資源簡介

(共25張PPT)
第十二章　內能與熱機
12.2　熱量與熱值
2022年課程標準 學習目標
1.了解熱量。 2.知道熱值的概
念。 3.會進行熱值的
簡單計算。 1.知道熱量的概念及單位。
2.體會不同燃料燃燒釋放熱量本領的不同，了解熱
值的概念。
3.【重點】能簡單計算燃料燃燒放出的熱量。
4.【難點】能辨析溫度、熱量和內能的關系。
知識點1　熱量
1. 定義：閱讀課本第27頁，完成以下內容的填寫。
在物理學中，把物體在熱傳遞過程中內能改變的多少叫做 。
2. 符號： ，單位： 。
方法點撥　熱量是一個過程量，只能說吸收熱量或放出熱量，而不能
說含有熱量。
熱量　
Q　
焦耳(J)　
【典例1】下列關于溫度、內能、熱量的說法中正確的是( 　A　)
A. 內能小的物體也可能將熱量傳遞給內能大的物體
B. 物體吸收了熱量，其溫度一定升高
C. 相同質量的30 ℃的水比20 ℃的水所含熱量多
D. 質量﹑溫度相同的物體具有的內能一樣多
A
【變式1】下列說法不正確的是( 　C　)
A. 物體的內能越大，含有的熱量就越多
B. 一個物體內能增加了，一定是吸收了熱量
C. 一個物體溫度升高了，它的內能一定增加
D. 溫度相同的兩個物體間也能傳遞熱量
C
重難點撥　溫度、熱量和內能的關系
(1)溫度表示物體的冷熱程度。理解如下：
物體溫度升高，內能一定增加，可能是物體吸收了熱量，也可能是外界
對物體做了功，如鉆木取火、摩擦生熱等。
(2)熱量是一個過程量。理解如下：
如果物體吸收熱量，內能增加，則溫度可能升高，也可能不變，如晶體
熔化、水沸騰時，物質吸收熱量，但溫度不變。需注意的是物體吸收熱
量，內能不一定增加，例如，帶有活塞的氣缸從外界吸收熱量的同時，
又對外界做功
(3)內能是一個狀態量。理解如下：
物體內能增加了，但不一定升溫，如晶體熔化、水沸騰。也不一定吸
熱，因為也可能是外界對物體做功造成的。如鉆木取火、摩擦生熱。
(4) 下列各物理名詞中“熱”的含義：
熱傳遞中的“熱”是指熱量。熱現象中的“熱”是指溫度。熱膨脹中的
“熱”是指溫度。摩擦生熱中的“熱”是指內能。
知識點2　比較相同物質的吸熱情況
1. 實驗：探究水的吸熱與其溫度變化、質量的關系。
【實驗目的】 (1)保證水的質量不變，使其升高相同的溫度，對比所用
的時間； (2)改變水的質量，使其升高相同的溫度，對比所用的時間。
【實驗器材】鐵架臺、量筒(或天平) 、酒精燈、燒杯、溫度計、鐘
表。
【實驗方法】 法和 法(用 反映吸收
熱量的多少) 。
控制變量　
轉換　
加熱時間　
【實驗步驟】 (1)設計如圖所示的實驗裝置，稱取100 ml (即100 g )水于燒杯中。 (2)用酒精燈給水加熱，選取一個溫度作為起始溫度，開始計時，并將水每升高相同的溫度所用的時間記錄在下面的表格中。 (3)改變水的質量，重復上述操作。
水的質量m/g 100 200 300 水升高的溫度Δt/℃ 3 6 9 3 6 9 3 6 9
累計加熱的時間
t/min
【實驗結論】
當質量一定時，水吸收的熱量與升高的溫度成 ；
當升高的溫度相同時，水吸收的熱量跟它的質量成 。
正比　
正比　
知識點3　燃料的熱值
1. (1) 1 kg的干木柴和 10 kg的干木柴在完全燃燒時，放出的熱量
(選填“相同”或“不同”) 。
(2)相同條件下，1 kg干木柴和1 kg煤， (選填“干木柴”或“煤” )能燒開更多的水。
(3)燒開同一壺水，用干木柴和用天然氣所需要的質量 (選填“相同”或“不同”) 。
(4) 1 kg的干木柴完全燃燒和未完全燃燒時放出的熱量 (選填“相同”或“不同”) 。
不同　
煤　
不同　
不同　
結論1　1.我們把某種燃料完全燃燒放出的 與其 之
比，叫做這種燃料的熱值。
2. 影響燃料燃燒放出熱量的因素：燃料的 、燃料的 和
燃料燃燒的狀況。
熱量　
質量　
質量　
種類　
【典例2】關于燃料及其熱值，下列說法中正確的是( 　C　 )
A. 沒有燃燒的燃料，熱值等于零
B. 燃料完全燃燒時，它的熱值最大
C. 燃料的熱值與質量和燃燒狀態無關
D. 燃料燃燒時溫度越高，放出的熱量越多
C
【變式2】下列關于熱值的說法正確的是( 　D　 )
A. 燃料燃燒時，用的燃料越多，燃料的熱值越大
B. 燃料燃燒時，放出的熱量越多，燃料的熱值越大
C. 相同質量的不同燃料燃燒時，放出熱量較多的燃料，熱值較大
D. 相同質量的不同燃料完全燃燒時，放出熱量較多的燃料，熱值較大
D
知識點4　熱值的相關計算
1. 有一箱木炭，它的質量為10 kg。
(1)查閱相關資料，木炭的熱值是 。它的物理意義
是 。
(2)若用掉一半，剩下木炭的熱值是 。
(3)剩下一半的木炭燃燒最多可以放出 熱量。
(4) 如果燒開一壺水需要熱量3.4×107 J，不計熱量損失，需要完全燃
燒 木炭。
3.4×107 J/kg　
1 kg木炭完全燃燒放出3.4×107 J的熱量　
3.4×107 J/kg　
1.7×108 J　
1 kg　
結論2　熱值的計算公式： (一般用于氣體和液體燃
料) 。
( 1 )其中：m為燃料的質量，V為燃料的體積，q為燃料的熱值。
( 2 )公式變形：Q放＝qm，m＝。
q＝或q＝　
【典例3】某學校鍋爐用天然氣做燃料給水加熱。已知天然氣的熱值為
4.0×107 J/m3，不計熱量損失。[c水＝4.2×103 J/ ( kg·℃ )]問：
( 1 )完全燃燒4.2 m3的天然氣可以獲得多少熱量？
解：（1）完全燃燒4.2 m3的天然氣可以獲得熱量
Q放＝Vq＝4.2 m3×4.0×107 J/m3＝1.68×108 J
解： ( 1 )完全燃燒4.2 m3的天然氣可以獲得熱量
Q放＝Vq＝4.2 m3×4.0×107 J/m3＝1.68×108 J
( 2 )這些熱量可以使1 000 kg的水從30 ℃升高到多少？
解：（2）由題意可知，Q吸＝Q放＝1.68×108 J，則水升高的溫度
Δt＝＝＝40 ℃
則水的末溫
t＝t0＋Δt＝30 ℃＋40 ℃＝70 ℃
答：（略）
解： ( 2 )由題意可知，Q吸＝Q放＝1.68×108 J，則水升高的溫度
Δt＝＝＝40 ℃
則水的末溫
t＝t0＋Δt＝30 ℃＋40 ℃＝70 ℃
答： (略)
【典例3】某學校鍋爐用天然氣做燃料給水加熱。已知天然氣的熱值為
