第十三章 內(nèi)能與熱機(jī) 滬科版物理九年級全一冊

第十三章

內(nèi)能與熱機(jī)物體的內(nèi)能1.內(nèi)能(1)定義：物體內(nèi)所有分子無規(guī)則運(yùn)動的動能，以及分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。(2)影響因素：一切物體，在任何情況下都具有內(nèi)能。同一物體，在相同物態(tài)下，

越高，分子的熱運(yùn)動越劇烈，內(nèi)能越大，溫度降低時(shí)，內(nèi)能減小。此外，物體的內(nèi)能還與物體的質(zhì)量、材料等有關(guān)。溫度物體的內(nèi)能2.改變內(nèi)能的方式改變內(nèi)能的途徑:熱傳遞或做功。(熱傳遞和做功對改變物體的內(nèi)能是等效的；物體的內(nèi)能發(fā)生改變，可能是通過熱傳遞，也可能是通過做功）(1)做功的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化。(2)熱傳遞的發(fā)生條件是物體之間或物體的不同部分之間存在

，實(shí)質(zhì)是內(nèi)能的

。溫度差轉(zhuǎn)移物體的內(nèi)能3.熱量(1)定義：在熱傳遞過程中物體內(nèi)能傳遞的多少叫做熱量。熱量通常用字母Q表示，常用單位是

,符號：J。(2)內(nèi)能改變的多少可用傳遞熱量的多少來量度。熱傳遞轉(zhuǎn)移的是

，而不是溫度。焦耳能量物體的內(nèi)能1.下列實(shí)例中，用做功改變物體內(nèi)能的是

；用熱傳遞改變物體內(nèi)能的是

。①用熱水袋暖手

②用手反復(fù)彎折鐵絲，彎折處鐵絲的溫度升高

③在爐子上燒水，水的溫度升高

④隕石墜落燃燒

⑤把啤酒放冰箱冰凍

⑥從滑梯上滑下,屁股發(fā)燙⑦冬天哈氣暖手

⑧裝著開水的暖水瓶內(nèi)的水蒸氣將瓶蓋頂起來

⑨用打氣筒打氣

⑩陽光下的石凳曬得發(fā)熱?鉆木取火

?擦燃火柴①③⑤⑦⑩②④⑥⑧⑨①?比熱容1.定義：一定質(zhì)量的某種物質(zhì)在溫度升高（或降低）時(shí)吸收（或放出）的熱量與它的質(zhì)量和升高（或降低）溫度的乘積之比,用符號c表示。2.單位：焦每千克攝氏度，符號：J/（kg·℃）。3.影響因素：與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)，與其質(zhì)量、體積、溫度等無關(guān)。比熱容4．特性：比熱容是反映物質(zhì)自身性質(zhì)的物理量。不同的物質(zhì)，比熱容一般

；同一種物質(zhì)，比熱容大小與物質(zhì)的

有關(guān)，如水和冰的比熱容

。5.水的比熱容(1)水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃），表示1kg的水溫度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的熱量是4.2×103J。(2)在常見的物質(zhì)中，水的比熱容較

，應(yīng)用水的這一特點(diǎn)有：取暖；作為冷卻劑；調(diào)節(jié)氣候等。不同狀態(tài)不同大比熱容6.公式填入字母或字母表達(dá)式。物理量中文國際單位公式熱量比熱容質(zhì)量溫度差備注Δt＝t－t0(吸熱)；Δt＝t0－t(放熱)。t(末溫)；t0(初溫)。QJQ=cmΔtcJ/(kg·℃)c=Q/mΔtmkgm=Q/cΔtΔt℃Δt=Q/cm比熱容1．關(guān)于比熱容，下列說法正確的是（

）A．同種物質(zhì)，物態(tài)發(fā)生變化，物質(zhì)的比熱容不變B．一杯水倒出一半，杯內(nèi)剩余水的比熱容變小了C．水和砂石放出相等的熱量，水的溫度降低得較多D．質(zhì)量相等的水和煤油，吸收相等的熱量，煤油溫度升高得較多D比熱容2．汽車發(fā)動機(jī)經(jīng)常用水做冷卻液，是因?yàn)樗?/p>

較大，這屬于通過

的方式來改變發(fā)動機(jī)的內(nèi)能。發(fā)動機(jī)工作時(shí)，燃?xì)馀蛎浲苿踊钊鬁囟纫矔档停湓砼c用水做冷卻液降溫的原理

（選填“相同”或“不同”）。比熱容不同熱傳遞比熱容3．重慶網(wǎng)紅“木桶魚”是在木桶內(nèi)放入高溫的鵝卵石，再加入調(diào)制好的魚和湯，鵝卵石放熱使湯沸騰，別有生趣。質(zhì)量為4.2kg的卵石從300℃降到100℃，放出的熱量是

J；這些熱量如果全部被水吸收，在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，鵝卵石放出的熱量能將

kg的水從20℃燒至恰好沸騰。[c鵝卵石＝0.8×103J/（kg·℃），c水＝4.2×103J/（kg·℃）]26.72×109比熱容4．如圖所示是小明同學(xué)探究“海水和沙灘的溫度隨時(shí)間變化的規(guī)律”時(shí)畫的一張示意圖。根據(jù)圖給的信息，他觀察的時(shí)間是

