中考复习十三内能与热机

中考复习十六(一)

内能、热机

知识要点

1．分子动理论的基本内容

分子运动论的基本内容：物质由分子构成，分子永不停息地做无规则运动，分子之间有间隙，分子间有相互作用的引力和斥力。

物质内分子之间的引力和斥力是同时存有的，引力和斥力都随分子间的距离增大而减小。当分子间距离为某一值r0时，引力等于斥力，此时分子间的距离大于r0时，引力和斥力都要减小；但斥力比引力减小得更快，此时引力大于斥力，引力起主要作用。当分子间的距离小于r0时，引力和斥力都将增大，但斥力比引力增大得快，此时斥力大于引力，斥力起主要作用。当分子间的距离大于分子直径的10倍时，分子间的引力和斥力变得十分微弱，此时分子间的作用力可忽略不计。

2．内能

（1）因为物体内大量分子做无规则运动的剧烈水准与温度相关，叫做热运动。

（2）物体中所有分子做无规则运动具有的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。

（3）一个物体的温度升高，它的分子的运动加快，它的内能增加。

内能和机械能是两种不同形式的能：两者虽然都与运动相对位置相关，但它们的含义是不相同的。机械能是由物体的整体运动的状态和相对于地面的位置等所决定的，而内能是由物体内分子的热运动和分子间的相对位置所决定的。内能是物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和。

一切物体都具有内能。但是一个物体不一定具有机械能。例如，停在水平地面上的汽车既没有动能，也没有势能，所以它不具有机械能，但它有内能。

物体内能的大小跟物体内分子的个数，分子的质量，热运动的激烈水准和分子间相对位置相关。一个物体它的温度升高，物体内分子运动加快，内能也就增大。

3．改变物体内能的两种方法

改变物体内能有两种方法：做功和热传递。

一个物体温度升高了，假如没有其它已知条件，则无法区别是因为做功还是因为热传递而使它的内能增加，温度升高的。例如：锯条的温度升高了，它既能够是因为摩擦做功，也能够采用放在火上烤的方法（热传递），但不管它通过哪种方法，都达到了使锯条的内能增加，温度升高的效果。也就是说：通过做功和热传递都能够改变物体的内能。所以，对改变物体的内能，做功和热传递是等效的。

4．热量

（1）在热传递的过程中，传递能量的多少，叫做热量。

（2）热量的国际单位是：焦耳（J）。

（3）准确理解温度、内能、热量：

温度表示物体的冷热水准，也反映了物体内分子无规则运动的快慢水准。温度越高，分子无规则运动越快。

内能是指物体在某一状态下，内部所有分子无规则。运动的动能和分子势能的总和．它不但跟分子运动的快慢相关，而且跟分子间的相互作用情况相关。一个物体在温度高时具有内能，温度低时仍具有内能。

热量是在热传递过程中传递能量的多少，是一个过程量。我们知道：物体在状态发生变化或温度发生变化时，都要吸收或放出热量。但某一个温度下，物体不具有热量．也不含有热量。

即使“温度”、“内能”、“热量”是三个不同的概念，但它们之间联系非常密切。

如：一个物体的温度升高，它要从外界吸收热量，它的内能也增大。

又如：内能和热量的单位都是“焦耳”（J）。

物体内能的大小不但和温度相关，还和其他一些因素相关，如物体的体积、质量等。

举例来说：0℃冰熔化为0℃的水，温度没有改变，但这个过程冰要从外界吸热，分子间距离变化，内能增大。

又如：大铁块和小铁块具有相同的温度，但分子个数不同，内能也不相同。

5．比热容

（1）比热容是表示“质量相等的不同物质，升高（或降低）相同的温度，吸收（或放出）的热量不相等”的这个物质的特性。

（2）定义：单位质量的某种物质，温度升高1℃吸收的热量，叫做这种物质的比热容，简称比热。

（3）公式：c＝ 或：c＝

（4）比热容的单位：J/（ kg·℃）

（5）比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。比热是反映物质的热学特性的物理量，它表示质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同；或者说质量相同的不同物质，吸收相同的热量，它们升高的温度不同的性质。为此，我们取单位质量的不同物质，都升高1°C时所吸收的热量多少，来比较不同物质的这种性质，所以引出了比热的定义，这是每千克的某种物质，温度升高1°C时，所吸收的热量，叫做这种物质的比热。