4.0×107 J/m3，不計熱量損失。[c水＝4.2×103 J/ ( kg·℃ )]問：
解：（1）完全燃燒4.2 m3的天然氣可以獲得熱量
Q放＝Vq＝4.2 m3×4.0×107 J/m3＝1.68×108 J
1. 熱量：在熱傳遞過程中， 改變的多少叫做熱量。熱量用字母
Q表示，單位： 。
2. 當質量一定時，水吸收的熱量與升高的溫度成 ；當升高的溫
度相同時，水吸收的熱量跟它的質量成 。
3. 熱值：某種燃料完全燃燒放出的 與其 之比，叫做這
種燃料的熱值。熱值用字母q表示，單位 。
4. 影響燃料燃燒放出熱量的因素：燃料的 、燃料的 和
燃料燃燒的狀況。
內能　
焦耳(J) 　
正比　
正比　
熱量　
質量　
J/kg或J/m3　
質量　
種類　
5. 熱值的計算公式： 。
q＝或q＝　
1. 對“溫度、內能、熱量”的認識，下列觀點中正確的是( 　B　 )
A. 物體吸收熱量越多，溫度越高
B. 物體吸收熱量，內能可能不變
C. 物體的溫度不變，它的內能也不變
D. 熱量可以從溫度低的物體轉移給溫度高的物體
B
2. 詩人陸游的筆記中曾記載如圖所示的省油燈，燈油燃燒時燈油質量在
不斷減小，熱值 (選填“變大”“不變”或“變小” ) ；夾層
注水，利用水的 大的特點，降低油溫，減少了油的蒸發，以
此達到省油的目的。
不變　
比熱容　
3. 通常情況下，燒開同一壺水需要消耗質量最少的燃料是( 　A　 )
A. 熱值為7.1×107 J/kg的液化石油氣
B. 熱值為3.4×107 J/kg的煤
C. 熱值為1.2×107 J/kg的木柴
D. 一樣多
A
4. 艾灸是中華醫學的瑰寶，利用艾條燃燒產生的熱量刺激人體穴位，能
夠達到防病治病的目的。一根質量為50克的艾條，完全燃燒能放出
1.4×106 J的熱量，則該艾條的熱值為 J/kg，燃燒一半后，
艾條的熱值為 J/kg。
2.8×107　
2.8×107　
5. 小剛同學家購買了一款如圖甲所示的戶外分體式燃氣爐，準備去戶外
野炊。該燃氣爐的銘牌如圖乙所示，其中“功率4 500 W”是指氣體燃料
完全燃燒時燃氣爐每秒放出4 500 J的熱量。
(1)氣體燃料在常溫下是通過 的方式液化存儲在儲氣罐內
的。使用過程中，罐體溫度變低，是因為燃料發生汽化時要
(選填“吸收”或“放出” )熱量。
壓縮體積　
吸收　
(2)小剛注意到爐頭上標有“××參數：15”字樣，他查閱說明書得知，該參數表示的是燃氣爐功率[單位：瓦( W )]與耗氣量[單位：克每時( g/h )]之比的數值為15，則該燃氣爐所使用燃料的熱值是 J/kg。
5.4×107　
5. 小剛同學家購買了一款如圖甲所示的戶外分體式燃氣爐，準備去戶外
野炊。該燃氣爐的銘牌如圖乙所示，其中“功率4 500 W”是指氣體燃料
完全燃燒時燃氣爐每秒放出4 500 J的熱量。
( 3 )小剛同學打算展示在勞動課上學習的烹飪技能，為家人做頓可口的
飯菜，下表是他出發前做的規劃，則小剛至少應攜帶 個如圖丙所示
的新儲氣罐。
內容 每次耗時/min 次數/次
炒菜 8 3
煮湯 10 1
燒水 3 2
2　
5. 小剛同學家購買了一款如圖甲所示的戶外分體式燃氣爐，準備去戶外
野炊。該燃氣爐的銘牌如圖乙所示，其中“功率4 500 W”是指氣體燃料
完全燃燒時燃氣爐每秒放出4 500 J的熱量。(共18張PPT)
第十二章　內能與熱機
12.3　物質的比熱容
第2課時　比熱容的相關計算
2022年課程標準 學習目標
1.通過實驗，了解比熱容。 2.能運用比熱容說明簡單的自然現象。 能根據吸熱公式Q吸＝cm(t－t0)和放熱公式Q放＝cm(t0－t)進行簡單的熱量計算。
知識點1　熱量的計算
1. 問題：我們已經知道水的比熱容是4.2×103 J/(kg·℃)，即1 kg的水溫
度升高1 ℃，所吸收的熱量為4.2×103 J。那么1 kg的水溫度升高2 ℃，
所吸收的熱量是多少呢？2 kg的水溫度升高1 ℃，所吸收的熱量是多少
呢？那2 kg的水溫度升高2 ℃，所吸收的熱量又是多少呢？
2. 分析：1 kg的水溫度升高1 ℃，所吸收的熱量為4.2×103 J。那么1 kg
的水溫度升高2 ℃，所吸收的熱量為 J；2 kg的水溫度升高1
℃，所吸收的熱量為 J；2 kg的水溫度升高2 ℃，所吸收的
熱量為 J。
8.4×103　
8.4×103　
1.68×104　
3. 小結：如果有m kg水，升(降)溫前初始溫度為t0 ℃，升(降)溫后溫度為
t ℃，那么它吸收(放出)的熱量就是：
吸收(放出)熱量＝比熱容×質量×溫度的變化量

Q吸＝cm(t－t0)，Q放＝cm(t0－t)，t0表示初溫，t表示末溫
如果改變的溫度用Δt表示，則熱量計算公式： 。其中： . 表示物質吸收或放出的熱量， 表示物質的比熱容， 表示物質溫度的變化量。
Q＝cmΔt　
Q　
c　
Δt　
【典例1】在標準大氣壓下，將0.5 kg溫度為20 ℃的水燒開，需要吸收多
少熱量？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
解：在標準大氣壓下，將水加熱到開始沸騰時水的末溫是100 ℃，水吸
收的熱量
Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝
1.68×105 J
答：(略)
解：在標準大氣壓下，將水加熱到開始沸騰時水的末溫是100 ℃，水吸
收的熱量
Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(100 ℃－20 ℃)＝
1.68×105 J
答：(略)
解：Q放＝c酒精m(t0－t)＝2.4×103 J/(kg·℃)×3 kg×(50 ℃－30 ℃)＝
1.44×105 J
答：(略)
解：Q放＝c酒精m(t0－t)＝2.4×103 J/(kg·℃)×3 kg×(50 ℃－30 ℃)＝
1.44×105 J
答：(略)
【變式1】質量為3 kg的酒精，溫度從50 ℃降到30 ℃，放出了多少熱量
呢？[c酒精＝2.4×103 J/(kg·℃)]
知識點2　溫度的計算
由熱量的公式Q＝cmΔt 得：Δt＝。
【典例2】質量為5 kg的酒精，吸收4.8×105 J的熱量后，其溫度升高了