（選填“中午”或“夜晚”）。初溫為25℃、質(zhì)量為1kg的水吸收2.1×105J的熱量后溫度將升高到

℃。[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]夜晚75比熱容5．在探究“物質(zhì)的放熱能力與哪些因素有關(guān)”時(shí)，分別用質(zhì)量均為1kg的水和某種液體進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，并用圖像對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，如圖所示，實(shí)驗(yàn)過程中，水和某種液體在相同時(shí)間內(nèi)放出的熱量相等，分析圖像可以得出：

（選填“甲”或“乙”）物質(zhì)是某種液體，水在0～15min內(nèi)放出的熱量為

J。某種液體的比熱容為

J/（kg·℃）。乙8.4×1042.1×103內(nèi)燃機(jī)1.熱機(jī)(1)定義：利用燃料燃燒做功的機(jī)械叫做熱機(jī)。(2)內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機(jī)，分為汽油機(jī)和柴油機(jī)。內(nèi)燃機(jī)2.汽油機(jī)(1)每一個(gè)工作循環(huán)分為四個(gè)沖程（活塞在往復(fù)運(yùn)動中從汽缸的一端運(yùn)動到另一端）：吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程內(nèi)燃機(jī)(2)一個(gè)工作循環(huán)中曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周，活塞往復(fù)運(yùn)動

次，對外做功

次。(3)吸氣、壓縮和排氣沖程是依靠飛輪的

來完成的。做功沖程是將

能轉(zhuǎn)化為

能；壓縮沖程是將

能轉(zhuǎn)化為

能。21慣性內(nèi)機(jī)械機(jī)械內(nèi)內(nèi)燃機(jī)沖程進(jìn)氣門排氣門活塞運(yùn)動方向能量轉(zhuǎn)化吸氣打開關(guān)閉向下壓縮關(guān)閉關(guān)閉向上做功關(guān)閉關(guān)閉向下排氣關(guān)閉打開向上機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能內(nèi)燃機(jī)1．如圖所示是汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)沖程，其工作順序正確的是（

）A．甲乙丙丁

B．乙甲丙丁

C．乙丁甲丙

D．乙甲丁丙甲乙丙丁D內(nèi)燃機(jī)2．內(nèi)燃機(jī)分為汽油機(jī)和

機(jī)兩大類。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，一臺四沖程內(nèi)燃機(jī)在一個(gè)循環(huán)中，

沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，只有

沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。做功壓縮柴油內(nèi)燃機(jī)3．某單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的其中一個(gè)沖程剖面圖如圖所示。由圖可知，該內(nèi)燃機(jī)是

（選填“汽油機(jī)”或“柴油機(jī)”），該沖程是

沖程。若該內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)對外做功30J，則燃料完全燃燒所放出的熱量一定

（選填“大于”“等于”或“小于”）30J。大于壓縮汽油機(jī)熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)1.熱值(1)定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與所用燃料的質(zhì)量之比；用字母q表示，單位是J/kg。對于氣體燃料，熱值是某種燃料完全燃燒放出的熱量與所用燃料的體積之比，對應(yīng)單位是J/m3。(2)特點(diǎn)：熱值是燃料的一種特性，只與燃料的

有關(guān)，與燃料的性質(zhì)、體積、質(zhì)量以及是否充分燃燒等無關(guān)。種類熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)(3)計(jì)算公式（填入字母或字母表達(dá)式）。物理量中文國際單位公式熱量熱值質(zhì)量（體積）QJQ=mqqJ/kg(J/m3)q=Q/m(q=Q/V)mkg(m3)m=Q/q(V=Q/q)熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)

充分損失機(jī)械摩擦熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)1．若汽油機(jī)用來做有用功的那部分能量是燃料完全燃燒所放出能量的四分之一，則它的熱機(jī)效率是

。通常汽油機(jī)的效率比柴油機(jī)的效率

。25%低熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)2．“保護(hù)環(huán)境，人人有責(zé)”，合理分類和利用垃圾可以保護(hù)環(huán)境，利用先進(jìn)工藝和科學(xué)方法還可以使垃圾變廢為寶。若1t垃圾能提煉出70kg燃料油，燃料油的熱值為4.5×107J/kg，則這些燃料油完全燃燒時(shí)釋放出的熱量為

J，若燃料油完全燃燒時(shí)釋放出的熱量全部被水吸收，則這些熱量可以使

kg的水溫度升高25℃。[水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃）]3.15×1093×104熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)3．天然氣燃燒時(shí)，可將

能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，已知天然氣的熱值為2.1×107J/m3，則每輸送10m3的天然氣，完全燃燒后就相當(dāng)于向我國東部地區(qū)輸送

J的能量；這些熱量完全被1000kg的水吸收，可使水升高

℃[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]。化學(xué)502.1×108熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)4．小華在燃燒皿中放入14g酒精，對200g水加熱，待酒精燃盡后水溫升高了50℃。此過程中，酒精燃燒放出的熱量為

