中考物理备考全攻略专题12内能与热机含答案文档格式.docx
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C.尘土飞扬,说明分子在不停地运动
D.糖在热水中溶解得快,说明温度越高,分子的热运动越剧烈
【答案】D
☞知识点2改变内能的两种方式
1、热传递改变物体的内能
①方式:
②方向:
高温低温;
③条件:
温度差;
④终止:
温度一致;
⑤实质:
内能转移。
2、做功改变物体的内能
实质:
其他形式的能与内能的转化
3、区别与联系
例1(2018•百色)如图所示的各种情景,属于热传递改变物体内能的是()
A.
滑下滑梯B.
给水加热
C.
压缩点火D.
搓手取暖
A、从滑梯滑下,臀部发热,臀部与滑梯摩擦,机械能转化为内能,这是通过做功的方式改变物体内能,故A错误;
B、对水壶加热,壶内水吸收热量、水温升高,是通过热传递的方式改变水的内能,故B正确;
C、向下压活塞,棉花着火了,压缩筒内空气做功,使筒内空气的温度升高、内能增大,是通过做功方法改变物体内能的,故C错误;
D、用“搓手”的方法取暖,克服摩擦做功,使手的温度升高、内能增大,是通过做功方法改变物体内能的,故D错误。
例2(2018•赤峰)如图所示的实例中,属于做功改变物体内能的一组是()
A.①③④B.①②③C.②③④D.①②④
☞知识点3热量、温度和内能的比较
1、温度、热量、内能的区别与联系
项目
温度
热量
内能
定义
宏观上:
表示物体的冷热程度;
微观上:
反映物体中大量分子无规则运动的剧烈程度.
在热传递过程中,内能改变的多少.
物体内所有分子动能和势能的总和.
量的性质
状态量
过程量
表述
一般说“升高、降低、不变”等
用“放出、吸收”表述
用“具有、增加、减少”等
单位
℃
J
联系
物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高(如晶体的熔化和凝固过程);
物体温度升高,内能增加,不一定是吸收了热量,还可以是做功。
例1(2018•锦州)下列关于内能、热量和温度的说法,正确的是()
A.物体温度升高,一定吸收热量
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.物体温度升高,内能一定增加
D.发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
【答案】C
例2(2018•贵港)关于温度、热量、热传递和内能,下列说法中不正确的是()
A.0℃的冰块内能一定不为零
B.物体温度升高,内能一定增加
C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
D.温度高的物体,内能不一定大
A、一切物体在任何温度下都具有内能,所以0℃的冰块一定有内能(即内能一定不为零)。
故A正确;
B、物体温度升高,分子无规则运动更剧烈,内能一定增加。
故B正确;
C、发生热传递的条件是存在温度差,所以热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递。
故C错误;
D、内能与温度、状态、质量等都有关系,所以温度高的物体,内能不一定大。
故D正确。
☞知识点4热值
1、定义:
某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量(或体积)的比。
2、单位:
焦每千克,符号为J/kg;
焦每立方米,符号为J/m3.
3、物理意义:
表示一定质量的燃料完全时所放出热量的多少;
反映燃料燃烧放热本领的物理量。
4、燃烧放出热量计算公式
①固体:
Q放=qmQ-热量-单位焦(J)、q-热值-单位焦每千克(J/kg)、m-质量-单位千克(kg)
②气体:
Q放=qVQ-热量-单位焦(J)、q-热值-单位焦每千克(J/kg)、V-体积-单位立方米(m3)
4、理解:
热值是燃料本身的一种性质,反映所有能燃烧的物质的一种性质,它只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧无关。
例1(2018•株洲)木炭的热值为3.4×
107J/kg,它表示1kg木炭()
A.具有3.4×
107J的热量
B.具有3.4×
107J的内能
C.完全燃烧对外做功3.4×
107J
D.完全燃烧放出热量3.4×
107J
例2(2018•益阳)下列关于热值的说法正确的是()
A.2kg煤的热值大于1kg煤的热值
B.燃料热值越大,燃烧放出的热量越多
C.热量燃烧不完全时热值变小
D.燃料的热值是燃料本身的特性,与其他因素无关
☞知识点5比热容
单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。
焦每千克摄氏度,符号是J/(kg.℃)或J.(kg.℃)-1
3、注意事项
①、比热容是物质本身的一种特性,反映了不同物质吸热或热本领的强弱。
②、比热容的大小除了与物质种类有关外,还与物质的状态有关。
比如:
水和冰。
例1(2018•巴彦淖尔)根据表中的数据,下列判断正确的是()
一些物质的比热容[J/(kg•℃)]
水
4.2×
103
干泥土
0.84×
冰
2.1×
铜
0.39×
砂石
0.92×
铝
0.88×
A.阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢
B.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
C.同种物质状态改变,比热容不变
D.质量相同的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多
例2(2018•宁夏)如图所示是质量相等的甲、乙两种液体温度随加热时间要化的关系图象。
由图可知甲、乙两种液体的比热容,c甲________c乙(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】小于
由图像可知:
给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,加热相同的时间,会吸收相同的热量,图中所示甲升高的温度高,说明甲的比热容比乙的比热容小。
☞知识点6热量的计算
1、热量的计算公式
①、吸热公式:
Q吸=cm(t-t0);
②、放热公式:
Q放=cm(t0-t);
③、统一公式:
Q=cmΔt.