多少？[c酒精＝2.4×103 J/(kg·℃)]　
解：酒精的溫度變化量
Δt＝＝＝40 ℃
答：(略)
【變式2】一個標準大氣壓下，質量為2 kg、初溫為20 ℃的水吸收
6.72×105 J的熱量后，其溫度是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
解：水的溫度變化量
Δt＝＝＝80 ℃
水的末溫t＝Δt＋t0＝80 ℃＋20 ℃＝100 ℃
答：(略)
解：水的溫度變化量
Δt＝＝＝80 ℃
水的末溫t＝Δt＋t0＝80 ℃＋20 ℃＝100 ℃
答：(略)
知識點3　比熱容或質量的計算
由熱量的公式Q＝cmΔt可得，求比熱容：c＝，求質量：m＝。
【典例3】質量為2 kg的某種物質溫度從20 ℃升高到40 ℃時，吸收的熱
量是1.88×104 J，該物質的比熱容是多少？
解：由題意可知，溫度的變化量為 Δt＝t－t0＝40 ℃－20 ℃＝20 ℃
該物質的比熱容
c＝＝＝0.47×103 J/(kg·℃)
答：(略)
【變式3】某太陽能熱水器的水箱內水吸收了8.4×106 J，水溫從15 ℃升
高到55 ℃。求水箱內水的質量。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
解：由題意可知，溫度的變化量為
Δt＝t－t0＝55 ℃－15 ℃＝40 ℃
水的質量
m＝＝＝50 kg
答：(略)
解：由題意可知，溫度的變化量為Δt＝t－t0＝55 ℃－15 ℃＝40 ℃
水的質量m＝＝＝50 kg
答：(略)
1. 吸、放熱公式：
(1)吸熱公式： 。
(2)放熱公式： 。
(3)吸、放熱公式： 。
Q吸＝cm(t－t0)　
Q放＝cm(t0－t)　
Q＝cmΔt　
2. 導出公式：
(1)求比熱容： 。
(2)求質量： 。
(3)求溫度差： 。
注意：(1)計算時單位統一；(2)“升高了”和“升高到”；“ ”
指物體的末溫；“ ”指物體溫度的變化量。
c＝　
m＝　
Δt＝　
升高到　
升高了　
1. 質量為2 kg、溫度為30 ℃的水，吸收3.36×105 J的熱量后，溫度升高
了 ，升高到 。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
2. 如圖所示是陜西歷史博物館收藏的漢代鐵劍，古代工匠鍛造時，先將
一塊質量為500 g的鐵塊加熱到620 ℃，然后反復鍛打，在此過程中鐵塊
的比熱容 (選填“會”或“不會”)發生改變，鍛打成型后，將
620 ℃的鐵劍放入水中淬火，冷卻到20 ℃，此過程鐵劍放出的熱量
為 J。[c鐵＝0.46×103 J/(kg·℃)]
40 ℃　
70 ℃　
不會　
1.38×105　
3. 為了給同學解釋“內陸地區晝夜溫差大，而沿海地區晝夜溫差小”這
一現象，小明采用計算的方法來解釋。已知水的比熱容為4.2×103
J/(kg·℃)，干泥土的比熱容為0.84×103 J/(kg·℃)。
(1)求10 kg的水升高了5 ℃需要吸收的熱量；
解：(1)水吸收的熱量
Q吸水＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×5 ℃＝2.1×105 J
解：(1)水吸收的熱量
Q吸水＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×5 ℃＝2.1×105 J
(2)若這些熱量全部被等質量的干泥土完全吸收，求干泥土升高的溫度。
解：(2)由題意可知，Q吸土＝Q吸水＝2.1×105 J，干泥土升高的溫度
Δt＝＝＝25 ℃
答：(略)
解：(2)由題意可知，Q吸土＝Q吸水＝2.1×105 J，干泥土升高的溫度
Δt＝＝＝25 ℃
答：(略)
3. 為了給同學解釋“內陸地區晝夜溫差大，而沿海地區晝夜溫差小”這
一現象，小明采用計算的方法來解釋。已知水的比熱容為4.2×103
J/(kg·℃)，干泥土的比熱容為0.84×103 J/(kg·℃)。
4. 物理興趣小組的同學在研究“沙子和水誰的吸熱本領大”時，選用了
兩只完全相同的酒精燈分別給質量都是200 g的沙子和水加熱。他們繪制
出沙子和水的溫度隨加熱時間變化的圖像如圖所示。已知水的比熱容是
4.2×103 J/(kg·℃)。
(1)哪個是沙子吸熱升溫的圖像？
解：(1)由圖像可知，在加熱過程中甲物質
的溫度一直升高(會超過250 ℃)，而乙物質
的溫度升高到某一溫度時就不再升高(遠低
于250 ℃)，因水的沸點約為100 ℃，且水沸
騰時溫度不再升高，所以圖乙是水吸熱升溫
的圖像，圖甲是沙子吸熱升溫的圖像。
解：(1)由圖像可知，在加熱過程中甲物質
的溫度一直升高(會超過250 ℃)，而乙物質
的溫度升高到某一溫度時就不再升高(遠低
于250 ℃)，因水的沸點約為100 ℃，且水沸
騰時溫度不再升高，所以圖乙是水吸熱升溫
的圖像，圖甲是沙子吸熱升溫的圖像。
4. 物理興趣小組的同學在研究“沙子和水誰的吸熱本領大”時，選用了
兩只完全相同的酒精燈分別給質量都是200 g的沙子和水加熱。他們繪制
出沙子和水的溫度隨加熱時間變化的圖像如圖所示。已知水的比熱容是
4.2×103 J/(kg·℃)。
(2)加熱滿2 min時，求水吸收的熱量；
解：(2)加熱2 mim，水的溫度變化量Δt水＝t
－t0＝70 ℃－20 ℃＝50 ℃，
水吸收的熱量Q水吸＝c水m水Δt水＝4.2×103
J/(kg·℃)×0.2 kg×50 ℃＝4.2×104 J
解：(2)加熱2 mim，水的溫度變化量
Δt水＝t－t0＝70 ℃－20 ℃＝50 ℃，
水吸收的熱量Q水吸＝c水m水Δt水＝4.2×103J/
(kg·℃)×0.2 kg×50 ℃＝4.2×104 J
(3)求沙子的比熱容(保留一位有效數字)。
解：(3)相同時間內酒精燈燃燒放出相同的熱量，
在2 min的時間內Q沙吸＝Q水吸＝ 4.2×104 J，
又因為加熱滿2 min，沙子的溫度變化量為
Δt沙＝t'－t0'＝250 ℃－20 ℃＝ 230 ℃，
m沙＝200 g＝0.2 kg，所以沙子的比熱容
c沙＝＝≈0.9×103J/(kg·℃)
4. 物理興趣小組的同學在研究“沙子和水誰的吸熱本領大”時，選用了
