第十三章 内能与热机
目录： 狙击知识点 狙击考点
狙击知识点
知识点一 物质的内能 1．内能
(1)定义：物体内所有分子无规则运动的__动能__，以及 _分子势能___的总和。 (2)影响因素：物体的内能与___温度_有关。如果体积变化不大，同一物体的温度越高，其内能越__大_；温度越低，其内能越__小__。
(3)特点：物体的内能___不会__(选填“会”或“不会”)为零。 2．改变内能的两种途径 (1)__ 做功__，如_压缩空气。 (2)__ 热传递___，如_用热水袋取暖_。 3．热量
(1)定义：在热传递过程中，物体间__能量传递的多少。 (2)热传递条件：物体之间有__温度差___。
(3)热传递规律：低温物体吸热，内能__增加___；高温物体放热，内能_减少__。 (4)热传递实质：能量的_转移_。
(5)热传递方式：传导__、__对流__、_热辐射__。
知识点二 物质的比热容
1．定义：__单位质量_的物质温度__升高(或降低)1 ℃__ 所吸收(或放出)的热量。 2．单位：J/(kg·℃) __。 3．水的比热容
(1)数值：c水＝4.2×103 J/(kg·℃)。
(2)意义： 1 kg水温度升高(或降低)1 ℃吸收 (或放出)的热量是4.2×103 J 。 (3)应用：由于_水的比热容大_，可以用水冷却汽车 发动机，冬天用水取暖等。
4．热量的计算公式：Q＝_ cmΔt _。
知识点三 内燃机
1．热机：把燃料燃烧时释放的__内能___转变为__机械能__ 的装置。 2．内燃机
(1)定义：__燃料_直接在发动机气缸内燃烧__产生动力___ 的热机。 (2)分类：常见的内燃机有_汽油机_和__柴油机__。 (3)汽油机的工作过程
注意：
内燃机四冲程记忆口诀：一个循环四冲程，吸压做功和排气；一循曲轴转两周，燃气做功只一次；能量转化有两次，压缩做功正相反。
判断内燃机四个冲程的方法：一门打开，上排下吸气；两门关闭，上压下做功。其中“上”“下”是指活塞向上运动或向下运动。
知识点四 热值与热机效率 1．热值
(1)定义：某种燃料完全燃烧放出的__热量__与所用该燃料的_质量_之比，叫作这种燃料的热值。它是燃料的一种__特性_。
(2)单位：固体、液体用__ J/kg _，气体常用_ J/m __。
(3)燃料燃烧的放热公式：__ Q＝mq (适用于固体和液体)或Q＝qV(适用于气体)。
3
2．热机效率
(1)定义：热机效率等于热机运转中，对外做的___有用功_与燃料完全燃烧释放的能量的__比值_。
(2)提高的主要途径：减少_热机工作中的各种能量损失__。
狙击考点
考点一 内能及其改变 【常考角度】
(1)温度、内能和热量的关系； (2)内能的改变
命题角度❶ 温度、内能和热量的关系
例1下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( ) A．热量总是从高温物体传给低温物体 B．物体从外界吸收了热量，温度一定升高 C．物体的温度越高，具有的热量越多
D．物体的内能增加，则一定是从外界吸收了热量
【思路点拨】 热量是指在热传递过程中传递的能量，只有在热传递过程中才能提到热量；温度表示物体的冷热程度，在微观角度表示了大量分子无规则运动的剧烈程度；内能是分子动能和分子势能的总和。 【自主解答】 A
注意：热量、温度和内能的区别
命
题角度❷ 内能的改变
例2 如图所示的实验或机器均改变了物体的内能，其中与另外三个改变内能的方法不同的是( )
【思路点拨】 本题从实验入手，注重了物理知识与生活的联系，掌握改变物体内能的两种方式，即做功和热传递，做功是能量的转化，热传递是能量的转移，据此分析选择。 【自主解答】 A
【解题技巧】 内能的利用有两种：一种是利用内能来做功；另一种是利用内能来加热。利用内能做功的实质是将内能转化为机械能，利用内能加热的实质是内能从一个物体转移到另一个物体。
变式训练：
1．下列关于温度、内能和热量的说法，正确的是( B ) A．0 ℃的冰没有内能
B．冬天搓手取暖是利用做功来改变内能 C．物体温度越高，所含热量越多 D．物体的机械能越多，其内能就越多
2．下列实例中，改变物体内能的方式与其他三个不同的是( B ) A．用力搓手，手会发热 B．用炉灶烧水，水温升高
C．气缸内气体被压缩，温度升高 D．用锯条锯木头，锯条温度升高
3．如图所示实验中，我们看到塞子从试管口跳出，这是由于水蒸气对塞子_做功 ___，水蒸气的__内能__能转化成塞子的_机械能__能。
考点二 比热容 【常考角度】 比热容概念
例3关于物质的比热容，下列说法中正确的是( ) A．比热容是物质的一种属性，只和物质的种类有关 B．同种物质质量越大比热容就越大
