.专题 内能及内能的利用

第十二讲内能及内能的应用知识点：1、分子热运动内能比热容2、内能的利用热机模块一、分子热运动内能比热容（一）分子热运动1、内能的主体是，物质的组成物质是由大量组成的，一般分子的直径大约只有。

2、扩散现象：不同物质在时，彼此的现象叫扩散。

说明（l）分子在不停地做运动；（2）分子之间有。

点拨〕固、液、气都可发生扩散，扩散速度与温度有关。

3、分子热运动定义：因为分子的运动跟有关，所以这种无规则运动叫做分子的。

特点：温度越，分子热运动越剧烈。

4、分子间作用力引力固体能保持一定的体积和形状，说明分子间存在。

斥力固体和液体很难被压缩，说明分子间存在。

【例1】、用图的装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气，另一瓶装有空气．为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的应是（选填“A”或“B”）瓶．根据现象可知气体发生了扩散．扩散现象说明气体分子。

【例2】、高档红木家具加工场空气中浮动着淡淡的檀香，这是现象，是红木分泌出的芳香分子在不停地做运动的结果。

家具在制作过程中，木头交接处要留有适当的缝隙，因为随着季节的变化，木头会产生现象。

用布对家具表面进行“磨光”处理，布与家具表面之间的摩擦属于摩擦。

用力“磨”是通过增大的办法来增大摩擦的。

【例3】、水与酒精混合，总体积会变小，是因为分子间有，分别在冷水杯和热水杯中滴一滴墨水，热水中的墨水扩散快，说明分子无规则运动的快慢与有关．【例4】、如图所示，图甲是一个铁丝圈，中间松松地系一根棉线，图乙是浸过肥皂水并附着肥皂液薄膜的铁丝圈；图丙表示用手轻轻地碰一下棉线的任意一侧；图丁表示这侧的肥皂液薄膜破了，棉线被拉向另一侧，这一实验说明了（）A．物质是由大量分子组成的B．分子间有间隙C．分子间存在着引力D．组成物质的分子在永不停息地做无规则运动（二）内能1、定义：物体内部所有分子热运动的 与 的 ，叫做物体的内能；2、产生原因：由于分子在不停地做 。

所以分子具有动能；由于分子存在 ，所以分子具有势能。

3、影响因素：物体的内能与物体的温度、质量、材料、状态等因素有关。

对于同一个物体，温度越高．内能 ；而物体温度降低时，其内能会 。

4、热运动：________________________________________________叫做热运动。

5、改变内能的方法： 和 。

6、△温度：表示物体的冷热程度。

① 温度升高——→内能增加②吸收热量 不一定升温。

如： 。

内能不一定增加。

如：吸收的热量全都对外做功，内能可能不变。

③△内能：是一个状态量内能增加 不一定升温。

如： 。

不一定吸热。

如：【例1】、物理学把“物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和叫做物体的内能”，请你根据这个意思，结合所学知识，下列判断正确的是（ ）A ．同一物体温度越高，物体内能越大B ．同一物体温度越低，物体内能越大C ．温度相同的同种物质，分子个数越多，物体内能越大D ．温度相同的同种物质，分子个数越多，物体内能越小【例2】、如图3所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（ ）A ．他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用B ．他受重力、支持力和摩擦力的共同作用C ．他的重力势能转化成了动能和内能D ．他的重力势能减小，动能增大，机械能不变【例3】、下列关于功、内能和热量的描述中正确的是 （ ）A ．物体的温度不变，内能一定不变B ．做功和热传递都能改变物体的内能C ．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多D ．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递【例4】、下列说法中正确的是（ ）A ．用加热的方法可以改变物体的内能B ．温度升高越多的物体，吸收的热量越多C ．长时间压在一起的铅板和金板互相渗入，这种现象是扩散现象D ．打扫卫生时房间内尘土飞扬，这种现象说明分子在不停地做无规则运动 图3【例5】、如图所示，在大口厚玻璃瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精．塞进塞子后，用气筒往瓶内打气，当塞子跳出时，看到瓶口有白雾出现，下列关于该实验的分析错误的是（）A．往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功B．往瓶内打气时，瓶内气体内能变小C．瓶塞跳出时，瓶内气体温度降低D．瓶塞跳出时，瓶内气体对外做功(三)、比热容1、探究：比较不同物质的吸热能力比较方法：（1）质量相等的不同物质，吸收相同热量，比较，升温的吸热能力强；（2）质量相等的不同物质，升高相同温度，比较，吸热的吸热能力强。

设计实验：（1）要得到质量相等的水和食用油，需要的器材是；（2）实验中可以通过控制来确定水和食用油吸收了相同的热量。

实验器材：酒精灯、两个烧杯、温度计、天平及砝码、表、火柴、铁架台及石棉网、搅拌器（用热得快更好）。

实验装置得出结论:质量相等的水和食用油，吸收相同的热量，水升温，表明水的吸热能力。

2、比热容定义：的某种物质温度升高所吸收的叫做这种物质的比热容。

用字母C表示。

单位J / (kg．℃），读作焦耳每千克摄氏度。

物理含义：水的比热容：C水=4.2×103J / ( kg．℃）, 意义是：。

比热容是物质的一种特性，不同的物质比热容一般［注意］（1）比热容是物质的特性，反映了物质的放热本领，它与物体的质量、温度、吸热的多少无关，只与物质的种类和存在的状态有关。