兩只完全相同的酒精燈分別給質量都是200 g的沙子和水加熱。他們繪制
出沙子和水的溫度隨加熱時間變化的圖像如圖所示。已知水的比熱容是
4.2×103 J/(kg·℃)。
答：(略)
答：(略)(共25張PPT)
第十二章　內能與熱機
12.1　內能
2022年課程標準 學習目標
了解內能。 1.【重點】(1)內能的概念。(2)改變內能的兩
種方式：做功與熱傳遞。
2.【難點】對分子勢能和內能的理解。
3.了解內能的概念，能簡單描述溫度和內能的關系。
4.知道改變物體內能的兩種方式。
知識點1　內能
1. 問題：我們知道運動的物體有動能，物體內分子也在不停地做無規則
運動，那它是否有動能呢？彈簧因為力的作用發生彈性形變而具有彈性
勢能，分子之間也存在相互作用力，那它是否也具有勢能呢？
2. 分析：運動的足球有 能，不停地做無規則運動的分子
有 能。
發生形變的彈簧有 能，分子間有相互作用力，相互吸引或排斥的
分子間有 能。
物體的動能和勢能之和叫做 能，物體內所有分子動能和分子勢
能之和叫做 能。
動　
動　
勢　
勢　
機械　
內　
3. 問題：物體的內能大小與什么有關？
4. 分析：同一物體的溫度越高，分子熱運動越 ，分子動能
越 ，內能越 ；一大杯熱水與一小杯溫度相同的熱水相比，
大杯水的質量更 ，其中分子的數量更 ， （選填
“大杯水”或“小杯水”）的內能更大。一塊0 ℃的冰吸收熱量剛熔化
成水， 和 不變， 熱量，內能變 。
5. 問題：物體的內能有可能為零嗎？
劇烈　
大　
大　
大　
多　
大杯水　
質量　
溫度　
吸收　
大　
6. 分析：構成物質的所有分子都不停地做無規則運動，因此有
能；而且分子間有相互作用力，因此有 能，分子動能和
分子勢能之和叫做 能。綜上所述，一切物體的內能
(選填“可能”或“不可能” )為零。
分子
動　
分子勢　
內　
不可能　
7. 結合分子動理論的知識，學生交流實驗現象并回答問題：一輛汽車把
一罐天然氣從A地運送到B地，在路上以60 km/h的速度行駛起來后，罐
內天然氣的內能是否增加？
答：不增加。物體的內能體現在微觀層面，物體的機械能體現在宏觀層
面，兩者沒有直接關系。物體機械能增加，內能不一定增加。
答：不增加。物體的內能體現在微觀層面，物體的機械能體現在宏觀層
面，兩者沒有直接關系。物體機械能增加，內能不一定增加。
8. 小結： ( 1 )內能：構成物體所有分子的 和
的總和，內能的單位：焦耳( J ) 。
( 2 )一切物體，不論溫度高低，都具有內能。
( 3 )內能的大小與物體的溫度、質量和狀態等因素有關。
分子動能　
分子勢能
【典例1】下列說法正確的是( 　D　 )
A. －10 ℃的冰既沒有機械能，也沒有內能
B. 靜止的汽車一定沒有機械能，但有內能
C. 在空中飄動的白云只有機械能，沒有內能
D. 靜止的汽車可能沒有機械能，但一定有內能
D
【變式1】如圖所示，仔細觀察甲、乙、丙三杯水，下列說法中正確的是
( 　C　 )
A. 甲杯中水的內能最大 B. 乙杯中水的內能最大
C. 丙杯中水的內能最大 D. 乙、丙杯中水的內能一樣大
C
知識點2　物體內能的改變
1. 問題：利用鐵絲、熱水、酒精燈、砂紙、鐵錘等器材，嘗試用多種方
法使鐵絲的溫度升高，增大鐵絲的內能，看看有多少種方法？
2. 分析：方法記錄：A. 用酒精燈直接加熱　B. 反復彎折　C. 用熱水加
熱　D. 太陽曬　E. 用砂紙打磨　F. 用鐵錘不斷敲打
利用以上方法的共同點進行分類：
方法 分類依據 結果
A. 用酒精燈直接加熱 酒精燈、⑤ 、⑥ 是
高溫物體，鐵絲是低溫物體，鐵絲吸
收了它們的熱量，溫度升高 鐵絲的溫
度升高，
內能增加
① ② B. 反復彎折 沒有高溫和低溫物體，鐵絲的溫度升
高是通過彎折、⑦ 、⑧
這些動作實現的 ③ ④ 熱水　
太陽　
C　
D　
打磨　
敲
打　
E　
F　
(一）熱傳遞改變物體的內能
1. 實驗：
用酒精燈加熱金屬棒時，
水的溫度會升高
熱傳遞方式：
傳導　
燒水時，壺中的水會
慢慢升高熱傳遞方
式：
對流　
水吸收太陽能，溫度升
高，內能增加熱傳遞方
式：
輻射　
2. 分析：在熱傳遞過程中：低溫物體→ 熱量→內能 →
溫度 ；高溫物體→ 熱量→內能 →溫度 。
內能從 物體轉移到 物體或從同一物體的高溫部分轉移
到低溫部分。
吸收　
增加　
升高　
放出　
減少　
降低
高溫　
低溫　
3. 小結： ( 1 )熱傳遞的條件：要有溫度差。
( 2 )熱傳遞的三種方式： 、 、 。
( 3 )熱傳遞的實質： (選填“內能”或“溫度” )的轉移。
傳導　
對流　
輻射　
內能　
【典例2】下述各種現象中，屬于熱傳遞改變內能的是( 　B　 )
A. 鋸條鋸木頭，鋸條發燙 B. 冬天對著手呵氣，手變暖
C. 擦劃火柴，火柴頭著火 D. 冬天通過搓手，手變暖
【變式2】兩個物體之間發生熱傳遞，當熱傳遞停止時( 　B　 )
A. 兩個物體的內能相等 B. 兩個物體的溫度相等
C. 兩個物體的熱量相等 D. 以上說法都不正確
B
B
(二）做功改變物體的內能
1. 問題：下面甲、乙兩幅圖中有內能的改變嗎？如果有的話，是通過熱
傳遞的方式改變內能嗎？
2. 分析：內能有改變，不是通過熱傳遞方式改變的。
( 1 )實驗現象： 。
( 2 )實驗中棉花球的作用是 。
( 3 )實驗中 對 做功。
活塞壓縮空氣 空氣內能 空氣溫度 達到棉花的著火
點燃燒
棉花球燃燒起來　
利用轉換法顯示空氣溫度升高　
活塞　
空氣　
增加　
升高　
3. 實驗：如圖丙所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放有一塊浸透乙醚
的棉花球，把活塞迅速壓下去，觀察發生的現象。
4. 分析：從上面的實驗我們可知：對物體做功，物體的內能
(選填“增加”或“減少” ) ，溫度 (選填“升高”或“降
低” ) 。物體對外做功，物體的內能 (選填“增加”或“減
少” ) ，溫度 (選填“升高”或“降低” ) 。
增加　
升高　
減少　
降低　
5. 小結： ( 1 )外界對物體做功，物體的內能增加；物體對外做功，物
體的內能減少。
( 2 )做功的實質：機械能與內能的相互轉化。
方法點撥　 ( 1 )物體溫度的變化 (選填“會”或“不
會” )引起內能的變化。
