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復(fù) 習(xí) 課
第十四章 內(nèi)能與熱機(jī)
知 識(shí) 結(jié) 構(gòu)
內(nèi)能
熱機(jī)
定義：物體所有分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和
影響因素：溫度、質(zhì)量、體積、材料和物質(zhì)狀態(tài)
改變內(nèi)能方式
做功
熱傳遞
熱量
比熱容
吸放熱公式
Q＝cm Δt
共同特點(diǎn)（能的轉(zhuǎn)化）
汽油機(jī)和柴油機(jī)
燃料的化學(xué)能
內(nèi)能
燃燒
做功
機(jī)械能
工作過(guò)程：吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程
不同之處
熱機(jī)效率
熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，做的有用功與燃料完全燃燒所釋放的能量之比
熱機(jī)效率小于100%
水的比熱容大的應(yīng)用及現(xiàn)象解釋
一、內(nèi)能
1.內(nèi)能
(1)定義:物體　 　分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的　 　與　 　的總和。
(2)影響因素:　 　、質(zhì)量、體積、材料、物質(zhì)狀態(tài)。同一物體,狀態(tài)不變時(shí),溫度越高,物體的內(nèi)能越大。
(3)改變途徑:　 　和　 　。
2.熱量
(1)定義:在熱傳遞過(guò)程中,物體間　 　傳遞的多少叫做熱量,用符號(hào)　 　表示。
(2)單位:常用單位是　 　,符號(hào)為　 　。
所有
分子動(dòng)能
分子勢(shì)能
溫度
做功
熱傳遞
內(nèi)能
焦耳
J
要 點(diǎn) 回 顧
二、比熱容
1.定義:　 　的某種物質(zhì)在溫度升高(或降低)時(shí)　 　與它的　 　和　 　的乘積之比。
2.公式:　 　 ,其中1表示　 　,2表示　 　。
3.單位:比熱容的國(guó)際單位是　 　。
4.熱量的計(jì)算
吸熱公式:　 　;放熱公式:　 　。
三、內(nèi)燃機(jī)及其熱機(jī)的效率
1.內(nèi)燃機(jī)
(1)把燃料燃燒時(shí)釋放的　 　轉(zhuǎn)化為　 　的裝置叫做熱機(jī),內(nèi)燃機(jī)是指燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)　 　內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)。
一定質(zhì)量
吸收(或放出)的熱量
質(zhì)量
升高(或降低)的溫度
初溫
末溫
J/(kg·℃)
內(nèi)能
機(jī)械能
氣缸
(2)汽油機(jī)的四個(gè)沖程依次是　 　沖程、　 　沖程、　 　沖程和　 　沖程,在　 　沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
(3)柴油機(jī)氣缸頂部有一　 　,汽油機(jī)氣缸頂部有一　 　;柴油機(jī)吸入氣缸的是　 　,汽油機(jī)吸入氣缸的是　 　;柴油機(jī)采用　 　點(diǎn)火,汽油機(jī)采用　 　點(diǎn)火。
2.燃料的熱值
(1)定義:某種燃料　 　釋放的熱量與所用燃料的　 　之比叫做這種燃料的熱值,用字母　 　表示。
(2)單位:　 　,對(duì)于某些氣體燃料,熱值的單位是　 　。
(3)燃料燃燒放熱的計(jì)算:　 　或　 　。
吸氣
壓縮
做功
排氣
做功
噴油嘴
火花塞
空氣
空氣和汽油的混合氣體
壓燃式
點(diǎn)燃式
完全燃燒
質(zhì)量
J/kg
J/m3
3.熱機(jī)效率
(1)定義:熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中, 做的　 與　 之比稱(chēng)為熱機(jī)效率。
(2)提高熱機(jī)效率的主要途徑是 　。
有用功
燃料完全燃燒所釋放的能量
減少熱機(jī)工作中的各種能量損失
熱 點(diǎn) 題 型
考點(diǎn)一 內(nèi)能
考點(diǎn)解讀：本考點(diǎn)考查的重點(diǎn)是改變內(nèi)能的方法。
需要掌握的知識(shí)點(diǎn)：
(1)改變物體內(nèi)能的方法有兩種：一是做功，二是熱傳遞。
做功：物體對(duì)外做功，內(nèi)能減小；外界對(duì)物體做功，內(nèi)能增大。