2、注意事项
(1)、计算过程中注意单位的统一;
(2)、注意文字叙述中“升高、升高了、升高到、降低、降低了、降低到”所表达的区别所在,准确识别初温、末温、温度变化量所对应的意义。
(3)、灵活使用热量公式的变形
c=Q/mΔt,m=Q/cΔt,Δt=Q/cm
(4)、在放热吸热的过程中,如果没有热量的损失,那么放出的热量等于吸收的热量。
即Q放=Q吸(热平衡方程)。
例1(2018•南通)小芳探究水沸腾的特点,用热水做实验,这是为了;
小芳发现水沸腾时继续加热,水温保持不变,停止加热,水很快停止沸腾,这说明水沸腾时需要,烧杯中水的质量为100g,停止加热后,水温从100℃降至40℃,水放出的热量为J,相当于完全燃烧g酒精放出的热量。
[c水=4.2×
103J/(kg•℃),q酒精=3.0×
107J/kg]
【答案】节省时间;
吸收热量;
2.52×
104;
0.84。
例2(2018•柳州)天然气是柳州市民常用的一种能源。
某用户用天然气将50kg的水从20℃加热到60℃.已知水的比热容c水=4.2×
103J/(kg•℃),天然气的热值q=4.2×
107J/m3.求:
(1)这些水升高的温度;
(2)这些水吸收的热量;
(3)加热这些水所需要天热气的体积(设天然气完全燃烧、不计热量损失)。
【答案】
(1)这些水升高的温度为40℃;
(2)这些水吸收的热量为8.4×
106J;
(3)加热这些水所需要天热气的体积为0.2m3。
☞知识点7热机与汽油机
1、热机定义:
利用燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的机械统称为热机。
2、工作原理
3、内燃机:
燃料直接在发动机内燃烧产生动力的热机叫内燃机,主要是汽油机和柴油机。
4、汽油机的工作过程
进气门打开,排气门关闭活塞由上端向下端运动;
汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
进气门和排气门都关闭,活塞向上运动;
燃料混合物被压缩,压强增大,温度升高;
机械能转化为内能。
在压缩冲程末尾,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃气,推动活塞向下运动并通过连杆带动曲轴转动。
内能转化为机械能
进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。
(1)在汽油机的一个工作循环中,活塞来回往复两次,曲轴转动两周,对外作功一次。
(2)在压缩冲程中,是机械能转化成内能,在做功冲程中,是内能转化为机械能。
(3)能的转化:
在做功冲程燃气对活塞做功,内能转化为机械能。
其余三个冲程靠飞轮的惯性来完成。
5、汽油机、柴油机异同表
例1(2018•兰州)下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是()
A.热机效率越高,所做的有用功就越多
B.汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气
C.一个工作循环对外做功一次
D.压缩冲程中将内能转化为机械能
例2(2018•滨州)如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程,它是()
A.压缩冲程,将化学能转化成内能
B.压缩冲程,将机械能转化成内能
C.做功冲程,将内能转化成机械能
D.做功冲程,将机械能转化成内能
图中的气门关闭,活塞下行,并且电火花打火,这是做功冲程的特点;
在做功冲程中,能量转化关系是气体的内能转化为机械能。
☞知识点8热机效率和环境保护
1、热机效率:
热机工作时,用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
2、热机效率公式:
η=
×
100%
3、热机能量的损失
①、废气带走大量能量;
②、燃料未完全燃烧;
③、克服机械摩擦做无用功;
④、燃料产生的热量被热量散失。
4、提高热机效率的方法
(1)使燃烧更充分;
(2)添加润滑剂,减小摩擦;
(3)改进设备,采用新技术;
(4)减小热量散失。
5、保护环境的措施
1、提高燃料综合利用率,集中供热;
2、改进机械设备,消除烟尘;
3、开发利用清洁新能源,如太阳能,风能;
4、安装消音设备,减小噪音污染。
例1(2018•益阳)关于热机的效率,下列说法正确的是()
A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
B.热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C.热机的效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的
【答案】A
A、柴油机的效率一般要高于汽油机,多用在重型机器上。
B、热机效率越高,做有用功与燃料完全燃烧放出的内能的比值越大,即在做功相同的情况下,消耗的燃料较少,或消耗相同的燃料,做功较多。
故B错误;
C、热机效率是有用能量在燃料完全燃烧放出热量中所占比值,功率是热机做功的快慢,两者没有必然联系。
D、在热机的各种能量损失中,废气带走的热量最多。
故D错误。
例2(2018•聊城)在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,用酒精灯给烧杯中的水加热,烧杯中盛有20℃、质量为100g的水,在一个标准大气压下加热至沸腾,假如完全燃烧酒精3g。
[水的比热容为4.2×
103J/(kg•℃),酒精的热值为3.0×
107J/kg]求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)此过程中酒精灯烧水的热效率。
(3)科学研究表明:
1g100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×
103J的热量。
水开始沸腾后持续观察沸腾现象,同时发现水的质量减少了5g,求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。
(1)水吸收的热量是3.36×
104J;
(2)酒精灯烧水的热效率是37.3%;
(3)5g,100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量是1.13×
104J。
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