2020年秋沪科版九年级物理期末复习——13章内能与热机(热机效率计算)

第十三章内能与热机单元总结知识要点一、内能【知识详解】物体内部大量分子做无规则运动所具有的能量叫分子动能。

由于分子之间有一定的距离，也有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。

物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫物体的内能。

1、单位：焦耳，符号J。

2、同一个物体，它的温度越高，内能越大。

物体内能的大小，除与温度有关外，还与物体的体积、状态、质量等因素有关。

3、一切物体都有内能。

4、内能与机械能的区别物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关，是物体能量的微观表现；物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关，是物体能量的宏观表现。

物体的内能在任何情况下都不会为零（因为分子不停地做无规则运动总有动能），而物体的机械能可以相对为零。

所以内能和机械能是两种不同形式的能量。

5、内能的改变，通过做功和热传递这两种方法都可以改变物体的内能。

【典例分析】例1、（2018•铁岭模拟）物体放出热量，它的温度（）A．一定降低 B．一定升高C．一定不变 D．可能降低也可能不变【答案】D【解析】物体放热时内能减小，温度不一定降低；如晶体在凝固的过程中，虽然继续放热，但温度是不变的，故选D。

【技巧总结】改变物体的内能有两种方法，做功和热传递，物体内能改变了，可能表现在温度的变化，也可能表现在物态的变化。

物体放出了热量，内能一定减少；可能表现在温度降低，也可以表现发生物态变化。

知识要点二、比热容单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做物质的比热容。

符号c，单位为焦每千克摄氏度，符号为J/(㎏·℃）。

【知识详解】1、比热容是物质本身的一种性质。

（1）同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收（或放出）热量的多少及温度的改变无关。

（2）同一种物质在不同的状态下比热容不同，如冰、水的比热容是不同的。

2、水的比热容比较大，是4.2×103J/(㎏·℃）。

章末复习01 考情分析本章知识在近几年遵义市初中毕业生学业(升学)统一考试中都会考查，考查形式包括选择题、填空题、计算题(一般只有一问，利用公式Q＝cmΔt或Q＝mq计算热量)．考查内容有：分子热运动、内能的理解、内能的改变方式、热机、比热容、热值和热机效率的计算．02 习题精练1．下列事例中，不是通过做功改变物体内能的是( C )A．锯木头锯条发热B．划火柴点火C．烧水时水温升高D．铁丝来回弯折温度升高2．(连云港中考)将一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值( A )A．都不变B．都变为原来的三分之二C．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二D．热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变3．(遵义中考)如图所示，瓶内有一些水，用带孔的橡皮塞把瓶口塞住，向瓶内打气，一会儿后，瓶塞跳起，在瓶塞跳起的过程中，下列关于瓶内气体说法正确的是 ( A )A．气体对瓶塞做功，气体的内能减少B．瓶塞对气体做功，气体的内能减少C．气体对瓶塞做功，气体的内能增加D．瓶塞对气体做功，气体的内能增加4．(泸州中考)用铝壶在天然气灶上烧水的过程中，下列说法正确的是( C )A．铝的比热容比水小，铝吸热能力比水强B．是通过做功的方式改变水的内能C．水的温度越高，水分子运动越剧烈D．天然气燃烧越充分，热值越大5．(兰州中考)关于内能、温度和热量，下列说法正确的是 ( C )A．物体的内能跟物体的运动速度、物体的温度和物质状态都有关系B．不同燃料燃烧时，放出热量越多的热值越大C．质量和初温相同的水和煤油，放出相同热量时煤油温度降低得多D．内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移6．质量相等的水和铝球，初始温度相同，吸收相等的热量后，再将铝球放入水中，则( B )A．热量从水传给铝球B．热量从铝球传给水C．水和铝球之间没有热量传递D．温度从铝球传给水7．(巴中中考)下表是一些物质的比热容，根据表中的数据，下列判断正确的是 ( B )一些物质的比热容[单位：J/(kg·℃)]水 4.2×103冰 2.1×103酒精 2.4×103蓖麻油 1.8×103甘油 2.4×103沙石0.92×103煤油 2.1×103铝0.88×103A.1 kg铝的比热容是2 kg铝的比热容的2B．工厂里冷却塔大多用水作为冷却剂是利用水的比热容大的特性C．物质的比热容与物质的状态无关D．质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水的温度变化较大8．某汽油机工作时的热损失情况是：气缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2 g汽油(热值为4.6×107 J/kg)获得的机械能是( D )A．2.76×104 J B．3.22×104 JC．0.92×104 J D．2.3×104 J9．(济南中考)在客机着陆后减速滑行过程中，客机轮胎表面的温度会升高，这是通过__做功__的方式改变其内能的．10．