人教版九年级物理内能和内能的利用知识点.doc

第十三章 内能的知识点
一、分子热运动
分子动理论的基本内容：物质是由分子和原子组成的；分子不停地做无规则运动；
分子间存在相互作用的引力和斥力。
扩散现象：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散。
气体、液体、固体均能发生扩散现象。扩散和分子的热运动的快慢与温度有关。
扩散现象表明：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，并且间接证明了分
子间存在间隙。分子间的相互作用力既有引力又有斥力，引力和斥力是同时存在的。
例题：
．关于粒子和宇宙，下列认识中正确的是（ ）
A．扩散现象只发生在气体之间 B．液体分子间只存在吸引力
C．固体的分子间没有空隙 D．宇宙天体、分子都在不停息地运动
．关于物质的组成，下列说法中错误的是（ ）
A.物质是由大量分子组成的 B.原子是由原子核和中子组成的
C.原子核是由质子和中子组成的 D.质子和中子是由更小的微粒组成的
.下列四种现象中属于扩散现象的是（ ）
A．我国北方地区频发“沙尘暴天气”
B．春天柳絮漫天飞舞
C．气体压缩到一定程度后，难以再压缩
D．端午节，粽叶飘香
．图3所示实验不能用“分子在不停地运动”解释的是（ ）

