第十一讲内能与热机

温度计原理：液体的热胀冷缩
内 机
内燃机
热 机
燃料的热值
定义 单位 物理意义 计算公式 Q = mq 定义 提高热机效率的途径
热机的效率
环境保护
▲课改热点
本章内容是热学的重点章节，有热量、 内能、比热容、热值、机械效率等重要概念， 中考对这几个概念的理解多以填空、选择、 简答等题型考查；在研究这几个概念的过程 中体现了控制变量等方法，对实验能力的考
3 5
Q吸 2.1 107 J ＝ ∴t= P 1500W
=1.4×104s
答：(1)可以将125kg、初温为30℃的水加热到 70℃ m(2)需1.4×104s
电流通过电热器做功的过程 就是把电能转化成热能的过 程，即 Q=W，把 Q= cmΔt 和 W=Pt 联系起来 是解决此题的关键；注意单位的换算。 拓展 某电水壶铭牌上标有“220V 50HZ 1280W”等字样，一同学用这种电水壶将水 温是 18℃的 1kg 水烧开(在一个标准大气压 下)用时 5 分 50 秒，在电路正常工作的情况 下，求： (1)此电水壶工作时的电流 (2)水吸收的热量 (3)该电水壶的效率 答案(1)电水壶工作时的电流 I=5.8A (2)水吸收的热量 5 Q=3.44×10 J (3)电水壶消耗的总能是 5 W=4．48×l0 J， 电水壶的效率 η =76．8％
有内能。 改变物体内能的方法有两种： 做功和热传递， 做功和热传递在改变物体的内能上是等效 的。 （3）比热容 单位质量的某种物质，温度升高 1℃吸收的 热量叫做这种物质的比热容，单位质量的某 种物质，温度降低 1℃ 放出的热量在数值上 也等于它的比热容。比热容的单位是 3 J/（kg. ℃） ，水的比热容是 4.2×10 J/ （kg. ℃）. 物质在温度变化时吸收或放出的热量,可用 下列两公式计算: Q 吸=cm(t-t0)和 Q 放=cm(t0- t) (4)内能的利用 燃料的燃烧是一种化学变 化,在燃烧的过 程中,燃料的化学能转化成内能,即释放出热 量.1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，叫 做这种燃料的热值，热值的单位是 J/kg. 炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出 的热量之比,叫做炉子效率.提高炉子效率的 措施(1)使燃料充分燃烧(2)减少热损失 内能的两种重要应用:加热和做功.在利用 内能加热的过程中,内能从一个物体转移到 另一个物体;利用内能做功的过程,是内能转 化为其他形式的能的过程.利用内能做功的 机器叫热机. （5） 、热机 内燃机的工作原理:燃料在气缸内燃烧, 生成高温高压的燃气,使燃气推动活塞做功. 内燃机工作时,活塞在气缸内往复运动,活塞 从气缸的一端运动到气缸的另一端,叫做一 个冲程. 四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压 缩、做功、排气四个冲程组成的. 这四个冲 程叫做一个工作循环.每个工作循环中,气缸 中的活塞往复运动两次,曲轴转动两周,在四 个冲程中,只有做功冲程是燃气对外做功,其 他三个冲程是辅助冲程,靠飞轮的惯性来完 成. 用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放 出的能量的比值,叫做热机的效率.
度升高,内能增加;其他是通过热传递的方式 改变物体的内能.答案是 C 做功和热传递在改变物体内能上的区别在于 热传递发生的是能的转移,而做功发生的是 能的转化,此题中只有 C 中是把机械能转化 为内能. 拓展[2005 年江苏省南通市]炮降低，是用 _______的方法减弹里火药燃烧产生的高温 高压气体炸开弹壳后温度少了气体的内 能． 食物放进冰箱后温度降低， 是用________ 的方法减少了食物的内能． 答案 做功 热传递 [题型 3]比热容是物质的一种特性 [典例 3]小明家住市中心，奶奶嫌城市夏天 太热而不住他家，这激发了他探究城乡温差 的原因，其星期天，他请全班同学分别到选 定的地步，于中午同一时刻测出各测试点气 温， 以此绘制出图 10-1 所示的 “区域——温 度”坐标图 （ 1 ） 图 10-1 中 气 温 最 低 的 区 域 是 __________;简析该地区气温低的主要原因 _________________________________ (2)请提出一种降低市中心环境气温的办法： _____________________
η = Q 吸 XI 9.875×10 J
5
=
Q 总 XI 2×106J
=49.4%
解决炉子的效率问题,关键 是理解炉子效率的定义,目 的是烧水,则被水吸到的是有用的能量, 而燃料完全燃烧放出的热量是总能量, 他们的比值是炉子的效率.注意解题过 程的规范性. 拓展(05 年连云港)学习热学知识后， 两位同 学设计了一个测定液化气热值的实验： 取 500g 水放入锅中， 用温度计测得水的 初始温度为 20℃，读出液化气表的示数 3 为 12.560m 。然后用液化气给水加热， 当温度计的示数为 80℃时，液化气表的 3 3 示数为 12.563m 。[C 水＝4.2×10 J/ 3 （kg·℃） ，1m 某种气体燃料完全燃烧 时所放出的热量叫该种气体燃料的热 值] （1）求实验过程中水吸收的热量 Q；
中考复习讲义 Βιβλιοθήκη 理天星教育第十讲内能与热机
▲知识网络
两种温度 温度 温度计种类 温度计的正确使用方法 做功 热改变物体内能的途径 热传递 方式 物 体 的 内 热量 能 比热容 定义 单位 计算公式 Q= с mΔ t 定义 单位 物理意义 构造 汽油机 工作原理 柴油机 构造 工作原理 条件 方向 热传导 对流 热辐射 摄氏温度（t） 热力学温度 T = t + 273K
