有做功冲程是燃气对外做功

④汽油机和柴油机的点火方式相同

以上说法中正确的是

A．只有②③B．只有①③C．只有②④D．只有②③④

【精题演练】

1、人们用冷水冷却汽车发动机，用热水取暖，主要是因为水的____较大。

通常情况下，与同等质量的其他物质构成的物体相比，升高或降低相同温度，水吸收或放出的热量较____（填“多”或“少”）。

2、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？

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知识网络结构图

1．　　　　　　　　　　　　　　　

2．　　　　　　　　　　　　　　　

3．　　　　　　　　　　　　　　　

内能

1．定义：

放热：

吸热：

4．热量计算：

2．内然机

热机

1．种类：

②　　　　

①　　　　

构造和工作原理

①　　　　　

②　　　　　

分子热运动

3．计算：

2．单位：

比热容

扩散

引力和斥力

1．是分子　　　和　　　　　　的总和。

2．改变内能的方法

内能

热和能

3．燃料的热值

4．热机的效率

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【考题预测】

1、根据表中几种物质的比热容，判断下列说法中不正确的是

A.制作体温计常用水银做介质，原因之一是水银的比热容小

B.北方楼房中的暖气用水做介质，利用了水的比热容大的特性

C.由于水比沙石的比热容大，所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大

D.由于水比冰的比热容大，所以冷却食品时0oC的水比0oC的冰效果好

2、如图所示,是我国选手在第24届世界大学生冬运会女子冰壶比赛中夺冠的一个场景.比赛时两名队员在冰壶前方“刷冰”,通过的方式改变冰的内能,使表面的冰成薄薄的一层水（填物态变化名称），这样就能够减小冰壶与冰面之间的，使冰壶按照运动员预计的运动快慢和方向运动.

3、根据图中提供的信息回答下列问题。

（1）问题：

塞子冲出试管后为什么继续向前运动？

回答：

；

（2）问题：

塞子被推出的过程中，能量是如何转化的？

回答：

；

（3）提出一个与物态变化有关的问题并回答。

问题：

？

回答：

。

例2：

上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让生活更美好”的主题。

如图21所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W。

如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么：

（1）一箱水需要吸收的热量是多少？

（2）热水器上集热器的面积至少要多大？

［水的比热容是：

4.2×103J/（kg·℃）］

1．电热淋浴器分为储水式和无水箱式两种。

储水式淋浴器要用较长时间把水箱中的水加热，待水温达到要求后用水箱中的热水淋浴。

无水箱式淋浴器使冷水流过电热器就达到要求的温度而立即从喷头中流出供淋浴。

请你利用以下数据通过计算说明家庭电路中不宜使用无水箱式电热淋浴器。

冷水温度：

16℃

淋浴所需热水温度：

38℃

淋浴所需热水流量：

4×10-3m3/min=

10-3m3/s

水的比热容：

4.2×103J/（Kg•℃）

家庭照明电路中允许通过的最大电流为：

5A

家校互动表（老师填写）：

上次讲义复习效果

本次课堂重难点

学员课堂表现

随堂练习效果

本次家庭作业

老师建议：

校互动表（家长填写）：

讲义作业完成情况

具体完成时间

是否复习讲义

家长建议或意见

家长回馈并签字