( 2 )物體溫度不變，其內能 (選填“可能”或“不可
能” )改變。
( 3 )物體吸收或放出熱量 (選填“一定”或“不一
定” )會引起內能的變化，物體吸收或放出熱量 (選填
“一定”或“不一定” )會引起物體溫度的變化。
會　
可能　
不一定　
不一定　
【典例3】下列屬于通過做功途徑改變物體內能的是( 　C　 )
A. 在火爐上燒水，水溫升高
B. 感冒發燒，用冷毛巾敷額頭
C. 用氣筒給輪胎打氣，氣筒壁發熱
D. 炎熱的夏天，柏油路面溫度升高
C
【變式3】如圖所示，在放有一支溫度計的瓶內盛少量水，用橡皮塞塞緊
瓶口，再用打氣筒向瓶內打氣。當瓶內氣壓達到足夠大時，塞子從瓶口
沖出，且原來透明的瓶內充滿了白霧。塞子飛出的過程中，空氣的
( 　B　 )
A. 溫度升高，內能增加 B. 溫度降低，內能減少
C. 溫度升高，內能減少 D. 溫度降低，內能增加
B
1. 內能：構成物體所有分子的 和 的總和，內
能的單位：焦耳( J)。
2. 一切物體，不論溫度高低，都具有內能。
3. 內能的大小與物體的溫度、質量和狀態等因素有關。
4. 改變物體內能的方式 和 ，熱傳遞的三種方
式： 、 、 。
分子動能　
分子勢能　
熱傳遞　
做功　
傳導　
對流　
輻射　
1. 下述各種現象中，屬于熱傳遞改變內能的是( 　B　)
B
2. 下列說法正確的是( 　D　)
A. 對物體加熱，物體溫度一定升高
B. 溫度高的物體一定比溫度低的物體內能大
C. 物體的內能由溫度的高低來決定
D. 熱傳遞的條件是物體間存在溫度差
D
3. 關于物體的內能，以下說法正確的是( 　B　)
A. 0 ℃的冰沒有內能
B. 水蒸發時雖然溫度保持不變，但它的內能增加
C. 物體的溫度越高，所含的內能越多
D. 只要物體的溫度不變，物體的內能就一定不變
B
4. 如圖是古人鍛造鐵器的情景，下列說法正確的是( 　D　 )
A. 把鐵放入爐中加熱是通過做功改變內能的
B. 鍛打鐵器的過程是通過熱傳遞改變內能的
C. 成型的高溫鐵器進行淬火，鐵器的內能增加
D. 成型的高溫鐵器進行淬火，水的內能增加
D(共20張PPT)
第十二章　內能與熱機
12.4　熱機與社會發展
第1課時　認識熱機
2022年課程標準 學習目標
1.了解熱機的工作原
理。 2.了解熱機對人類發展
所起的作用和對環境的
影響。 1.【重點】知道熱機的概念，初步了解熱機
的工作原理。
2.【重點】了解汽油機的構造和工作過程。
3.了解柴油機的構造和工作過程。
知識點1　熱機
請同學們觀察實驗現象，分析這個過程中能量的轉化情況。
1. 問題：如圖，在試管內裝些水，若用橡膠塞塞住試管口，用酒精燈加
熱，會看到什么現象？
答：橡皮塞被沖出，試管口出現大量白霧。
答：橡皮塞被沖出，試管口出現大量白霧。
2. 分析：實驗過程中，燃料的 能通過燃燒轉化為水和水蒸氣
的 能；水蒸氣又通過對塞子做功，把水蒸氣的 能轉化為塞
子的 能。
3. 小結：(1)利用 做功的機械叫做熱機。
(2)燃料直接在發動機氣缸內燃燒產生動力的熱機叫做 。
化學　
內　
內　
機械　
內能　
內燃機　
【典例1】用酒精燈給試管內的水加熱至一定程度，發現塞在試管口的木
塞被沖出，如圖所示。下列描述正確的是(　D　)
D
A. 試管中的水是靠做功的方式增加內能的
B. 水蒸氣對木塞做功，把機械能轉化為內能
C. 水蒸氣對木塞做功，水蒸氣內能增加
D. 水蒸氣的內能轉化為木塞的機械能
【變式1】我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功發
射第五十六顆北斗導航衛星。運載火箭的發動機 (選填“屬
于”或“不屬于”)熱機，燃料燃燒后通過做功，把 能轉化
為 能。
屬于　
內　
機械　
知識點2　汽油機
1. 如圖所示是四沖程汽油機的結構剖面圖。
其中：①氣缸；② ；③ ；④ ；⑤活
塞；⑥連桿；⑦曲軸。
火花塞　
進氣門　
排氣門　
2. 四沖程的工作特點
(1)吸氣沖程特點： 活塞：向 運動。 進氣門： 。 排氣門： 。
(2)壓縮沖程特點：
活塞：向 運動。
進氣門： 。
排氣門： 。
能轉化為 能。
下　
打開　
關閉　
上　
關閉　
關閉　
機械　
內　
(3)做功沖程特點： 活塞：向 運動。 進氣門： 。 排氣門： 。 氣體的 能轉化為活塞的 能。
(4)排氣沖程特點：
活塞：向 運動。
進氣門： 。
排氣門： 。
下　
關閉　
關閉　
內　
機械　
上　
關閉　
打開　
3. 汽油機一個工作循環有 個沖程，飛輪轉動 周，對外做功1
次，活塞往復 次，其他沖程靠飛輪的 完成。
4. 在壓縮沖程中， 能轉化為 能；在做功沖程中，
能轉化為 能。 沖程使汽車獲得了動力， 沖程
排出了汽車的廢氣。
結論　1.汽油機的一個工作循環包括四個沖程，分別是吸氣沖程、壓
縮沖程、做功沖程、排氣沖程。除了做功沖程外，其他三個沖程是依靠
飛輪的 完成的。
4　
2　
2　
慣性　
機械　
內　
內　
機械　
做功　
排氣　
慣性　
2. 飛輪轉動1周，活塞往復運動1次，完成 個沖程。
2　
【典例2】如圖所示為古人發明的一種活塞式點火器。該點火器以牛角作
套筒，木質推桿前端黏附艾絨。取火時，一手握住套筒，另一手猛推推
桿，艾絨即燃，隨即將桿拔出，口吹立見火苗。手推推桿入筒的過程
中，筒內密封氣體的內能 (選填“增加”或“減少”)，該過程的
能量轉化與內燃機的 沖程的能量轉化相同。
增加　
壓縮　
方法點撥　要求會看圖識別哪個沖程(技巧：一看氣門，二看活塞，三
看火花塞，點火一定是做功沖程)
【變式2】一臺單缸四沖程汽油機的飛輪轉速為1 200 r/min，如圖所示為
它工作循環的 沖程，該汽油機每秒對外做功 次。
做功　
10　
知識點3　柴油機
1. 問題：將下表中汽油機和柴油機的不同點填寫完整。
項目 汽油機 柴油機
頂部構造 ① 噴油嘴
吸入物質 汽油和空氣的混合物 ②
點火方式 ③ 壓燃式
2. 小結：柴油機比汽油機笨重的原因：由于柴油機工作的過程中壓強較
大，要求各有關零件具有較高的結構強度，因此柴油機比較笨重。
火花塞　
空氣　
點燃式　
3. 知識補充：柴油機的應用：載重汽車、拖拉機、坦克、火車、輪
船、發電機等重型機械。汽油機的應用：汽車、摩托車、轎車等較小
型車輛。