探究复习新思路
▲考点串讲
1、温度：物体的冷热程度叫温度，测量温度 的工具叫温度计。 摄氏温度的规定：把冰水混合物的温度规定 为 O 度，把一标准大气压下沸水的温度规定 为 100 度，O 度和 100 度之间分成 100 等份， 每一份叫做 1 摄氏度，用符号℃表示。 在国际单位制中，温度的单位是开尔文， 用符号 K 表示。 2、温度计 ：温度计的原理：利用液体热胀 冷缩的性质。 常用温度计：实验用温度计、体温计、寒暑 表。 实验用温度计的使用方法： （1）使用前，先观察温度计的零刻度、量程 和分度值； （2）使用时，温度计的玻璃泡全部浸入被测 液体中，不要碰到容器壁，待温度计示数稳 定后再读数； （3） 数时，玻璃泡要继续留在被测液体 中，视线与温度计中液柱的上表面相 平。 3、内能与热机 （1）分子动理论 分子动理论的基本内容是：物质是有分子组 成的；分子在永不停息地做无规则运动；分 不同的物质在相互接触的时候，彼此进入对 方的现象叫做扩散。扩散现象表明一切物体 的分子都在不停的做无规则运动，并且间接 证明分子间有引力。 （2）内能 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，叫做物体的内能。因为内能 和温度有关，所以也称为热能。一切物体都
技巧点拨
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（2）他们用水吸收的热量 Q 和液化气表 的示数差 V（即所用液化气的体积） ，根据
+30℃=70℃ ∵Q吸＝Pt
Q q= 计算出了液化气的热值。 请回答这个实 V
验方案是否可行？并说明理由。 答案(1)1.26×10 J (2)不可行,热损失 太大. [题型 6]热学和电学的综合题 [典例 6] (05 梅州)有一种太阳能、电能两 用热水器，它接收太阳能的真空镀膜管的总 2 有效面积约为 1.25m ，能将接收的太阳能的 40％转化为水的内能。该电热水器铭牌见下 表： 型 号 EWH—80B 1500W 220V 125L 842×463×415mm
答案 A [题型 5]关于热值、热量的计算 [典例 5] 一壶中装有质量为 2．5kg 的水， 在液化石油气炉上从 20℃加热到 95℃， 在这 过程中， 共燃烧了液化石油气 50g(壶吸收的 热量忽略不计)，求： (1)水共吸收了多少热量? (2)这些液化石油气完全燃烧共放出多少 热量? (3) 炉 子 的 效 率 ． ( 水 的 比 热 c 水 3 =4．2×10 J／(kg·℃)，液化石油气的热值 是 4．0×107J／kg) 3 解析:(1) Q=cm(t2- t1)= 4.2×10 J/ （kg· ℃） 5 ×2.5 kg (95℃-20℃)=9.875×10 J (2) Q=mq=0.05 kg×4．0×107J／kg =2×106J (3)
图 10-1 解析 （1）农村 平均水量多，水的比热容 大，不易升温 （2）增大绿化面积（或建人 工湖）
技巧点拨
解决此题的关键是深入理解比热容的物理意
3 技巧点拨
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义，了解它在生活中和我们的密切联系，理 解水的比热容较大，吸收相同的热量升温较 慢。 拓展(05 年无锡)小明阅读了下表后， 得出了 一些结论，其中错误的是[ ] ．． 几种物质的比热容 c/[J·(㎏·℃) ] 水 冰 煤油 水银 4.2×10 2.1×10 2.1×10
中考复习讲义·物理
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查，中考多以探究新问题的形式出现；关于 热量的计算，中考题多出现热学和电学、热 学和力学的综合性问题；由于本章内容和学 生的生活实际联系比较密切， 符合新课程 “从 生活走向物理，从物理走向社会”的理念， 在课改实验区出现较多联系学生生活实际、 社会热点问题、环境保护等方面的问题，应 引起足够的重视。
▲典例探究
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题型 1 关于温度、热量、内能等概念的理解 [典例 1(05 重庆)关于温度、热量和内能， 下列说法正确的是[ ] A、 物体的温度越高，所含热量越多 B、 温度高的物体，内能一定大 C、 0℃的冰块，内能一定为零 D、 温度相同的两物体间不会发生热传 递 解析 热量是过程量， 只有在热传递的过程中 才能体现出它的大小，不能说一个物体含有 多少热量；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，它的大小 与物体的质量、温度和状态等因素有关，因 此温度高的物体内能不一定大； 0℃的冰块内 的分子仍然在运动，内能不为零；两物体间 发生热传递的条件是有温度差，所以温度相 同的两物体间不会发生热传递。答案是D 温度、热量和内能是热学的基 技巧点拨 本概念，中考题多以选择题出 现，解决此类题的关键深入理 解概念的意义及它们之间的关系，特别注意 物质在发生物态变化时有吸放热过程温度不 变但内能改变这一特殊情况。 拓 展 [2004 广 州 ] 下 列 说 法 中 正 确 的 是 ( ) A．物体的温度降低，它的热量就减少 B．物体吸收热量，温度一定升高 C．物体的温度升高，其内能一定增加 D． 两个物体的温度相等， 它们的内能一定 相等 答案 :C 题型 2 改变内能的两中方式： 做功和热传递 [典例 2] 下列事例中， 做功改变物体内能的 是（ ） A． 用酒精灯加热烧杯中的水 B．冬天室内使用暖气取暖 C．用锯锯木板，锯条发热 D．盆中的热水温度逐渐降低 解析：用锯锯木板，锯条克服摩擦做功,温