知識(shí)清單：第13單元內(nèi)能與熱機(jī)（原卷版）

學(xué)而優(yōu)教有方第十三單元內(nèi)能與熱機(jī)考點(diǎn)一、內(nèi)能物體內(nèi)部大量分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)所具有的能量叫分子動(dòng)能。由于分子之間有一定的距離，也有一定的作用力，因而分子具有勢(shì)能，稱為分子勢(shì)能。物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，叫物體的內(nèi)能。要點(diǎn)：

1、單位：焦耳，符號(hào)J。2、同一個(gè)物體，它的溫度越高，內(nèi)能越大。物體內(nèi)能的大小，除與溫度有關(guān)外，還與物體的體積、狀態(tài)、質(zhì)量等因素有關(guān)。3、一切物體都有內(nèi)能。4、內(nèi)能與機(jī)械能的區(qū)別

物體的內(nèi)能大小與物體內(nèi)部分子的熱運(yùn)動(dòng)以及分子間的相互作用情況有關(guān)，是物體能量的微觀表現(xiàn)；物體的機(jī)械能則與整個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況及相對(duì)位置有關(guān)，是物體能量的宏觀表現(xiàn)。物體的內(nèi)能在任何情況下都不會(huì)為零（因?yàn)榉肿硬煌５刈鰺o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)總有動(dòng)能），而物體的機(jī)械能可以相對(duì)為零。所以內(nèi)能和機(jī)械能是兩種不同形式的能量。5、內(nèi)能的改變，通過(guò)做功和熱傳遞這兩種方法都可以改變物體的內(nèi)能?？键c(diǎn)二、比熱容單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1℃所吸收的熱量叫做物質(zhì)的比熱容。符號(hào)c，單位為焦每千克攝氏度，符號(hào)為J/(㎏·℃）。要點(diǎn)：

1、比熱容是物質(zhì)本身的一種性質(zhì)。

（1）同種物質(zhì)在同一狀態(tài)下的比熱容與其質(zhì)量、吸收（或放出）熱量的多少及溫度的改變無(wú)關(guān)。

（2）同一種物質(zhì)在不同的狀態(tài)下比熱容不同，如冰、水的比熱容是不同的。

2、水的比熱容比較大，是4.2×103J/(㎏·℃）。主要表現(xiàn)：

（1）由于水的比熱容較大，一定質(zhì)量的水升高（或降低）一定的溫度吸收（或放出）的熱量較多，我們用水作為冷卻劑和取暖用。

（2）由于水的比熱容較大，一定質(zhì)量的水吸收（或放出）較多的熱量而自身的溫度卻改變不多，這一點(diǎn)有利于調(diào)節(jié)氣候。夏天，太陽(yáng)曬到海面上，海水的溫度升高過(guò)程中吸收大量的熱，所以人們住在海邊并不覺(jué)得特別熱；冬天，氣溫低了，海水由于溫度降低而放出大量的熱，使沿海氣溫降得不是太低，所以住在海邊的人又不覺(jué)得特別冷。

3、熱量的計(jì)算（1）吸熱公式：Q吸=cm(t-t0)

式中Q吸表示物體吸收的熱量，c表示物質(zhì)的比熱容，m表示物體的質(zhì)量，t0表示物體原來(lái)的溫度，t表示物體后來(lái)的溫度。（t-t0）表示溫度的升高量。

（2）放熱公式：Q放=cm(t0-t)

式中（t0-t）表示物體溫度的降低量。

考點(diǎn)三、熱機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器叫熱機(jī)。熱機(jī)常見(jiàn)種類有蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。要點(diǎn)：1、內(nèi)燃機(jī)及其工作原理

（1）內(nèi)燃機(jī)：內(nèi)燃機(jī)是熱機(jī)的一種，內(nèi)燃機(jī)在氣缸里燃燒汽油或柴油。

（2）內(nèi)燃機(jī)的工作原理。汽油或柴油在氣缸里燃燒時(shí)生成高溫高壓的燃?xì)?，用?lái)推動(dòng)活塞做功。活塞通過(guò)連桿使內(nèi)燃機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)其他機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)。

