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初三物理第十二章（内能与热机）讲义第四节热机效率与环境保护学习导航：一、燃料的热值（1）不同的燃料，即使质量相同，完全燃烧放出的热量也是不同的，这个特性可以用热值表示．（2）热值：1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值（3）热值的单位：焦每千克．符号：J／kg质量为m的固、液燃料完全燃烧释放的热量是Q放=mq体积为V的气体燃料完全燃烧释放的热量是Q放= Vq二、有效利用燃料在实际利用燃料中，燃料很难完全燃烧，而且放出的内能不能被完全利用，有效利用的只是其中一部分．炉子的效率：有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值．能量损失的途径1、在内燃机中，由于燃烧不完全而损失的能量2、排出的高温废气，会带走很大部分的能量3、有一部分能量消耗在散热上4、还有部分能量消耗在克服摩擦上．真正被利用的内能只占其中较小的一部分三、热机的效率热机是利用燃料燃烧来做功的装置热机并不能把燃料燃烧放出的能量全部用来做功，其中相当一部分能量散失了．1、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，叫做热机的效率2、几种热机的效率蒸气机的效率： 6 ﹪～7 ﹪．汽油机的效率：20﹪～30﹪．柴油机的效率：30﹪～45﹪．例1、天然气已在我市广泛使用。
天然气的热值可高达8.0×107J/m3，8.0×107J/m3的物理意义是____________________。
目前使用天然气的公交车已在我市投入运营，它将天然气压缩至原体积的1/300存储在钢瓶中作为车载燃料。
从微观角度看，天然气容易被压缩是因为。
例2、汽油的热值为4．6×107J／kg，按照理论计算，完全燃烧g汽油放出的热量就可以使10kg水的温度升高46℃．而实际加热时，所需要的汽油远比这个数值要大由此可见，提高使用燃料的是节约能源的重要途径．例3、哈尔滨市建立的垃圾焚烧电厂，年处理垃圾可达2.0×105t，生活垃圾的平均热值约为 6.3×105J/kg，每燃烧1t生活垃圾可放出的热量是 J，燃烧1t垃圾可获得7.56×108 J的电能，那么生活垃圾发电的效率是。
比较法复习内能《内能》一章内容中有很多易混概念，比如做功和热传递，温度、热量和内能，这些概念之间既相互联系，又有明显的区别，下面采用列表对比法比较这些概念，以帮助同学们学习。
一、改变物体内能的两种方式比较小贴士：做功和热传递对改变物体的内能是等效的，也就是说，一个物体的内能增加了，可能是利用了做功的方法，也可能是利用了热传递的方法。
例1 下列现象中，不是通过做功改变内能的是（）A.两手相互搓搓，手感到热B.用打气筒打气时，筒壁发热C.用热水袋暖手，手感到热D.用砂轮磨刀，刀的温度升高解析两手相互摩擦，机械能转化为内能，使手的内能增加，温度升高，属于做功改变物体的内能；用打气筒打气时，活塞压缩空气做功，活塞克服与筒壁间的摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，使打气筒壁变热，属于做功改变物体的内能；用热水袋暖手，是热水袋的内能一部分转移到手上，是用热传递方式改变了物体的内能；用砂轮磨刀，砂轮与刀互相摩擦，机械能转化为内能，使刀的内能增加，温度升高，属于做功改变物体的内能。
答案 C二、温度、热量和内能的比较或“不变”只能说体沸腾吸热，能减小，但温度都不变）小贴士：1.物体吸收（或放出）热量后内能一定改变；物体内能改变，不一定吸收（或放出）热量，因为做功也可以改变物体的内能；2.物体温度变化了，不一定吸收（或放出）热量，如摩擦生热；物体吸收（或放出）了热量，物体温度不一定改变，如晶体的熔化过程吸热但温度不变。
例2 关于温度、内能、热量和做功，下列说法正确的是（）A.物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量B.0℃的冰没有内能C.做功可以改变物体的内能D.物体放出热量时，温度一定降低解析物体温度升高可能是外界对它做了功，也可能是通过热传递从外界吸收了热量，故A说法错误；一切物体都有内能，0℃的冰块具有内能，故B选项说法错误；改变物体内能的两种方式：做功和热传递，所以C说法正确；物体放热时，温度不一定下降，比如：液体凝固形成晶体的过程中虽然继续放热，但温度是不变的；故D说法错误。
第十二章内能与热机一．知识点（一）、温度1、温度：表示物体的冷热程度。
2、单位：（1）国际单位制：采用热力学温标，单位是：开尔文（K）（2）常用单位：摄氏度（0C）。
规定：在1个标准大气压下，______________的温度为0 0C，____________的温度为100 0C，在0到100之间平均分成100等份，每一等份就是10C。
3、温度的测量工具：温度计（1）常用液体温度计的原理：____________________________.（2）温度计的使用方法：使用前，要弄清_____________、_______________ 使用时：温度计的玻璃泡要__________浸入被测液体中,不能接触容器底或容器壁；待温度计示数__________后才读数；读数时,不能将温度计从被测物体中拿出来，玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计内液面___________。
（3）温度计测物体温度的步骤：估、选、放、读、取。
（4）体温计：利用水银的热胀冷缩的性质制成。
分度值______，量程__________：使用前要将液柱甩回玻璃泡.（二）、内能1、定义：物体内所有分子由于热运动而具有的_________和分子之间的_________的总和叫做物体的内能。
2、影响内能大小的因素：物体的________、状态、质量、体积和物质的种类。
物体分子热运动的剧烈程度与温度有关。
同一物体温度越高时内能越________。
3、内能的单位：焦耳（J）4、改变内能的两种途径：_________和____________.两种途径在改变物体内能上是等效的。
（1）做功：对物体做功，物体内能会（如：压缩气体做功；摩擦生热，克服摩擦做功等）；物体对外做功，物体内能会。
做功改变内能实质是：内能与其他形式的能间的相互转化。
（2）热传递：能量（内能）从高温的物体向低温物体传递的过程。
发生热传递的条件：____________。
初三物理内能与热机知识点总结1．内能：在物理学中，把物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。
全部物体在任何状况下都拥有内能。
内能的单位是焦（J）2．影响内能大小的要素之一是：温度，温度越高，分子无规则运动越强烈，分子动能越大，物体的内能也越多。
这说明，同一物体的内能是随温度的变化而变化的。
3．3．改变物体内能的方法是：①做功；②热传达这两种方式对于改变物体的内能是等效的。
4．4．对物体做功，物体的内能增大，温度高升；物体对外做功，自己内能减小，温度降低5．5．热传达发生的条件是：两个物体有温度差；热传达的方式有：传导、对流和辐射；发生热传达时，热量（内能）从高温物体传向低温物体，高温物体放出热量，低温物体汲取热量，直到温度相同时，热传达才停止。
14.2 热量与热值1．热量：在物理学中，把在热传达过程中物体内能改变的多少叫做热量。
物体汲取热量，内能增添；放出热量，内能减少。
2．热量用字母Q表示，单位是焦（J）。
一根火柴完整焚烧放出的热量约为1000J。
3．实验表示：对同种物质的物体，它汲取或放出的热量跟物体的质量大小、温度的变化多少成正比。