．运用分子动理论，可以对液体的蒸发现象作出合理地解释：由于液体表面的分子在做_____________________。所以在任何温度下，蒸发现象都可能发生；温度越高，分子的______________________________，从而蒸发越快。2-1-c-n-j-y
二、内能的概念：
1、内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
2、物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存
在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。
3、影响物体内能大小的因素：
①温度：物体的内能跟物体的温度有关，同一个物体温度升高，内能增大；温度降低，内能减小。但内能增大（减小），温度不一定升高（降低）。
②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。
③存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能
也可能不同。
4、内能与机械能的区别：
（1）机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关
（2）内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子间的相互作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。
三、内能的改变：
1、内能改变的外部表现：
（1）物体温度升高（降低）
物体内能增大（减小）
（2）物体存在状态改变（六种物态变化）内能改变。
2、改变物体内能的两种方法：做功和热传递。
A、做功改变物体的内能：
①做功可以改变内能：
对物体做功，物体内能会增加。
物体对外做功，物体内能会减少。
②做功改变物体内能的实质：内能和其他形式的能的相互转化
B、热传递可以改变物体的内能。
（1）热传递是热（热量）从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递
的现象。
（2）热传递的条件：物体之间有温度差，高温物体将能量向低温物体传递，直至各
物体温度相同（即达到热平衡）。
（3）热传递改变物体内能的实质：热传递的实质是内能的转移。而不是温度。
（4）热传递过程中：低温物体吸收热量，温度升高，内能增加；高温物体放出热量，温度降低，内能减少。
（5）热量：热传递过程中，传递的能量的多少叫热量。
热量的单位：焦耳（J）。用符号Q表示。
3、做功和热传递改变内能的区别：
由于做功和热传递在改变物体内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体
内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者
能的形式不变。
例题：
、一个管壁很厚的玻璃管中，用活塞密封着一定质量的气体。在快速向下压活塞的过程中，玻璃管内的气体(   )
  A.密度不变  B.温度不变  C.分子热运动变缓   D.内能增大
．关于温度，热量和内能的说法中不正确的是（　　）
A．0℃的冰块也有内能
B．温度高的物体，内能一定大　
C．物体放出热量，温度不一定降低
D．物体对外做功，内能減小　
．关于温度、热量、内能，以下说法正确的是
A．一个物体温度升高，它的内能一定增加
B．一个物体温度升高，一定是吸收了热量
C．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高
D．一块0℃的冰没有内能，它的分子不会运动
四、比热容
1． 定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。用符号C来表示。比热容是为了比较不同物质的吸、放热能力而引入的一个物理量。
2. 单位：比热的单位是J／（kg•℃），读作焦耳每千克摄氏度。
3. 比热容的特性
①比热容是物质自身性质之一，不同物质的比热容一般不同，它反映了不同物质吸、放热本领的强弱，利用物质的这种性质可以鉴别物质。
②对于同一种物质，比热容的值还与物质的状态有关，同一种物质在同一状态下的比热容是一定的，但在不同状态下，比热容是不同的。
③比热容不随物质的质量、吸收（或放出）热量的多少及温度的变化而变化；只要是相同的
物质，不论形态、质量、温度高低、放置地点如何，比热容一般都相同。
4. 质量和初温都相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的物质温度变化小，温度上升速度慢，比热容小的物质温度变化大，温度上升速度快。
质量和初温都相同的不同物质，上升（下降）相同的温度，比热容大的物质吸收的热量多，所用时间相对多些，比热容小的物质吸收的热量少，所用时间相对少些。
5.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，其物理意义是：质量为1kg的水温度升高（或降低）1℃时所吸收（或放出）的热量为4.2×103J。
水的比热最大。水和干泥土相比，在同样受热或冷却的情况下，吸收或放出的热量相同，水的温度变化比干泥土小。因此，在受太阳照射的条件相同时，内陆地区的夏季比沿海地区炎热，冬季比沿海地区寒冷，在一天之内气温的变化也较大。因为水的比热大，在生活中往往用热水取暖，也可以用循环流动的水来冷却。
例题：
．小华用相同质量的色拉油和水加工同样的菜，用同样的锅在相同火力下同时加热，发现色拉油升温比水快，这说明色拉油的 比水小；一段时间后，色拉油把菜炸黄了，而水没有，这说明色拉油的 比水高．（选填：“熔点”、“沸点”、“比热容”或“凝固点”）
10．水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），将4kg的水倒掉一半，剩下水的比热容是　 　J/（kg•℃）；初温为30℃、质量为2kg的水吸收2.1×105J的热量后温度将升高到　 　℃
11．把常温下装满水的玻璃杯与一个空玻璃杯同时放入冰箱冷藏室中，过一会儿，发现空玻璃杯比装水的玻璃杯要冷得多，这种现象产生的主要原因是水的
A．凝固点低 B.凝固点高 C．比热容大 D．比热容小
12．在烈日当空的海边玩耍，海滩上的沙子热得烫脚，而海水却凉凉的。主要是因为：
A．海水的密度大B．海水的比热容大C．沙子的密度大D．沙子的比热容大
五、热量的计算
1、物体吸收热量的计算公式：Q吸=cm(t-t0)；
物体放出热量的计算公式：Q放=cm(t0-t)。
公式中，t为末温，to为初温，上式中的质量m的单位必须是kg。
2、热平衡
两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放。
例题：
13．小明将1kg温度为10℃的水加热到90℃时，需要吸收_________J的热量，这相当于完全燃烧_________m3的天然气放出的热量。[已知C水=4.2×103J/（kg·℃），的热值为8×107J/m3]
14．一标准大气压下，把质量为500g、初温为20℃的水加热至沸腾，水需要吸收的热量是_____________J。【C水=4.2×103J/(kg·℃)
15. 将一瓶容量为550 mL的矿泉水放入冰箱一段时间后，水温从30℃降低到10℃，这是用_________的方式改变了矿泉水的内能；在这个过程中水放出的热量是________J。[c水=4.2×103J/kg·℃]
第十四章 内能的利用
一、内能的利用、热机
(一)、内能的获得——燃料的燃烧
燃料燃烧：化学能转化为内能。
(二)、热值
1、定义：把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。
用符号q表示。
2、单位：J/kg（固体、液体）,J/m3(气体)
3、关于热值的理解：
①　某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧：表明要完全烧尽。
② 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
③ 同种燃料的优劣，取决于它们的热值。
3、公式：Q＝mq（q为热值）。
实际中，常利用Q吸＝Q放即cm(t-t0)=ηqm′联合解题。
4、酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
5、火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输
(三)、内能的利用
1、内能的利用方式：
⑴ 利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。
⑵ 利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。
2、热机的定义：将燃料燃烧放出的内能转化为机械能的装置。
3、内燃机工作原理：将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来推动活塞做功，将内能转化为机械能，实现对外做功。它主要有汽油机和柴油机。
4、内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。
5、 热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
公式：η=Q有用/ Q总=Q有用/mq
提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧;尽量减小各种热量损失;机件间保持良好的润滑、减小摩擦。
二、能量守恒定律
1、自然界存在着多种形式的能量。如内能，机械能，电能，光能，核能，化学能等。
2、在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移。在热传递过程中，高温物体的内能转移到低温物体。运动的甲钢球碰击静止的乙钢球，甲球的机械能转移到乙球。在这种转移的过程中能量形式没有变。
3、在自然界中能量的转化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯，由于摩擦而使机械能转化为内能；在气体膨胀做功的现象中，内能转化为机械能；在水力发电中，水的机械能转化为电能；在火力发电厂，燃料燃烧释放的化学能，转化成电能；在核电站，核能转化为电能；电流通过电热器时，电能转化为内能；电流通过电动机，电能转化为机械能。
4、能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。
16．（用煤气灶把2kg，初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg，则水吸收的热量为 J，煤气完全燃烧放出的热量为 J，煤气灶烧水的效率为 %。
17．关于燃料的热值下列说法正确的是（　　）
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B．容易燃烧的燃料的热值一定大
C．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多
D.0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大
18．以下是核电站工作情况的方框图，关于方框图6中各装置的能量转化，下列说法正确的是（　　）