(广东中考)如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，C图是__做功__冲程，与它原理相同的是__F__图所示的演示实验，汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是__B__图(后两空填字母)．11．水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)，若将 2 kg的水倒掉一半，则剩下的水的比热容是__4.2×103__J/(kg·℃)__；水结冰后的比热容将__改变__(填“改变”或“不变”)．12．(锦州中考)如图所示是某液体的凝固图像，当该液体凝固后，它是__晶体__(填“晶体”或“非晶体”)；第15分钟的内能__小于__(填“大于”“小于”或“等于”)第10分钟的内能；若500 g该液体从A点降温到B点，共放出__4.2×104__J的热量．[c液＝4.2×103J/(kg·℃)]13．(锦州中考)一台四冲程柴油机的曲轴转速是3 000 r/min，它1秒钟完成__100__个冲程，对外做功__25__次；它在吸气冲程中，吸入气缸里的物质是__空气__．14．水是生命之源，人的生活离不开水，冬天人们用热水流过散热器来取暖，请利用比热容的知识解释这一现象．答：相同质量的水和其他物质相比，降低相同的温度，由于水的比热容大，水放出的热量多，所以用热水流过散热器来取暖．15．(南京中考)如图所示是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置，取质量和初温都相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的易拉罐中，用相同的装置加热，实验数据记录如下表：温度/℃20 30 40 50加热时间/s甲0 40 82 126乙0 18 40 64(1)__加热时间__(多少．(2)分析实验数据可知：两种液体升高相同温度时，__甲__液体吸收的热量更多；当它们吸收相同热量时，__乙__液体升温更高．(填“甲”或“乙”)(3)若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂，__甲__液体冷却效果更好．16．(遵义中考)太阳能热水器具有安全、节能、环保等优点，某品牌太阳能热水器保温储水箱储水120 kg ，集热管长1.8 m ，内底部到储水箱中水面的高度为1.5 m ．若某地太阳光照射的时间为平均每天5 h ，太阳能辐射到集热管上的平均功率为3.5×103W ．[c 水＝4. 2×103J/(kg·℃)，g 取10 N/kg ，ρ水＝1.0×103kg/m 3]求：(1)水对集热管内底部的压强；(2)当储水箱中的水吸收的热量为2.52×107J 时，水升高的温度；(3)若该太阳能集热管5 h 接收的能量全部用来驱动一辆电动汽车，电动汽车质量为500 kg ，运行过程中受到的平均阻力为车重的0.02倍，则这些能量可供该电动汽车以36 km/h 的速度匀速行驶多少小时．解：(1)水对集热管内底部的压强：p ＝ρ g h＝1.0×103kg/m 3×10 N/kg×1.5 m＝1.5×104Pa (2)当储水箱中的水吸收的热量为2.52×107J 时，由Q 吸＝cmΔt 可得， 水升高的温度：Δt＝Q 吸cm ＝ 2.52×107J 4.2×103J/（kg·℃）×120 kg＝50 ℃ (3)太阳能辐射到集热管上的能量：W ＝Pt ＝3.5×103W×5×3 600 s＝6.3×107J 电动汽车受到的阻力：f ＝0.02G ＝0.02mg ＝0.02×500 kg×10 N/kg＝100 N 该汽车匀速行驶，F ＝f ＝100 N 牵引力做功的功率：P ′＝Fv ＝100 N×363.6 m/s ＝1 000 W电动汽车匀速行驶的时间：t ′＝W P ′＝6.3×107J 1 000 W ＝6.3×104s ＝17.5 h。

13章内能与热机（热机效率计算）1．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车图片。

汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况。

该款车以90km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了12km时，消耗汽油2.25×10-3m3，假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，则这段运动过程中：(1)汽油完全燃烧放出的热量；(2)该汽车发动机做的有用功；(3)该汽车发动机的输出功率；(4)该汽车在以此速度行驶的过程中，受到的阻力。

（已知汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值取4.5×107J/kg）2．大量研究表明，我国家庭分散燃烧煤炭是产生雾霾的重要原因，因此高效利用及用清洁能源替代煤炭已经刻不容缓。

太阳能热水器很好地利用了清洁能源。

小明家太阳能热水器可装水200kg，在夏季将这些水从35℃加热到85℃．向：[c水=4.2×103J/（kg•℃），煤炭热值q=3.0×107J/kg](1)水吸收的热量是多少J？(2)如果煤炭加热水的效率为30%，加热上述水需要多少煤炭？（保留2位小数）3．某新款汽油动力小汽车，在一段平直的公路上匀速行驶了100km，用了1h，已知车的总质量为1.2t，车受到的阻力为车重的十二分之一，求：（结果保留一位小数）(1)该车行驶的速度；(2)该车牵引力做的功和功率；(3)若该车行驶100km，消耗汽油5.6kg，求汽车发动机的效率（汽油热值q=4.6×107J/kg）。