【典例3】如圖所示是內燃機某一沖程的示意圖，其中噴油嘴正在噴油，
由圖可知：
(1)這種內燃機是 (選填“汽油機”或“柴油機”)。
柴油機　
(2)它在吸氣沖程吸入的物質是 (選填“空氣”“汽油”“柴油”
或“空氣和汽油的混合物”)。
(3)內燃機的一個工作循環中活塞往復運動 次。
空氣　
2　
【變式3】關于熱機，下列說法正確的是(　C　)
A. 吸氣沖程中，汽油機和柴油機吸入的都是空氣
B. 做功沖程是把機械能轉化為內能
C. 柴油機有噴油嘴卻沒有火花塞
D. 做功沖程是依靠飛輪的慣性完成的
C
1. 利用 做功的機械叫做熱機。
2. 燃料直接在發動機氣缸內燃燒產生動力的熱機叫做 。
3. 汽油機的一個工作循環包括四個沖程，分別是吸氣沖程、壓縮沖程、
做功沖程、排氣沖程。除了做功沖程外，其他三個沖程是依靠飛輪
的 完成的。
4. 飛輪轉動1周，活塞往復運動1次，完成 個沖程。
內能　
內燃機　
慣性　
2　
1. 如圖所示為汽油機工作過程的示意圖，按照吸氣沖程、壓縮沖程、做
功沖程和排氣沖程的順序排列，正確的是(　B　)
A. 丙丁甲乙 B. 乙丙甲丁
C. 甲丙丁乙 D. 甲丁丙乙
B
2. 下列是小普同學跟爺爺學習氣功的四個基本動作，由此他聯想到熱機
的四個沖程，以下與做功沖程最相似的是(　C　)
C
3. 如圖所示，在試管里盛適量的水，用帶玻璃管的橡膠塞塞住試管口，
加熱試管使水沸騰，玻璃管口冒出的“白氣”推動管口處的小葉輪轉
動。下列說法正確的是(　B　)
A. 水在沸騰過程中，不斷吸收熱量，溫度升高
B. 實驗過程中通過熱傳遞使試管內水的內能增大
C. 玻璃管口冒出的“白氣”是水汽化形成的水蒸氣
D. “白氣”使小葉輪轉動的過程相當于汽油機的壓縮沖程
B
4. 如圖A所示，在玻璃筒底部放一小團干燥的棉花，快速壓下活塞，觀
察到棉花燃燒，此過程中活塞對筒內氣體做功，氣體的內能 (選
填“增加”“減少”或“不變”)，這與四沖程汽油機的 沖程的
能量轉化相同。圖B、C、D、E是四沖程汽油機的工作示意圖，與圖A原
理相同的沖程是圖 。
增加　
壓縮　
D　
5. 城市熱島效應，是指城市因大量的人工發熱、建筑物和道路等高蓄熱
體及綠地減少等因素，造成城市“高溫化”，城市中的氣溫明顯高于外
圍郊區的現象。城市內擁有大量鍋爐、加熱器等耗能裝置以及各種機動
車輛，這些機器燃燒各種燃料、消耗大量能源并排放熱量，怎樣減少熱
機對環境的影響？請任寫兩條措施： 、
。
提高燃料燃燒的效率　
使用
通過國家環保要求的燃油　(共18張PPT)
第十二章　內能與熱機
12.4　熱機與社會發展
第2課時　熱機的效率
2022年課程標準 學習目標
1.了解熱機效率的概念以及提高熱
機效率的途徑。 2.會進行熱機效率的簡單計算。 1.能說出熱機工作時的能量流向，
知道什么是熱機效率。
2.【難點】會計算熱機效率。
知識點1　熱機的效率
1. 思考1：用煤氣灶燒水時，煤氣能完全燃燒嗎？煤氣燃燒放出的熱量
能全部被水吸收嗎？
分析討論：煤氣燃燒放出的熱量。
(1)煤氣 完全燃燒，損失了一部分熱量。
(2)煤氣灶本身也會 一部分熱量。
(3)高溫的 帶走了一部分熱量。
(4)還有一部分熱量直接損失掉了。
(5)水吸收的 只占煤氣放出熱量的一部分。
不能　
散失　
廢氣　
熱量　
(6)在燒水的過程中，被水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出熱量的比值，
稱為熱效率。
熱效率的計算公式： 。
η＝×100％　
2. 思考2：在內燃機中，燃料燃燒放出的熱量到哪兒去了？
(1)對于熱機而言，用來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 。
(2)蒸汽機的效率只有 ，汽油機的效率為 ，
柴油機的效率為 。熱機效率總小于 。
(3)設法利用 ，是提高燃料利用率的重要措施。
熱機的效率　
6％～15％　
20％～40％　
30％～45％　
100％　
廢氣能量　
結論　1.定義：用來做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的
能量的比值。叫做熱機的效率。計算公式： 。
知識補充：熱機的效率表示使用熱機時對燃料的利用率的高低，因此熱
機的效率是熱機性能的一個重要指標。
η＝×100％　
【典例1】如圖所示是某內燃機工作時的能量流向圖，該內燃機的熱機效
率是(　B　)
B
A. 25％ B. 35％ C. 40％ D. 75％
【變式1】隨著社會的發展，人民生活水平日益提高，汽車走進了千家萬
戶。目前，大部分的傳統動力汽車仍然是使用汽油機提供動力的，某汽
油機的能量轉化如圖所示。
(1)請你把圖中能量的名稱填寫完整：① ；② 。
內　
機械　
(2)在某一段較短的時間內，這臺汽油機的能量數據如圖所示，則在這段
時間內，這臺汽油機的效率是 。
25％　
方法點撥　熱機效率與功率的區別
熱機效率 熱機功率
定義 用來做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比 單位時間內做的功
物理意義 反映熱機對能量的利用率 反映熱機做功的快慢
定義式
熱機效率：用來做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量的
比值叫做熱機的效率。
計算公式： 。
η＝×100％　
1. 關于熱機的效率，下列說法正確的是(　C　)
A. 熱機做的有用功越多，效率就越高
B. 熱機消耗的燃料越多，效率就越低
C. 在相同條件下，熱機內燃料燃燒越充分，熱機效率就越高
D. 熱機的效率能達到 100％
C
2. 做同樣的有用功，甲、乙柴油機用時和消耗柴油對比如下，下列說法
中正確的是(　D　)
柴油機 完成工作量 時間 消耗柴油
甲 相同 3 h 5 kg
乙 2 h 6 kg
A. 甲的功率較大，熱機效率較低
B. 甲的功率較大，熱機效率較高
C. 乙的功率較大，熱機效率較高
D. 乙的功率較大，熱機效率較低
D
3. 小明用他家的天然氣爐灶，將質量為2 kg、初溫為20 ℃的水加熱到
100 ℃，該過程中水吸收的熱量為 J；此過程中共消耗0.04