A.核反应堆将核能转化为电能 B.蒸汽轮机将机械能转化为内能
C.发电机将机械能转化为电能 D.各种用电器只能将电能转化为内能
综合练习：
1．下面关于热现象的说法，正确的是（　　）
A．物体温度升高一定是吸收了热量
B．冰在融化时温度不变内能增加
C．从游泳池里上来感觉冷是由于水蒸发放热
D．汽车发动机用水作冷却液是因为水的比热容较小
2．依据你所学的热学知识，下列说法正确的是
A．炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块不具有内能
B．物体吸收热量，温度不一定升高
C．汽车发动机用水做冷却物质，是因为水的比热容比较小
D．天然气燃烧越充分，其热值越大
3．如图所示是用电热水壶烧水时的情景，有关描述正确的是
A．壶盖被水蒸气顶起时能量的转化与热机压缩冲程能量的转化相同
B．水沸腾时，继续通电，水的温度会升高
C．壶盖和壶口上方的“白气”是由水蒸气汽化形成的
D．烧水过程中，电能转化为内能
4．下列说法中正确的是（　　）
A．沿海地区昼夜温差比内陆地区小，是由于水的比热容比干泥土的比热容小
B．汽车发动机工作时提供动力的是压缩冲程
C．清洁扫除看到尘土飞扬，可以说明分子在不停地做无规则运动
D．液体在沸腾过程中，吸收热量，内能增加，温度保持沸点不变
5．某些无法直接感知的事实可以通过相关可感知的现象推测得到，这是物理学研究问题的一种方法．下列根据这种方法所做出的推测不符合事实的是
A．打开醋瓶能闻到酸味推测出分子做无规则运动
B．酒精和水混合后总体积变小推测出分子间存在引力
C．汤姆生发现电子推测出原子是可分的
D．温度计放在色散光带红光外侧时示数会增大推测出该区域存在一种人眼看不见的光
6、小明在沂河岸边晨练时发现河面上“轻烟缥缈”，这是水蒸气 （填物态变化名称）的结果；看到水中“嬉戏” 的小鱼，这是光的 现象；闻到空气中“醉人”的花香，这是分子
的结果；做完“拍手操”后，感觉手发热，这是通过 的方式改变了手的内能。
7.某家用轿车，重为1.5×104N，当车以72km/h的速度匀速直线行驶了0.5h，消耗汽油 3kg，期间车受到的阻力为车重的0.08倍。已知汽油的热值为4.6×107J/kg，在此过程中，求：
（1）车通过的路程；
（2）牵引力做功的功率；
（3）汽车发动机的效率。
8．当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示．已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8℃、100L水加热到38℃．请解答：[水的比热容为4.2×103J/（kg℃），水的密度为1.0×103kg/m3]
（1）太阳能属于 能源？（选填“一次”或“二次”）
（2）热水器中水的质量是多少？
（3）在此过程中，水吸收了多少热量？
（4）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率是多少？

9．图9甲是一种电热暖手宝，其主要参数如图9乙所示。袋内通常用水来当吸热或放热的物质，因为水的 较大；使用前要先给其通电加热，如果在额定电压下加热10min，暖手宝内水的温度由原来的5℃上升至65℃，指示灯熄灭，则此过程中水吸收的热量是　 　J，电热暖手宝的发热效率为多少？（C水=4.2×103J/（kg·℃）

10．科学家们发现，以一种新式钙钛矿为原料的太阳能电池对太阳能转化为电能的转化效率可高达50%，为当前市面上太阳能电池转化效率的2倍。如果某工厂安装了总功率为200kw的钙钛矿太阳能电池发电系统，一天的有效光照时间为9h，则该发电系统一天能发电多少度？ 该发电系统一天的发电量，如果由热电转化效率为30%的热电厂来完成，需要燃烧热值为3.0×107J/kg的煤多少kg？

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