（3）內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程，活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從氣缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程，叫做一個(gè)沖程，汽油機(jī)是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程的不斷循環(huán)來(lái)保證連續(xù)工作的。在一個(gè)工作循環(huán)中，汽缸內(nèi)的活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周。四個(gè)沖程中只有做功沖程燃?xì)鈱?duì)外做功，其他三個(gè)沖程都是靠飛輪慣性完成的。一個(gè)工作循環(huán)有兩次能量轉(zhuǎn)化，在壓縮過(guò)程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在做功過(guò)程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。2、汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同點(diǎn)不同點(diǎn)相同點(diǎn)項(xiàng)目汽油機(jī)柴油機(jī)（1）構(gòu)造基本相同都是燃料在氣缸內(nèi)燃燒，都是內(nèi)燃機(jī)。

（2）都將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

（3）每一個(gè)工作循環(huán)都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程組成。構(gòu)造氣缸頂部有火花塞氣缸頂部有噴油嘴點(diǎn)火方式壓縮沖程末由火花塞放出電火花點(diǎn)燃，稱點(diǎn)燃式壓縮沖程末由噴油嘴向氣缸內(nèi)噴霧狀柴油遇到高溫高壓的空氣自動(dòng)燃燒，稱壓燃式燃料汽油、吸氣沖程吸進(jìn)汽油和空氣混合物柴油、吸氣沖程吸進(jìn)氣缸的只是空氣壓縮比壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進(jìn)體積的1／9至1／6壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進(jìn)體積的1／22至1／16做功做功沖程初燃?xì)鈮簭?qiáng)為30至50個(gè)大氣壓，溫度2000℃至2500℃，高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞做功做功沖程初燃?xì)鈮簭?qiáng)為50至100個(gè)大氣壓，溫度1700℃至2000℃，高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞做功效率效率較低20％至30％效率較高30％至45％用途輕便，多用于汽車、飛機(jī)、小型農(nóng)機(jī)具笨重，多用于拖拉機(jī)、載重汽車、輪船等重型機(jī)械3、燃料的熱值及熱機(jī)的效率

（1）燃料的熱值。把某種燃料完全燃燒放出的熱量與所用該燃料的質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值，熱值的單位是焦每千克（J/kg）。熱值是反映燃料燃燒釋放熱量的本領(lǐng)大小的物理量。熱值是燃料本身的一種特性，同種燃料的熱值不隨燃燒充分與否而變，不隨燃料質(zhì)量的大小而變，即每種燃料都有一個(gè)確定的燃燒值，不同燃料的燃燒值一般不同。

（2）熱機(jī)的效率。在熱機(jī)中，用來(lái)做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率。燃料在熱機(jī)中燃燒時(shí)，總有一小部分燃料不能完全燃燒而損失掉，燃料釋放出的內(nèi)能只有一部分用來(lái)推動(dòng)熱機(jī)的運(yùn)動(dòng)，即轉(zhuǎn)化為熱機(jī)的機(jī)械能，其余的能量在廢氣、散熱、機(jī)械摩擦中損失掉了，其中廢氣帶走的能量最多，所以設(shè)法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，熱機(jī)的效率越高，它的機(jī)械性能就越好。4、熱機(jī)為人類的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，但也帶來(lái)了許多環(huán)境污染問(wèn)題，需要我們注意環(huán)境保護(hù)。【例題1】．關(guān)于內(nèi)能、熱量和溫度，下列說(shuō)法正確的是（）A．物體溫度升高，內(nèi)能一定增大 B．物體內(nèi)能增大，溫度一定升高C．熱量一定是從內(nèi)能大的物體傳向內(nèi)能小的物體 D．物體溫度越高，含有的熱量越多【例題2】．下列說(shuō)法正確的是（）A．比熱容是物質(zhì)的一種屬性B．一切物質(zhì)的比熱容均不相同，所以比熱容是物質(zhì)的一種特性C．比熱容大的物體比比熱容小的物體吸收熱量多D．比熱容大的物質(zhì)比比熱容小的物質(zhì)吸收熱量能力強(qiáng)【例題3】．下列四個(gè)現(xiàn)象中，屬于機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是（）A．