m3天然氣，則這些天然氣完全燃燒能放出 J的熱量，該天然
氣灶的效率為 。[q天然氣＝4.0×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
6.72×105　
1.6×106　
42％　
4. 熱機的效率是衡量汽車發動機性能的關鍵指標。2020年9月，我國濰
柴集團發布全球首款熱機的效率突破50％的商業化柴油機，這一成果的
意義猶如人類歷史上百米賽跑首次突破10 s。立志成為汽車設計師的小
明，也想設計改造發動機，使熱機的效率達80％。考慮影響熱機效率的
因素，小明可以在 方面改進創新，假如小明的設想
實現了，會給我們的生活帶來的影響：
。(寫出一條即可)
改良發動機結構　
可以節省燃料、減少有害氣體
的排放等　
5. 一輛汽車以20 m/s的速度在平直的公路上勻速行駛了3 km，該過程汽
車受到的阻力為1 200 N，共燃燒了0.3 kg汽油。(汽油的熱值q＝4.6×107
J/kg)求：
(1)牽引力做的功；
解：(1)已知汽車勻速行駛時受到的阻力f＝1 200 N，由二力平衡的條件可
知汽車的牽引力：
F＝f＝1 200 N
則牽引力做的功：W＝Fs＝1 200 N×3×103 m＝3.6×106 J
解：(1)已知汽車勻速行駛時受到的阻力f＝1 200 N，由二力平衡的條件可
知汽車的牽引力：
F＝f＝1 200 N
則牽引力做的功：W＝Fs＝1 200 N×3×103 m＝3.6×106 J
5. 一輛汽車以20 m/s的速度在平直的公路上勻速行駛了3 km，該過程汽
車受到的阻力為1 200 N，共燃燒了0.3 kg汽油。(汽油的熱值q＝4.6×107
J/kg)求：
(2)這些汽油完全燃燒放出的熱量；
解：(2)這些汽油完全燃燒放出的熱量：Q放＝qm＝4.6×107 J/kg×0.3 kg
＝1.38×107 J
(3)發動機的效率。
解：(3)發動機的效率：η＝＝≈26.1％
答：(略)
解：(2)這些汽油完全燃燒放出的熱量：Q放＝qm＝4.6×107 J/kg×0.3 kg
＝1.38×107 J
解：(3)發動機的效率：η＝＝≈26.1％
答：(略)
6. 五一期間，小明爸爸利用家中汽車進行了自駕游。小汽車以120 km/h
速度行駛了2 h，從油量指示表上估計出消耗汽油約16 L。小明從物理書
上了解到汽油的密度ρ＝0.75×103 kg/m3，汽油的熱值q＝4.5×107
J/kg，汽油機的效率約為30％。求：
(1)16 L汽油完全燃燒放出的熱量；
解：(1)16 L汽油的質量m＝ρV＝0.75×103 kg/m3×16×10－3 m3＝12 kg
16 L汽油完全燃燒釋放的熱量
Q放＝mq＝4.5×107 J/kg×12 kg＝5.4×108 J
解：(1)16 L汽油的質量m＝ρV＝0.75×103 kg/m3×16×10－3 m3＝12 kg
16 L汽油完全燃燒釋放的熱量
Q放＝mq＝4.5×107 J/kg×12 kg＝5.4×108 J
(2)汽車發動機輸出的有用功；
解：(2)發動機輸出的有用功
W有＝ηQ放＝5.4×108 J×30％＝1.62×108 J
6. 五一期間，小明爸爸利用家中汽車進行了自駕游。小汽車以120 km/h
速度行駛了2 h，從油量指示表上估計出消耗汽油約16 L。小明從物理書
上了解到汽油的密度ρ＝0.75×103 kg/m3，汽油的熱值q＝4.5×107
J/kg，汽油機的效率約為30％。求：
(3)汽車勻速行駛過程中所受的阻力。
解：(3)汽車行駛的路程
s＝vt＝120 km/h×2 h＝240 km＝2.4×105 m
由W＝Fs可知，汽車的牽引力
F＝＝ ＝675 N
因汽車勻速行駛，所受的阻力f＝F＝675 N
答：(略)
解：(3)汽車行駛的路程 s＝vt＝120 km/h×2 h＝240 km＝2.4×105 m
由W＝Fs可知，汽車的牽引力
F＝＝ ＝675 N
因汽車勻速行駛，所受的阻力f＝F＝675 N
答：(略)(共20張PPT)
第十二章　內能與熱機
第十二章　內能與熱機　章末復習
【重點知識提煉】
一、內能
1. 物體內部所有分子熱運動的 能和分子 能的總和，叫
做物體的 。
2. 一切物體都有內能。內能的單位是 。物體溫度降低時內
能 ，溫度升高時內能 。物體的內能與 、
、 和 有關。
3. 改變內能的方法有 和 ，它們在改變物體內能上
是 。
分子動　
勢　
內能　
焦耳(J)　
減少　
增加　
溫度　
體
積　
質量　
狀態　
熱傳遞　
做功　
等效的　
4. 如圖甲所示，對物體做功，物體的內能會 ；如圖乙所示，物
體對外做功，物體的內能會 。做功的實質是機械能和內能的相
互 。
增加　
減少　
轉化　
5. 在熱傳遞過程中， 溫物體放熱，內能 ； 溫物體
吸熱，內能 。 相同時，熱傳遞停止。熱傳遞的實質是
內能的 。
高　
減少　
低　
增加　
溫度　
轉移　
二、熱量、熱值
1. 熱量：把物體在熱傳遞過程中內能改變的多少叫做 ，符
號： ，單位： 。
2. 燃料的熱值
(1)我們把某種燃料 燃燒放出的熱量與其質量 ，叫做這
種燃料的熱值。熱值的單位是 ，氣體燃料熱值的單位
是 。熱值表示燃料在完全燃燒時把化學能轉化為內
能的本領大小。
(2)燃料完全燃燒放出熱量的計算公式： 。
熱量　
Q　
焦耳(J)　
完全　
之比　
焦每千克(J/kg)　
焦每立方米(J/m3)　
Q＝mq(Q＝Vq)　
三、比熱容
1. 比熱容是用來表示不同物質的吸熱能力強弱的物理量。
如右圖所示，質量相等的不同物質，在吸收相同的熱量時，升高的溫
度 (選填“相同”或“不同”)。
不同　
2. 一定質量的某種物質，在溫度升高時吸收的熱量與它的 和升
高的 乘積之比，叫做這種物質的比熱容，符號是 ，單位
是 。比熱容是物質的一種 。
3. 水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)，其物理意義是
。水的比熱容大，可以做
冷卻劑，原因是跟其他物質對比，吸收或放出同樣多的熱量時，水的比
熱容較大，溫度變化較 。
4. 吸收(或放出)熱量的計算公式： 。
質量　
溫度　
c　
焦每千克攝氏度[J/(kg·℃)]　
屬性　
1 kg的水溫度升高