C．因为水的比热容较大，所以比较适合作冷却剂 D．物质的状态发生变化时其比热容一般不变 【思路点拨】
比热容是物质的一种特性，与物体质量、温度高低、吸放热多少都没有关系；比热容是反映不同物质吸放热能力强弱的一个物理量。水的比热容大，说明相同质量的水和其他物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低得少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。 【自主解答】 C
【解题技巧】 知道比热容与物质的种类和状态有关，与其他因素无关。
变式训练：
4．小明根据表中所提供的数据得出了四个结论，其中正确的是( D )
A.液体的比热容一定比固体的比热容大 B．同种物质发生物态变化后，比热容不变 C．由于水的比热容大，白天海水温度比沙滩高
D．2 kg的水温度升高50 ℃，吸收的热量是4.2×105 J
5．水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，将4 kg的水倒掉一半，剩下水的比热容是__ 4.2×103 J/(kg·℃) _；初温为30 ℃、质量为2 kg的水吸收2.1×105 J的热量后温度将升高到___55__℃。
考点三 热机 (3年1考)
【常考角度】 (1)热机；(2)热量的计算 命题角度❶ 热机
例4 汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分。汽油机的四个冲程中，使汽车获得动力的是( )
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【思路点拨】
汽油机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。做功冲程是将内能转化为机械能，使汽油机获得动力，而其他三个冲程是依靠飞轮的惯性完成的。 【自主解答】 C 【解题技巧】
在内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化： 一是压缩冲程中机械能转化为内能；
二是做功冲程中内能转化为机械能，汽车在此冲程获得动力。
命题角度❷ 热量的计算
例5 天然气灶使用方便，经济环保。如图所示，在标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3 kg，温度为20 ℃的水加热至沸腾，大约需要10 min。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。天然气的热值为3.5×107 J/m3。求：
(1)水吸收的热量；
(2)若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气。 【思路点拨】
(1)根据公式Q吸＝cm(t－t0)求出水吸收的热量；
Q吸(2)根据η＝ ×100%的变形公式Q放＝ 求出天然气完全燃烧放出的热量，再根据QQ放放＝Vq的变形公式V＝ ，求出烧开这壶水需要天然气的体积。 【自主解答】
解：(1)在标准大气压下，水沸腾时的温度 t＝100 ℃，水吸收的热量：
Q吸Q吸
答：(1)水吸收的热量为1.008×106 J； (2)烧开这壶水需要4.8×10－2 m3天然气。 【解题技巧】
本题注意隐含条件：标准大气压下水的沸点为100 ℃是解答本题的关键。
注意：热量的计算
(1)热学计算公式
(2)热学计算思路
变式训练：
6．如图是四冲程汽油机的剖面图，它是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。其中内能转化为机械能的是( C )
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
7．新农村建设中正在大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶装10 kg液化气，液化气的热值取 4.2×107 J/kg，则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是 _4.2×10_J，若放出的热量有40%被水吸收，在标准大气压下可把__500__kg的水从20 ℃加热至沸腾。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
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