壓縮點(diǎn)燃棉花 B．

蒸汽頂起壺蓋C．

冬天哈氣取暖 D．

燃?xì)馔苿?dòng)活塞【例題4】．下列說(shuō)法正確的是（）A．擦黑板時(shí)粉筆灰四處飛揚(yáng)是因?yàn)榉肿釉诓煌Ｏ⒌倪\(yùn)動(dòng)B．通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，熱機(jī)效率可達(dá)100%C．用酒精燈燒水時(shí)，熱損失很大，酒精的熱值變小D．水壺里的水燒開(kāi)時(shí)，水蒸氣把壺蓋頂起，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【例題5】．小明家在郊外野餐時(shí)，用酒精爐子將2kg初溫為20℃的水燒開(kāi)，消耗了80g的酒精。下列相關(guān)說(shuō)法正確的是[當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓，酒精的熱值為3.0×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg?℃）]（）A．隨著水溫度的升高水的比熱容逐漸變大B．水沸騰以后繼續(xù)加熱溫度不斷升高C．整個(gè)過(guò)程中水吸收的熱量為8.4×105JD．酒精爐子燒水的效率為28%【例題6】．如圖所示，用酒精燈給試管中的水加熱，直至沸騰一段時(shí)間后，會(huì)看到試管口的橡皮塞被沖出，下列描述正確的是（）

A．試管中的水在升溫過(guò)程中所含熱量增加B．在水沸騰前后，試管內(nèi)的氣壓不變C．酒精燃燒放出的熱量能全部被試管中的水吸收D．水蒸氣對(duì)橡皮塞做功，其原理與汽油機(jī)做功沖程相同【例題7】．質(zhì)量相同，溫度相同的鋁塊甲和鐵塊乙（），將它們分別加熱，吸收相同的熱量后接觸，此時(shí)（）A．溫度從甲傳向乙B．內(nèi)能從甲傳向乙C．內(nèi)能從乙傳向甲D．甲、乙間不發(fā)生熱傳遞【例題8】．如圖所示為濟(jì)南和青島兩市2022年全年平均氣溫的變化。由圖可知：濟(jì)南全年的平均氣溫和青島相差不大，但濟(jì)南的平均高溫要明顯高于青島，而平均低溫要比青島低。從物理學(xué)的角度看，這主要是因?yàn)椋ǎ?/p>

A．海水的密度比砂石的密度大B．海水的內(nèi)能比砂石的內(nèi)能大C．海水的比熱容比砂石的比熱容大D．海水的溫度比砂石的溫度高【例題9】．通過(guò)學(xué)習(xí)熱機(jī)的工作的過(guò)程，小王知道了汽油機(jī)工作的四個(gè)過(guò)程，如圖所示。關(guān)于下列四幅圖說(shuō)法中正確的是（）

A．丙沖程是吸氣沖程 B．甲沖程是壓縮沖程C．乙沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．丁沖程是排氣沖程【例題10】．如圖所示為四沖程汽油機(jī)的某一沖程，下列說(shuō)法不正確的是（）

A．該沖程為做功沖程B．四個(gè)沖程中，只有該沖程向外提供動(dòng)力C．該沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，氣缸內(nèi)氣體內(nèi)能減少D．若此時(shí)汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為300r/min，則1s對(duì)外做功50次【例題11】．趙陽(yáng)同學(xué)從下面一些常見(jiàn)物質(zhì)的比熱容表中，分析歸納出幾個(gè)結(jié)論，其中正確的是（）一些常見(jiàn)物質(zhì)的比熱容水水銀砂石煤油玻璃鐵干泥土鋁A．在同樣的陽(yáng)光照射下，干泥土比濕泥土升溫慢B．不同物質(zhì)的比熱容一定不同C．給小質(zhì)量的物體測(cè)量溫度時(shí)適宜用水銀溫度計(jì)D．給常溫下質(zhì)量相同的鐵塊、鋁塊用相同方式加熱相同時(shí)間，鐵的溫度升高得少【例題12】．如圖所示，規(guī)格相同的甲、乙兩容器中分別裝有3kg和2kg的純凈水，并用不同加熱器加熱，不計(jì)熱損失，得到如圖丙所示的水溫與加熱時(shí)間的關(guān)系圖，已知水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃），則下列說(shuō)法正確的是（）