比热是物质的一种特性，对于某种物质，它的比热是一定的，不同的物质，比热是不同的。所以比热表如同密度表一样，能够供人们查阅。

比热是物质的一种特性，它是物质本身所决定的，虽然某种物质的比热也能够用

来计算，但某种物质的比热跟它吸、放热的多少，质量的大小升温或降温的多少无关。

6．热量计算公式 （1）吸热公式Q吸＝cm（t-t0）：，其中t表示末温，t0表示初温，t－t0表示物体升高的温度，用△t表示t－t0，则Q吸＝cm△t．

（2）放热公式Q放＝cm(t0-t)，其中t0-t表示物体降低的温度，用△t表示t0-t，则

Q放＝cm△t．

（3）温度改变时，物体吸收或放出热量的多少跟哪些因素相关？

在没有物态变化时，因为温度升高，计算物体吸收热量的公式是Q吸＝cm（t-t0），公式可改写为

Q吸＝cm△t。

可见，物体吸收热量的多少跟它的比热、质量和升高温度的多少三个因素相关，并且由它们的乘积所决定，跟物体的初温t0或末温t无关。

在没有物态变化时，因为温度降低，计算物体放出热量的公式是Q放＝cm(t0-t)，公式可改写成

Q放＝cm△t。

可见,物体放出热量的多少跟它的比热、质量和降低温度的多少三个因素相关，并且由它们的乘积所决定，跟物体的初温t0、末温t无关。

7．热机

热机是利用燃料放出的热量来做功的机器。热机的共同特点是将燃料燃烧放出的热量转化为机械能。四冲程汽油机或柴油机是由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程四个冲程的持续循环连续工作的。其中做功冲程将燃料燃烧后产生的内能转化为机械能，使汽车获得动力。

热机包括蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等。

内燃机的工作原理：汽油或柴油在汽缸里燃烧时生成高温高压的燃气，使燃气推动活塞做功。内燃机也有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。

8．热值

（1）燃料的热值：l kg某种烧料完全燃烧放出的热量．热值的单位是：焦每千克，符号：J/kg或J/m3

（2）计算燃料燃烧放热：Q放＝mq或Q放＝mV

热值和密度、比热容等物理量一样，是物质本身的一种特性，它只与物质的种类相关，与物体的质量和体积无关。

9．热机的效率

热机的效率：用来做有用功的那局部能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。内燃机的效率比蒸汽机要高。在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提升燃料利用率的重要措施。

10．能量守恒定律

能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化成另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变，这就是能量守恒定律。

机械能守恒定律是有条件限制的定律，而且实际现象中是不可能实现的。而能的转化和守恒定律是存有于普遍自然现象中的自然规律。这规律对物理学各个领域的研究，如力学、电学、热学、光学等都有指导意义。它也对化学、生物学等自然科学的研究都有指导作用。

层次一：达到对知识的“理解”水平

假如你想达到初中毕业的物理知识水平，请认真完成本层次的26道题：

练 习 每道练习对应的知识点

1．水的比热容为___ ____，读作_______________，它所表示的物理意义是_____________________。

2．扩散现象说明：( )

A．分子间有作用力；

B．分子有一定的质量；

C．分子有一定的大小；

D．分子都在不停地做无规则的运动。

3．关于比热，以下说法准确的是：( )

A．物体的比热容跟温度相关；

B．物体的比热容跟它吸收的热量相关；

C．物体的比热容跟它放出的热量相关；

D．物体的比热容是物质本身的一种特性。

4．以下关于内能的说法中，准确的是：( )

A．物体的比热容越大，内能也越大；

B．0℃的物体内能为零；

C．两杯水中，温度高的水的内能一定大；

D．做功和热传递都能够改变物体的内能。

5．用锯条锯木头，锯条的温度升高，内能____，这是通过______方式使锯条内能改变的。使锯条改变内能的另一方式是____________。

6．干木材的热值是1.2×107J/kg，它的物理意义是_________________________________。要放出3.6×107J的热量，需要完全燃烧________kg的干木材。

7．在以下几组物态变化中，都吸收热量的是：（ ）

A．凝固、液化； B．液化、汽化；

C．汽化、升华； D．熔化、液化。

8．质量为3kg的石油，用去1/3后，剩下的石油：（ ）

A．比热容变为原来的2/3，热值不变；

B．比热容不变，热值变为原来的2/3；

C．比热容和热值均变为原来的2/3；

D．比热容和热值都不变。

9．关于分子，以下说法中准确的是：（ ）

A．分子是组成物体的最小微粒；

B．分子是物体中不能再分割的最小微粒；

C．分子是能保持物质化学性质的最小微粒；

D．分子是人们为了描绘物质内部结构而想象出的模型，实际是不存有的。

10．“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”，这是南宋诗人陆游《村民书喜》中的两句诗。对于前一句，从物理学角度能够理解为：花朵分泌的芳香油分子_________加快，说明当时周边的气温突然____________。

11．物体能够被压缩，说明组成物体的分子之间有_______；压缩物体时要用力，说明分子之间有_______；拉伸物体也要用力，说明分子之间有________。 12．汽油机和柴油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是________冲程，机械能转化为内能的是__________冲程。

13．下述各种现象中，属于热传递改变内能的是：（ ）

A．锯条锯木头，锯条发烫；

B．擦划火柴，火柴头着火；

C．冬天对着手呵气，手变暖；

D．电流通过导体，导体会发热。

14．“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。”这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著，而沿海地区不像内陆地区昼夜气温变化那么大。其主要原因是砂石比水具有较小的：（ ）

A．热量； B．密度；

C．比热容； D．内能。

15．。近几年我市在环境治理方面取得了显著成效，人们又见到了蓝天白云。以下做法中有利于环境保护的是：（ ）

①焚烧农作物的杆

②公交车由燃油改为燃气

③植树种草扩大绿地面积

④回收废旧电池

⑤随意焚烧垃圾

⑥限制使用燃煤锅炉

A．②③④⑥； B．②③④⑤；

C．①②③④； D．①③④⑥。