4．热值：把 1kg 某种燃料在完整焚烧时所放出的热量叫做这类燃料的热值。
5．热值是燃料的一种属性，与质量、能否完整焚烧等没相关系，只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同。
6．燃料完整焚烧放出热量的计算公式：Q=qm或 Q=qV7．Q表示热量，单位是焦（J），q 表示热值，单位是焦 / 千克（ J/kg ）或焦 / 米 3（J/m3）；m表示质量，单位是千克（ kg）； V 表示体积，单位是米 3（ m3）8．氢气的热值很大，为q 氢 =1.4 × 108J/m3，表示的物理意义是：1m3 的氢气在完全焚烧时所放出的热量为 1.4 × 108J。
9．提升炉子效率的方法：①改良焚烧条件，使燃料尽可能充足焚烧；②尽可能减少各样热量损失14.3 研究物质的比热容1．比热容：单位质量的某种物质，温度高升（或降低）1℃所汲取（或放出）的热量，叫这类物质的比热容。
初中物理《内能与热机》知识点总结含习题(精华版)第十二章内能与热机第一节温度与内能内能是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。
无论是高温的铁水还是寒冷的冰块，物体在任何情况下都有内能存在。
影响物体内能大小的因素包括温度、质量、材料和存在状态。
在物体的质量、材料和状态相同的情况下，温度越高，物体内能越大。
在温度、质量和状态相同的情况下，物体的材料不同，物体的内能可能不同。
在物体的温度、材料和质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。
内能与机械能不同。
机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关。
内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。
内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。
这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。
物体内部大量分子的无规则运动叫做分子热运动。
温度越高，分子无规则运动的速度越大，扩散越快。
内能的改变表现为物体温度升高或降低，或物体存在状态改变（如熔化、汽化、升华）。
但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。
改变内能的方法包括做功和热传递。
做功可以改变内能，对物体做功会使物体内能增加，物体对外做功会使物体内能减少。
做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化。
如果仅通过做功改变内能，可以用做功的大小来度量内能的改变(W=ΔE)。
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。
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。
C。
在热传递过程中，物体会吸收热量，导致温度升高，内能增加；放出热量则会导致温度降低，内能减少。
D。
热传递过程中，传递的能量称为热量，其单位为焦耳。
热传递的本质是内能的转移。
3）做功和热传递改变内能的区别：虽然它们改变内能上产生的效果相同，但是做功和热传递改变内能的实质不同。
前者将能的形式转化，而后者则是能的形式不变。
内能与热机☞知识点1内能1、分子动能：分子由于运动而具有的能叫分子动能。
2、分子势能：由于分子之间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能称为分子势能。
3、内能定义：物体内所有分子的动能和势能的总和叫做物体的内能。
单位焦（J）4、影响因素：物质的质量、物质的温度、物体的体积、物质的种类、物体的物态都可以影响内能的大小。
一般情况下，温度越高，质量越大，物体的内能越大。
5、对内能理解1、一切物体在任何情况下都有内能；2、内能是指物体的内能，不是分子的内能；3、内能具有不可测量性，但可以与其他能量相互转化。
例1（2018•自贡）关于分子热运动及热现象，下列说法正确的是（）A．扩散现象只能发生在气体与液体中B．固体很难被压缩，说明分子间存在斥力C．物体吸收热量，温度一定升高D．0℃的冰块内没有内能【答案】B【解析】例2（2018•滨州）关于分子，下列认识中正确的是（）A．红墨水在水中散开说明分子间有斥力B．吸盘能牢牢吸在玻璃上，说明分子间存在引力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【解析】☞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【答案】B【解析】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。
（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（）例2A．①③④B．①②③C．②③④D．①②④【答案】D【解析】☞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【解析】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【答案】C【解析】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3.4×107JD．完全燃烧放出热量3.4×107J【答案】D【解析】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【解析】☞知识点5比热容1、定义：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。
2、单位：焦每千克摄氏度，符号是J/（kg.℃）或J.（kg.℃）-13、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•℃）]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【答案】D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【解析】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。
【解析】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。
【解析】☞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【答案】C【解析】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【答案】C【解析】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【解析】A、柴油机的效率一般要高于汽油机，多用在重型机器上。
故A正确；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。
故C错误；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。
【答案】（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。