A．由丙圖知，甲杯中水的比熱容小于乙B．甲、乙兩杯中的加熱器每分鐘放出的熱量之比為9︰4C．加熱相同的時(shí)間，甲、乙兩杯水升高的溫度之比2︰3D．加熱相同時(shí)間時(shí)，兩杯水將吸收相等的熱量【例題13】．有兩個(gè)溫度為質(zhì)量相等的金屬球，先把甲球放入溫水杯中，熱平衡后水溫升高了；取出甲球，將乙球放入該杯中，熱平衡后水溫又升高了10℃（末溫未達(dá)100℃），則甲球比熱容c甲和乙球比熱容c乙，大小的關(guān)系是（）A． B．C． D．以上三種情況都有可能一、單選題【強(qiáng)化1】．關(guān)于物體內(nèi)能、熱量和溫度，下列說(shuō)法中正確的是（）A．物體的內(nèi)能增加，溫度一定升高B．汽油機(jī)做功沖程氣缸內(nèi)燃?xì)獾膬?nèi)能減少C．的物體內(nèi)能為零D．熱值大的燃料，燃燒放熱就多【強(qiáng)化2】．雙燃料汽車以天然氣或汽油作為燃料，汽車在行駛過(guò)程中燃料的熱值將（）A．始終不變 B．逐漸變小C．逐漸變大 D．先小后大【強(qiáng)化3】．關(guān)于熱機(jī)及其效率，下列說(shuō)法正確的是（）A．熱機(jī)做的有用功越多，效率就一定越高B．熱機(jī)的功率越大，效率就一定越高C．熱機(jī)把燃料燃燒所釋放出的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．以上說(shuō)法都不正確【強(qiáng)化4】．如圖所示，四沖程內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中一個(gè)沖程的示意圖，它是（）A．壓縮沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．做功沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能二、填空題【強(qiáng)化5】．“可燃冰”作為新型能源，有著巨大的開(kāi)發(fā)使用潛力，同等條件下，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達(dá)到煤氣的數(shù)十倍，說(shuō)明“可燃冰”的很大。以10倍的關(guān)系粗略計(jì)算，1kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量為J（q煤氣=3.9×107J/kg）?！緩?qiáng)化6】．某汽車汽油機(jī)工作過(guò)程有吸氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程。如圖為沖程工作示意圖，在這個(gè)過(guò)程中能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，會(huì)在汽車周圍聞到汽油味，這是現(xiàn)象。

【強(qiáng)化7】．小明在寒假期間去東北的舅舅家游玩，看到舅舅家有一輛雪地摩托，雪地摩托銘牌上的數(shù)據(jù)如下表所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。車型雪地摩托質(zhì)量90kg最大輸出功率12kW最大時(shí)速85km/h（1）雪地摩托的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮沖程過(guò)程中將能轉(zhuǎn)化為能；（2）雪地摩托以36km/h的速度在水平地面上勻速直線行駛2h，輸出功率為8kW，共消耗燃油3.6kg。求雪地摩托受到的阻力和發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。()()（燃油的熱值q=4.0×107J/kg）三、實(shí)驗(yàn)題【強(qiáng)化8】．如圖為同學(xué)們探究水和沙石的吸熱能力的實(shí)驗(yàn)裝置圖。

次數(shù)物質(zhì)質(zhì)量/g升高10℃所用的時(shí)間/s1水20552沙石4026（1）實(shí)驗(yàn)中除了溫度計(jì)之外，還需要的測(cè)量工具是，實(shí)驗(yàn)中能說(shuō)明被加熱的物體內(nèi)能增了的現(xiàn)象是；（2）實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)決定采用比較加熱時(shí)間的方法來(lái)判斷水和沙石的吸熱能力，他們應(yīng)該收集的證據(jù)是；（3）表一為某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)記錄的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。請(qǐng)根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較出水和沙石的吸熱能力。結(jié)論：?！緩?qiáng)化9】．如圖所示，甲、乙、丙三圖中的裝置完全相同。燃料的質(zhì)量都是10g，燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量和初溫也相同。

（1）比較不同燃料的熱值，應(yīng)選擇兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)要觀察比較兩種燃料的熱值大小；（2）若圖甲燒杯中為50mL的水，若10g酒精燃燒后放出的熱量被水吸收，溫度計(jì)示數(shù)升高了20℃，則酒精的熱值是。這種方法測(cè)出的熱值比“標(biāo)準(zhǔn)值”（選填“偏大”“偏小”或“一樣”）。理由是。（3）比較不同物質(zhì)的比熱容，老師選用圖丁中的裝置進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制出a、b兩種液體的溫-時(shí)間圖像（如圖戊）。由圖像可看出液體a的比熱容（選填“大于”、“小于”或“等于”）液體b的比熱容。若液體b是水[]，則液體a的比熱容為。四、計(jì)算題【強(qiáng)化10】．高能聚合油是一種安全、清潔、可再生的新型環(huán)保燃料。某次用高能聚合油灶具將10kg的水從25℃加熱到100℃。已知水的比熱容是，高能聚合油的熱值約為。求：（1）這些水吸收的熱量；（2）若該高能聚合油灶具燒水的熱效率為75%，則燃燒了多少千克高能聚合油?！?/p>