（取g=10N/kg）4．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一，某品牌太阳能热水器每小时平均接受4.2×106J的太阳能，在5h的有效时间内，将热水器中体积为100L、初温为20℃的水温度升高到40℃。

水的密度1.0×103kg/m3，水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃），求：(1)该热水器中水吸收的热量；(2)该热水器的热效率；(3)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气（煤气的热值q=4.2×107J/kg，假设煤气完全燃烧放出的热量的90％被水吸收）。

13章内能与热机（热机效率计算）1．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备。

某热水器每小时平均接收4.2×106J 的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg 、初温为20℃的水温度升高到40℃。

求：(1)热水器中的水吸收了多少的热量？[c 水=4.2×103J/（kg ．℃）](2)热水器的效率是多少？(3)若改用天然气来加热这些水，假设天然气燃烧放出的热量全部被水吸收，需要完全燃烧多少体积的天然气？（天然气的热值q =3.8×107J/m 3，计算结果保留两位小数）2．“环境小组”的同学在暑期实践活动中对小明家新装燃气热水器（如图甲）耗能进行测试，在查看热水器铭牌时，开始小组同学对容量15L 的含义不理解。

后来上网查询得知：燃气热水器的容量，是指燃气热水器在将自来水加热，水温上升一个定值（t ∆=25℃）时1分钟内的出水体积。

假如小明每次洗淋浴时平均出水时间为4分钟，出水量和水温升高设定也与查询的一致。

水的比热容为()34.210J/kg ⨯⋅℃，天然气的热值约为73410J/m ⨯，求： (1)小明洗一次淋浴，水温升高到设定温度要吸收的热量为多少？(2)每次淋浴平均花费的燃气费是多少？（宜昌市居民用气价格2.67元/m 3）3．如表是同悦小轿车的一些技术参数。

其中排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大。

空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比。

汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J，当该发动机以最大功率工作时，气缸内汽油和气的混合密度为1.35kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功3000次。

请你计算发动机在最大功率工作时(1)1min内做的有用功。

(2)做功一次消耗汽油的质量。

(3)发动机的效率。

4．阅读下面短文并回答问题混合助力汽车我国自主研制生产了一种环保混合动力实验汽车。

沪科版初中九年级物理第十三章内能与热机知识点总结一、内能1、定义：物体内所有分子无规则运动的动能和势能的总和。

（一切物体在任何情况下都具有内能）2、影响因素：内能受以下因素影响：①温度：同一物体温度升高，内能增大；温度降低，内能减小。

②质量：同一物体质量增大，物体的内能增大。

③状态：状态不同，分子间距离不同，分子间作用力就不同，进而分子势能不同，具有的内能不同。

注：物体的温度越高，内能越大。

（√）温度越高的物体，内能越大。

（×）3、改变内能的两种途径：做功和热传递。

A、做功①外界对物体做功，物体内能会增加；物体对外界做功，物体内能会减少。

②做功改变物体内能的实质：内能和其他形式的能的相互转化。

B、热传递①条件：物体之间有温度差。

（热传递的结果：两物体最后达到热平衡。

）②方式：热传导、对流和热辐射。

③热传递改变物体内能的实质：能量从高温物体向低温物体转移的过程，热传递传递的是能量，而不是温度。

4、热量：在热传递过程中，物体间内能传递的多少称为热量。

用Q表示，单位为___。

热传递过程中，低温物体吸收热量，温度升高，内能增加；高温物体放出热量，温度降低，内能减少。

）注：温度不能传递，热量不能含有。

（不能说含有、具有多少热量，只能说吸收或放出了多少热量。

）练：下列关于温度、热量和内能的说法正确的是（A、B、D）。

二、物质的比热容：用c表示。

1、探究不同物质吸热本领的实验运用了哪两种物理方法？2、物体吸收热量的多少通过比热容来反映（转换法）。

3、搅拌器的作用：均匀地加热物体，使物体内部温度分布更均匀。

4、相同质量的不同种物质，在升高相同的温度下，吸收的热量不同。

（不同物质的吸热或放热本领不同，因此引入比热容这一物理量来表示不同物质的吸热或放热本领。

）5、比热容：1）公式：Q=mcΔT2）单位：焦耳/千克·摄氏度3）实质：①反映物质吸热(放热)的本领：比热容越大，吸热或放热本领越大；②揭示物质对冷热反应的灵敏程度：比热容越小，对冷热反应越灵敏。