（2）水的比热大的应用：“用热水袋取暖”、“暖气中用水作介质”、“汽车发动机用水作制冷剂”、“严寒的冬天为了防止菜冻坏在菜窖中放水，利用水保护秧苗防冻”。

3、热量的计算吸热公式：Q 吸= ；放热公式：Q 放= ；〔注意〕Q 吸= Q 放两个温度不同的物体放在一起时，高温物体将放出热量，温度降低；低温物体将吸收热量，温度升高，最后两物体的温度相同。

在热传递过程中，若无热量损失，高温物体放出的热量将全部被低温物体吸收，则Q 吸= Q 放若有热量损失，则有Q 放= Q 损十Q 吸。

【例1】、探究“比较不同物质的吸热能力”时，同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水，装置如图．下列说法正确的是（）A．实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸热能力较强B．在本实验中，物体吸热多少是由物质的种类决定的C．实验中，将沙子和水加热到相同温度时，它们吸收的热量相同D．实验中，加热相同的时间，末温低的物质吸热能力强【例2】、将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后，放到上表面平整的冰块上。

经过一定时间后，冰块形状基本不再变化时的情形如图所示。

则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙大小相比（）A.c甲最大B. c乙最大C.c丙最大D.c甲=c乙=c丙【例3】、1千克20℃的水吸收4.2×105焦的热量后，它的温度在下列给出的四个温度中，最多有几个可能温度（）A．80℃B．100℃C．120℃D．130℃【例4】、用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断物质甲的比热容为（）A．2.1×103J/(kg·℃) B．4.2×103J/(kg·℃)C．1.2×103J/(kg·℃) D．条件不足，不能确定【例5】、某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图所示的装置．（1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是．A．采用完全相同的加热方式B．酒精灯里所加酒精量相同C．取相同质量的水和另一种液体D．盛放水和另一种液体的容器相同（2）加热到一定时刻，水开始沸腾，此时的温度如图丙所示，则水的沸点是℃，这表明实验时的大气压强（选填“大于”、“小于”或“等于”）一个标准大气压．（3）而另一种液体相应时刻并没有沸腾，但是温度计的示数比水温要高的多．请你就此现象进行分析，本实验的初步结论为：不同物质的吸热能力（选填“相同”或“不同”）．（4）本实验除了能够说明上述问题之外，还能够说明许多问题，请你写出其中的一个问题：．模块二、内能的利用 热机1、燃料在燃烧时，储藏在燃料中的 能被释放，转化为 能。

2、热值（q ）： ，叫热值。

单位是：焦耳/千克，符号是J kg 。

（对于气体燃料，热值指的是31m 燃料完全燃烧放出的热量，单位是焦每立方米，符号是3J m ）3、燃料完全燃烧放出热量计算： ；（Q 放 是热量，单位是：焦耳；q 是热值，单位是：焦/千克；m 是质量，单位是：千克。

4、热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。

5、能量的转化和守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体，而在转化或转移的过程中，其总量保持 。

【例1】、如图9所示实验，试管口木塞冲出过程 （ ）A ．试管口出现的白雾是水蒸气B ．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加C ．能量转化情况与内燃机压缩冲程相同D ．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少【例2】、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉（ ）及到的主要能量转化情况.关于对图中①②③④的补充正确的是A ．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能B ．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能C ．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能D ．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能【例3】、下列有关热的说法正确的是 （ ）A.晶体在熔化过程中温度不变，内能也不变B ．用水作汽车冷却液，是因为水的比热容大C ．内燃机的压缩冲程，主要是用热传递的方法增加了气缸内的物质的内能D ．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油的热值比汽油的热值大吸气冲程（ ③ ） （ ④ ） （ ① ） （ ② ） 排气冲程【例4】、如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图．汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动．在活塞向下运动的过程中，汽缸内气体的（ ）A ．内能减少B ．温度降低C ．密度增大D ．分子热运动加快【例5】、关于“热机”，下列说法中错误的是（ ）A ．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%B ．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”C ．用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性D ．严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱【例6】、一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机活塞1s 对外做功 次。

若其效率为40%，消耗5kg 的柴油转化成的机械能是 J 。

(q 柴油=4.3×107J/kg )【例7】、“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 很大．以10倍的关系粗略计算，1kg “可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J ，可以使 Kg 的水从20℃加热至60℃（c=4.2×103J/Kg ℃，q 煤气=4.2×l07J/Kg ）．【例8】、太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息，其中太阳辐射功率是指1h 内投射到1m 2面积上的太阳能．求：(1)水在10h 内吸收的热量；(2)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m 3的天然气；（天然气的热值为8.4×l07J ／m 3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）(3)该太阳能热水器的能量转化效率．【综合练习】1、图 5 是某物质由液态变为固态过程温度随时间变化的图像，下列说法正确的是（ ）A ．t 4 时刻物体内能为零B ．t 2、t 3 时刻物体内能相等C ．t 2 时刻物体内能比 t 3 小D ．t 1 时刻物体分子动能比 t 2 时大2、用同一热源给一定质量的水加热，其温度与时间的关系如题13 图中图线a 所示，若其它条件不变，（l ）仅增加水的质量；（2）仅增大液面大气压强；（3）既增加水的质量，同时减小液面大气压强则二种情况中，温度与时间的关系图线分别对应 、 和 （选填图中“a ”、“b ”、“c ”或’' d ' ' )太阳照射时间／h 装水量 ／Kg 吸热板面积／m 2 水升高的温度／℃ 水的比热容／J(kg ．℃)—1 太阳辐射功率／J ．(m 2 -h)—1 10 100 2.5 50 4.2×103 1. 68×106。