J，水吸收的熱量為

J，酒精燒水時(shí)的熱效率為

%。[水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），酒精的熱值為3.0×107J/kg]4.2×1054.2×10410熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)5．小明暑假去研學(xué)，中間經(jīng)過了湘江某處大橋。大橋全程長約為1700m，她坐的小轎車做勻速直線運(yùn)動通過全程，受到阻力恒為220N，通過全程消耗了0.02kg的汽油，汽油機(jī)的效率為

%。（已知熱值q汽＝4.4×107J/kg）42.5溫度、內(nèi)能、熱量的理解

判斷正誤。正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”。(1)溫度高的物體具有的內(nèi)能一定多。(

)(2)物體溫度升高，一定吸收了熱量。(

)(3)物體的溫度越高，所含熱量越多。(

)(4)物體吸收了熱量，它的溫度一定升高。(

)溫度、內(nèi)能、熱量的理解××××

判斷正誤。正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”。(5)溫度相同的物體，其內(nèi)能一定相等。(

)(6)物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，只要溫度不變，物體的內(nèi)能就一定不變。(

)(7)0℃的冰塊，其內(nèi)能為零。(

)(8)內(nèi)能少的物體也可能將能量傳給內(nèi)能多的物體。(

)溫度、內(nèi)能、熱量的理解×××√

下列關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能的說法，正確的是（

）A．發(fā)生熱傳遞時(shí)，溫度總是從高溫物體傳遞給低溫物體B．在相同溫度下，1kg的水比1kg的冰含有的熱量多C．一塊0℃的冰熔化成0℃的水，內(nèi)能增大D．物體溫度升高，內(nèi)能不一定增加，但一定要吸收熱量溫度、內(nèi)能、熱量的理解C

關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能，下列說法正確的是（

）A．物體的溫度升高，內(nèi)能一定增加B．物體吸收熱量，溫度一定升高C．0℃的冰內(nèi)能為零D．發(fā)生熱傳遞時(shí)，熱量總是從內(nèi)能大的物體傳遞到內(nèi)能小的物體溫度、內(nèi)能、熱量的理解A設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)裝置。2.主要實(shí)驗(yàn)器材及作用。(1)石棉網(wǎng)：使燒杯底部受熱均勻。(2)選擇質(zhì)量和初溫相等的不同物質(zhì)。(3)熱源：選擇相同的熱源，以保證加熱相同的時(shí)間物質(zhì)吸收的熱量相同。(4)玻璃棒：不斷攪拌，使物質(zhì)受熱均勻。(5)溫度計(jì)。探究不同物質(zhì)的吸熱能力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)3.組裝實(shí)驗(yàn)器材時(shí),應(yīng)先下后上,即先調(diào)節(jié)石棉網(wǎng)的高度。4.采用相同的燒杯和酒精燈的目的:保證相同時(shí)間內(nèi),水和食用油吸收的熱量相同。探究不同物質(zhì)的吸熱能力5.控制變量法。(1)控制加熱的時(shí)間相同，通過比較不同物質(zhì)溫度變化的多少來判斷物質(zhì)吸熱能力的強(qiáng)弱：溫度變化多的物質(zhì)吸熱能力弱。(2)控制升高的溫度相同，通過比較加熱時(shí)間的長短來判斷物質(zhì)吸熱能力的強(qiáng)弱：加熱時(shí)間短的物質(zhì)吸熱能力弱。6.根據(jù)表格數(shù)據(jù)，繪制溫度-時(shí)間圖像，比較被加熱物質(zhì)的吸熱能力，總結(jié)結(jié)論。探究不同物質(zhì)的吸熱能力實(shí)驗(yàn)結(jié)論7.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)量相同的不同種物質(zhì)，升高相同的溫度，比熱容大的物質(zhì)吸收的熱量多。為了描述物質(zhì)吸熱本領(lǐng)的大小而引入的一個(gè)物理量——比熱容。探究不同物質(zhì)的吸熱能力評估8.溫度-時(shí)間圖像剛開始不是直線。原因：燒杯(或其他容器)剛開始吸收熱量。改進(jìn)：先將燒杯(或其他容器)進(jìn)行預(yù)熱。探究不同物質(zhì)的吸熱能力綜合實(shí)戰(zhàn)在“探究不同物質(zhì)的吸熱情況”的實(shí)驗(yàn)中：(1)要完成該實(shí)驗(yàn),除圖甲所示器材外,還需要的一個(gè)測量工具是

。探究不同物質(zhì)的吸熱能力甲乙停表探究不同物質(zhì)的吸熱能力甲乙(2)在兩燒杯中分別裝入

且

相等的水和煤油。質(zhì)量初溫相同探究不同物質(zhì)的吸熱能力甲乙(3)實(shí)驗(yàn)中,通過比較

來間接反映水和煤油所吸收的熱量。加熱時(shí)間探究不同物質(zhì)的吸熱能力甲乙(4)用相同的酒精燈加熱的目的是

。保證相同時(shí)間內(nèi)水和煤油吸收的熱量相同探究不同物質(zhì)的吸熱能力甲乙(5)加熱時(shí)用玻璃棒不斷攪拌的目的是