熱傳遞：物體吸收熱量，內(nèi)能增大；物體放出熱量，內(nèi)能減小。
(2)內(nèi)能與溫度有關(guān)，物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，內(nèi)能就越大。
例1 下列關(guān)于溫度、內(nèi)能、熱量說(shuō)法正確的是（　　）
A．物體溫度越低，含有的熱量越少
B．做功和熱傳遞都可以改變物體內(nèi)能
C．物體內(nèi)能增加，溫度一定升高
D．物體機(jī)械能越大，內(nèi)能越大
B
B
跟蹤練習(xí)
2. 以下關(guān)于熱值、內(nèi)能和熱量的說(shuō)法中，正確的是（　　）
A．酒精燈內(nèi)的酒精用去一半后，酒精的熱值減小
B．溫度相同的物體含熱量也相等
C．熱量總是從內(nèi)能大的物體傳遞給內(nèi)能小的物體
D．一塊0℃的冰熔化成0℃的水，內(nèi)能增加
D
C
3.如圖所示是汽油機(jī)的某沖程工作示意圖，以下改變物體內(nèi)能的方式與此相同的是（　　）
A．汽車(chē)在行駛過(guò)程中，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)里的
冷卻液溫度升高
B．打開(kāi)暖風(fēng)，車(chē)內(nèi)溫度升高
C．剎車(chē)時(shí)，剎車(chē)片溫度升高
D．停在烈日下的汽車(chē)，車(chē)頂被曬得溫度升高
考點(diǎn)二 比熱容
考點(diǎn)解讀：本考點(diǎn)考查的重點(diǎn)是有關(guān)熱量的計(jì)算。復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)掌握的知識(shí)點(diǎn)：
（1）熱量的計(jì)算公式：①，其中Δ代表物體升高的溫度；②，其中Δ代表物體下降的溫度。
（2）比熱容是物質(zhì)的一種特性，只要物質(zhì)種類(lèi)和狀態(tài)相同，比熱容就相同。
（3）水的比熱容為 J/(kg·℃)，表示每千克的水溫度升高(或降低)1 ℃時(shí)，吸收(或放出)的熱量是 J。會(huì)利用水的比熱容大的特性解釋生活中的一些常見(jiàn)現(xiàn)象(如常用水來(lái)加熱或散熱，北方樓房取暖用的“暖氣”就是用水作介質(zhì)；發(fā)電機(jī)等機(jī)器在工作時(shí)發(fā)熱，可以用循環(huán)流動(dòng)的水來(lái)冷卻)。
例2 下表列出一些物質(zhì)的比熱容，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，下列判斷正確的是（ ）
A.不同物質(zhì)的比熱容一定不同
B.物質(zhì)的物態(tài)發(fā)生變化，比熱容不變
C.質(zhì)量相等的鋁和銅升高相同的溫度，鋁吸收的熱量更多
D.質(zhì)量相等的水和煤油吸收相同的熱量，水升高的溫度更多
物質(zhì) 水 煤油 冰 鋁 銅
比熱容/（） 4.2×103 2.1×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103
C
D
A
4.下列實(shí)例中與“水的比熱容較大”這一特性無(wú)關(guān)的是（　）
A．夏天在房間內(nèi)灑水降溫
B．用循環(huán)水冷卻汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)
C．讓熱水流過(guò)散熱器供暖
D．沿海地區(qū)晝夜溫差較小
跟蹤練習(xí)
5.如圖是質(zhì)量為的某物質(zhì)溫度隨加熱時(shí)間的變化圖像，前它吸收的熱量是。求該物質(zhì)的比熱容。
解：由圖像可知，該物質(zhì)升高的溫度：
，
由得，該物質(zhì)的比熱容
。
考點(diǎn)三 熱機(jī)
考點(diǎn)解讀：本考點(diǎn)考查的重點(diǎn)是內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程，內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程為：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。
將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是壓縮沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是做功沖程；
壓縮沖程和做功沖程都是通過(guò)做功的方式改變內(nèi)能的。
