江西省2019中考物理一轮专项第13单元内能和热机课件

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1、第13课时 内能和热机,1.一切物质都是由分子、原子构成的,分子、原子通常以10-10 m来量度。 2.不同的物质在互相接触时,彼此进入对方的现象叫 现象。气体、液体和固体都可以发生扩散现象。扩散现象的剧烈程度与 有关, 越高,扩散现象越 。 3.扩散现象表明:分子在 ;分子间存在 。 4.分子热运动:温度越高,分子无规则运动越 。 5.分子间存在相互作用的 力和 力。,考点一 分子热运动,扩散,温度,不停地做无规则运动,间隙,温度,明显,剧烈,引,斥,1.定义:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫物体的内能。 (1)物体内能的大小与分子数量、质量、热运动的动能、温度、分子势

2、能、状态有关。 (2)一切物体都具有内能。 2.改变内能的方法: 和 。 (1)对物体做功,物体内能会 ;物体对外做功,物体内能会 。 (2)物体吸收热量,物体内能会 ;物体放出热量,物体内能会 。 3.在热传递过程中,传递能量的多少叫 。 (1)内能和热量的单位都是焦耳(J)。 (2)我们常说物体具有内能、物体吸收或放出热量,而不能说物体具有热量。,考点二 内能,做功,增加,热传递,减少,减少,增加,热量,1.比较不同物质吸热能力的方法: (1)在质量相同时,吸收相同的热量,比较 。升高的温度越大,吸热能力 。 (2)在质量相同时,升高相同的温度,比较 。吸收的热量越多,吸热能力 。 2.物

3、质的吸热能力比热容 (1)定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫这种物质的比热容。 (2)公式: 。单位为J/(kg)。 3.比热容是物质的一种特性,物质的比热容与物质的种类和物质的状态有关。水的比热容c水= ,水的比热容大,水的吸热能力强。,考点三 比热容,升高的温度,吸收的热量,越弱,越强,4.2103 J/(kg),1.热机:将燃料燃烧放出的 能转化为 能的机器。种类有蒸汽机、汽轮机、内燃机(汽油机和柴油机)、喷气发动机。 2.汽油机的工作原理如图13-1所示。一个循环曲轴转动 转, 个冲程,对外做功 次。 图13-1,考点四 熔化和凝固,内,

4、机械,2,4,1,1.燃料燃烧时的放热能力热值 (1)定义:某种燃料 放出的 与其 之比,叫这种燃料的热值。 (2)公式: 。单位J/kg。 (3)热值的特性,只与燃料的 有关。 2.热机的效率=,用公式表示为= 。,考点五 热机的效率,完全燃烧,热量,种类,质量,例1 2017镇江 两只相同的集气瓶中分别装有空气和红棕色二氧化氮(NO2)气体,用玻璃板隔开后按图13-2所示水平放置,抽去玻璃板、保持两瓶口紧贴静置较长时间后,两瓶中气体颜色变得相同。已知瓶中NO2气体的密度比瓶中空气的密度大,下列说法正确的是 ( ) A.此现象能说明分子间存在相互作用的引力 B.此现象与“扫地时灰尘飞扬”的成

5、因相同 C.颜色变得相同后,瓶中气体分子停止运动 D.颜色变得相同后,左侧瓶中气体密度变大,探究一 分子动理论,D,图13-2,【变式1】 2018赣州模拟 赣南脐橙果大形正,橙红鲜艳,光洁美观,荣获“中华名果”等称号。如图13-3所示,在采摘时,工人发现叶片上的露水会在滚动过程中汇合成一滴较大水滴,这说明分子间存在相互作用的 ,切开的脐橙清香扑鼻,这是 现象。 图13-3,扩散,引力,【变式2】2017泰州 酒精和水混合后总体积变小,如图13-4所示,该现象直接说明了 ( ) A.分子水不停息地做无规则运动 B.分子间存在引力 C.分子间存在斥力 D.分子间有空隙 图13-4,D,例2 20

6、17安顺在图13-5所示的漫画中,老人和小孩的感觉虽然不同,但从科学的角度看,两幅图都说明了 可以改变物体的内能,图中的小孩从滑梯上滑下,他的机械能 (选填“增加”“不变”或“减少”)。 图13-5,探究二 内能,减少,做功,【变式1】如图13-6所示为某晶体的熔化图像,物体t3时刻的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)t2时刻的内能,原因是 。 图13-6,大于,熔化要吸收热量,【变式2】 2017遵义 如图13-7所示,瓶内有一些水,用带孔的橡皮塞把瓶口塞住,向瓶内打气,一会儿瓶塞跳起,在瓶塞跳起的过程中,下列关于瓶内气体说法正确的是 ( ) 图13-7 A.气体对瓶塞做功,气体的内能

7、减少 B.瓶塞对气体做功,气体的内能减少 C.气体对瓶塞做功,气体的内能增加 D.瓶塞对气体做功,气体的内能增加,A,例3 如图13-8所示,相同质量的水和煤油,用相同规格的电加热器加热相同的时间后,以下说法正确的是 ( ) A.水的末温高 B.温度变化小的吸热能力差 C.水吸收的热量多 D.煤油的温度变化大 图13-8,探究三 比热容,D,【变式1】 2017黔西南州 在烈日当空的海边玩耍,你会发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的。这是因为 的比热容较大,当沙子和水同时接受相同的阳光照射时, 的温度升高得更快。,水,沙子,【变式2】 将质量相同,材料不同的三块金属甲、乙、丙,加热到相同的温度后,放