A
例3 如圖所示是四沖程汽油機(jī)的剖面圖，關(guān)于其四個(gè)沖程的描述正確的是（　　）
A．吸氣沖程中，汽油和空氣的混合物進(jìn)入氣缸
B．壓縮沖程中，通過(guò)做功的方式使氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能減小
C．做功沖程中，燃料釋放的能量絕大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D．排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的能量的極少部分
D
做功
6.四沖程汽油機(jī)在工作過(guò)程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是______沖程，如果汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速表顯示3000revs/min，那么該汽油機(jī)每秒內(nèi)做______次功。給汽車(chē)加油時(shí)能聞到汽油的味道說(shuō)明________________________。
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分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)
跟蹤練習(xí)
B
7.關(guān)于內(nèi)燃機(jī)，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．四個(gè)沖程中只有一個(gè)沖程發(fā)生內(nèi)能與機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化
B．壓縮沖程主要是通過(guò)做功的方式增大氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能
C．汽油機(jī)和柴油機(jī)都是通過(guò)火花塞點(diǎn)火的
D．只要技術(shù)進(jìn)步，內(nèi)燃機(jī)的效率可以達(dá)到100%
考點(diǎn)四 熱量計(jì)算和熱機(jī)的效率
考點(diǎn)解讀：本考點(diǎn)的考查重點(diǎn)是有關(guān)熱量的計(jì)算，解題時(shí)要認(rèn)真審題，利用公式進(jìn)行解答。熱值是描述燃料放熱能力的物理量，熱值只與燃料的種類(lèi)有關(guān)。熱機(jī)的效率，熱機(jī)效率總小于1。
提高熱機(jī)效率的途徑有：盡量使燃料充分燃燒，盡量減少熱機(jī)部件間的摩擦，盡量減少?gòu)U氣帶走的熱量。
例4 一輛質(zhì)量為的小型載重汽車(chē)，裝有砂石以的速度在平直公路上，以的功率勻速行駛了，消耗汽油，請(qǐng)問(wèn)：
(1)的汽油完全燃燒放出的熱量為多少？(已知汽油的熱值為)
(2)汽車(chē)在平直公路上勻速行駛時(shí)，受到的阻力是多少？
(3)汽車(chē)在平直公路上勻速行駛時(shí)能量轉(zhuǎn)化的效率是多少？
解：(1)汽油完全燃燒放出的熱量：
。
(2) 汽車(chē)的牽引力：，
由于汽車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，則受到的阻力為。
(3)汽車(chē)牽引力做的功：，
能量轉(zhuǎn)化的效率。
8.關(guān)于熱機(jī)的效率，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．一般情況下柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)的高
B．熱機(jī)的效率越高，在做功同樣多的情況下消耗的能量越多
C．熱機(jī)的效率越高說(shuō)明做功越快
D．熱機(jī)損失的能量中，廢氣帶走的能量較少，主要是由于機(jī)械摩擦損失的
A
跟蹤練習(xí)
6.3×109
9.利用先進(jìn)工藝和科學(xué)方法，可以使垃圾變廢為寶。若從1噸垃圾中能提煉出140kg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_(kāi)_______J，這些熱量可以使 ________kg的水溫度升高50℃。[水的比熱容為4.2×J/（kg ℃）]
3.0×104
再見(jiàn)

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