8、到上表面水平的长方体蜡块上。经过一定时间后,蜡块形状基本不再变化时的情形如图13-9所示。则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙的大小相比 ( ) 图13-9 A.c甲最大 B.c乙最大 C.c丙最大 D.一样大,C,例4 如图13-10所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图,图E、F是演示实验的示意图,图C是 冲程,与它原理相同的是 图所示的演示实验,汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是 图。(后两空均选填字母) 图13-10,探究四 热机,做功,F,B,【变式1】如图13-11所示是演示点火爆炸的实验装置,按动电火花发生器的按钮,点燃盒内酒精,盒盖被打出去,这是因为酒精燃烧产

9、生的燃气对外 ,燃气的 能转化为盒盖的机械能,这与四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化 (选填 “相同”或“不同”)。 图13-11,做功,内,不同,【变式2】2017江西 在汽油机的做功冲程中,高温、高压的燃气推动活塞运动做功,则下列说法中正确的是 ( ) A.燃气的内能减少,温度升高 B.燃气的内能增加,温度升高 C.燃气的内能减少,温度降低 D.燃气的内能增加,温度降低,C,例5 如图13-12所示,在比较不同燃料热值的实验中,林红同学用完全相同的两套实验装置,分别在两空酒精灯中加入质量相同的燃料甲和燃料乙,点燃后分别对质量相同为100 g、初温相同为20 的水加热。燃烧相同时间后,用甲加热

10、后的水温度为30 ,用乙加热后的水温度为24 ,此过程水的内能 (选填“增大”或“减小”),用甲加热的水吸收的热量为 J,此时 (选填“能”或“不能”)说明甲的热值较大,原因是 。 图13-12,探究五 热值与热机的效率,不能,4.2103,增大,相同时间内,不同燃料燃烧的质量可能不相等,例6 一辆重为5104 N的汽车,在平直马路上以72 km/h的速度匀速行驶时,遇到的阻力为车重的0.02倍,每小时需汽油6 kg,则这辆汽车发动机的效率为 。(汽油的热值为4.6107 J/kg,结果写成百分数形式,保留三位有效数字),26.1%,【变式1】氢燃料热值大,火箭中运用了液态氢作为燃料。已知氢气

11、的热值为1.4108 J/m3,完全燃烧5 m3氢气放出的热量是 J。若1罐氢气用去了一半,则剩余氢气的热值 (选填“增大”“减小”或“不变”)。,7108,不变,【变式2】 2017益阳 为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是 ( ) A.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全 B.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失 C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦 D.尽量增加热机的工作时间,D,【变式3】林红同学周末做了个家庭实验,用煤炉给8 kg的水加热,同时她绘制了如图13-13所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在4 min内完全燃烧了1.4 k

12、g的煤,水的比热容为4.2103 J/(kg),煤的热值为3107 J/kg。求: (1)加热4 min内,水所吸收的热量。 (2)在4 min内煤完全燃烧放出的热量。 (3)煤炉烧水时的热效率。 图13-13,实验突破,突破 探究不同物质的吸热能力,【考点归纳】,(1)选择质量相等的不同物质进行实验,这里用到了控制变量法。 (2)实验器材的组装顺序:自下而上。 (3)实验所需的测量工具:温度计、停表和天平。 (4)热源的选择:酒精灯或电加热器。电加热器更好,因为内部加热,相对稳定,热损失少,同时便于控制相同时间内提供的热量相同。,(5)选用相同热源:保证不同物质在相同时间内吸收的热量相同。

13、(6)判断物质的吸热能力:加热相同时间比较温度变化,温度变化慢的吸热能力强;升高相同的温度,比较加热时间,加热时间长的吸热能力强。这里用到了转换法。 (7)实验中改变内能的方式:热传递。热量的计算:Q吸=cm(t-t0)。 (8)误差分析:实验过程中存在着热量的损失。实验中可利用加盖子的方法来减少热量损失。,例1 在“探究比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图13-14所示。 (1)实验中应量取 (选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中。 (2)选用两个相同规格的电加热器加热,目的是使甲、乙两种液体在相同时间内 。通过 来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。

14、(3)实验记录的数据如下表所示,分析实验数据可知 物质的吸热能力强。 图13-14,质量,吸收的热量相同,加热时间,0,甲,实验拓展 (4)实验中除了天平、温度计外,我们还需要的测量工具是 。 (5)如果要使甲液体和乙液体升高的温度相同,就要给 加热更长的时间,此时甲液体吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)乙液体吸收的热量。 (6)若甲、乙两液体分别为水和食用油,则图13-15中能合理反映该实验结果的图像是 。 图13-15,停表,甲液体,大于,B,例2 林红是一个喜欢思考的同学,她随家人到海边玩耍时,发现阳光下的海水和岸边的沙子温度相差很大,于是她进行了一次实验探究。她带回一些岸边

15、的沙子想比较沙子和水这两种物质吸热能力的差异,设计了如图13-16所示的实验装置,在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热。 图13-16 图13-17,(1)在实验时要控制 (选填“加热时间”或“温度变化”)相同就可以确定水和沙子吸收了相同的热量;加热完成后只要比较它们 (选填“加热时间”或“温度变化”)的多少就可以比较出沙子和水吸热能力的差异。 (2)林红同学根据实验数据绘制出这两种物质的温度随加热时间变化的图线,如图13-17所示,则图中 (选填“a”或“b”)是沙子吸热升温的图线。 (3)林红查表发现,实验测出的沙子的比热容比实际值要大一些,若测量过程中没有错误,你认为造成此误差的原因是 。,温度变化,加热时间,酒精燃烧时不一定完全燃烧,酒精燃烧时释放的热量不能完全被沙子吸收,a,实验拓展 (4)该实验所用的主要探究方法是 和 。 (5)加热相同时间后,分别测量两者的温度,发现沙子的温度明显高于水的温度,这是因为 ;加热时搅拌沙子,目的是 。 (6)在两烧