(降低)1 ℃所吸收(放出)的熱量為4.2×103 J　
小　
Q＝cmΔt　
四、熱機
1. 熱機
(1)熱機是利用 做功的機械，工作時將 能轉化為
能。
(2)燃料直接在發動機的氣缸內燃燒產生動力的熱機，叫做內燃機，內燃
機分為 和 兩大類。
內能　
內　
機
械　
汽油機　
柴油機　
2. 汽油機和柴油機
(1)如圖所示，汽油機的構造有進氣門、排氣門、 、活塞、氣
缸、連桿和曲軸。多數汽油機是由吸氣、 、 、排氣四
個沖程的不斷循環來保證連續工作的。
火花塞　
壓縮　
做功　
(2)汽油機的四沖程中，只有 沖程是燃氣對
活塞做功，其他三個沖程要靠 來完成。
(3)汽油機的壓縮沖程將 能轉化為 能，
做功沖程將 能轉化為 能。
(4)汽油機的一個工作循環中，曲軸旋轉 圈，
做功1次。
做功　
慣性　
機械　
內　
內　
機械　
2　
(5)將下表中汽油機和柴油機的不同點填寫完整。
項目 汽油機 柴油機
頂部構造 ① 噴油嘴
吸入物質 汽油和空氣的混合物 ②
點火方式 ③ 壓燃式
火花塞　
空氣　
點燃式　
五、熱機的效率
1. 熱機工作時，用來做 的那部分能量，與燃料
放出的能量之比，叫做熱機的效率。熱機效率的計算公式：η
＝ 。
2. 如圖所示，在設計和制造熱機時，要不斷改進和創新，以減少各種能
量 。在熱機的能量損失中， 帶走的能量最多。
有用功　
完全燃燒　
×100％　
損失　
廢氣　
【典例解題提升】
1. 如圖所示，用注射器對密閉容器內的空氣做功(筒內氣體均未有液化現
象)的示意圖，注射器初始狀態如圖甲所示。實驗中緩慢下壓活塞，注射
器末狀態如圖乙所示；若注射器對空氣做功10 J，由甲、乙兩圖可判斷
注射器內空氣與外界環境 (選填“發生”或“不發生”)熱傳遞，
空氣放出 (選填“大于10 J”“10 J”或“小于10 J”)的熱量，空
氣的內能 (選填“增加”“不變”或“減少”)。
發生　
10 J　
不變　
2. 如圖甲所示是四沖程氣油機剖面圖，已知汽油熱值為 4.6×107 J/kg。
(1)在 沖程中，活塞對氣缸內汽油和空氣的混合物做功，使其內
能增加；在 沖程中，氣缸內氣體對活塞做功，汽油機對外輸出
機械能。
(2)2 kg 的汽油完全燃燒，能放出 J的熱量。
壓縮　
做功　
9.2×107　
(3)如圖乙所示為某汽油機工作時的能量流向圖，該汽油機的效率
是 (用圖乙中字母表示)。
(4)行駛中的汽車急剎車時，剎車片會發燙，這是通過 的方式增
加剎車片的內能。
　
做功　
2. 如圖甲所示是四沖程氣油機剖面圖，已知汽油熱值為 4.6×107 J/kg。
3. 甲、乙液體分別置于兩個不同的恒溫封閉環境中，質量保持不變。測
得甲、乙液體的溫度隨時間變化的圖像如圖所示。
(1) (選填“甲”或“乙”)液體的分子運動隨時間變化越來越劇烈。
甲　
(2)甲液體所在環境的溫度 .
(選填“小于 1.7 ℃”“等于 20 ℃”或“大于 35 ℃”)。
大于35 ℃　
(3)乙液體在“1～2 min”段和“8～9 min”段放出的熱量分別為Q1、
Q2，則Q1 (選填“＞”“＝”或“＜”)Q2，依據是

。
＞　
由Q放＝cmΔt
可得，在c和m相同時，“1～2 min”段乙液體的溫度變化量Δt較大，放
出的熱量較多　
4. 某款新型汽車，其專用1.5 L發動機的熱效率高達43 ％，此車每100
km消耗汽油4.4 L(質量為3 kg)，汽油熱值q＝4.6×107 J/kg，求：
(1)4.4 L汽油完全燃燒，可釋放的熱量；
解：(1) 4.4 L汽油質量為3 kg，汽油完全燃燒放出的熱量
Q放＝mq＝3 kg×4.6×107 J/kg＝1.38×108 J
(2)專用1.5 L發動機消耗4.4 L汽油對外做的功；
解：(2)專用1.5 L發動機消耗4.4 L汽油對外做的功：W＝ηQ放＝43％
×1.38×108 J＝5.934×107 J
解：(1) 4.4 L汽油質量為3 kg，汽油完全燃燒放出的熱量
Q放＝mq＝3 kg×4.6×107 J/kg＝1.38×108 J
解：(2)專用1.5 L發動機消耗4.4 L汽油對外做的功：W＝ηQ放＝43％
×1.38×108 J＝5.934×107 J
(3)此車勻速行駛100 km所受的平均阻力f。
解：(3)由W＝Fs可知，汽車發動機的牽引力：F＝＝＝
593.4 N
由于汽車勻速行駛，根據二力平衡條件可知，汽車所受的阻力f＝F＝
593.4 N。
答：(略)
解：(3)由W＝Fs可知，汽車發動機的牽引力：F＝＝＝
593.4 N
由于汽車勻速行駛，根據二力平衡條件可知，汽車所受的阻力f＝F＝
593.4 N。
答：(略)
4. 某款新型汽車，其專用1.5 L發動機的熱效率高達43 ％，此車每100
km消耗汽油4.4 L(質量為3 kg)，汽油熱值q＝4.6×107 J/kg，求：
【科技與物理】
5. 閱讀短文，完成下列問題。
牛頓冷卻定律
當一個物體表面溫度比周圍環境高時，就會向周圍環境散熱，散熱快慢可以用單位時間內散失熱量的多少來表示。英國物理學家牛頓提出：物體散熱快慢與物體和周圍環境的溫度差成正比。后人研究發現，在溫度差不太大的情況下(小于15 ℃)，這個結論符合實際散熱規律，稱為牛頓冷卻定律。如果散熱快慢用q表示，則牛頓冷卻定律可以表示為q＝k(t物－t環)，其中k是散熱系數，與物體的表面性質、表面積、周圍環境性質等因素有關，和物質種類無關，如果上述因素相同，不同物質的散熱系數就相同。
由于不同物質的比熱容不同，即使散熱快慢相同，它們降低相同溫度需要的時間也不同，根據降溫時間可以得到兩種物質比熱容的大小關系，從而可以進行比熱容的測量。
(1)物體向周圍散熱，內能 (選填“變大”“變小”或“不
變”)，這種改變內能的方式叫做 。
(2)把一杯沸水放在房間里，溫度自然降低的規律是 (填字母)。
A. 先快后慢 B. 先慢后快 C. 均勻降低
(3)要喝一杯奶咖啡，可以有以下兩種方式，你認為方式 (填序號)
的冷卻效果較好。
變小　
熱傳遞　
A　
①　
①先將燒開的熱咖啡倒入杯中，冷卻5 min，然后加一匙冷牛奶
②先將燒開的熱咖啡倒入杯中，
立即將一匙冷牛奶加進杯中，
然后冷卻5 min
(4)散熱快慢和下列概念中物理意義最接近的是 (填字母)。
A. 路程 B. 密度 C. 功率 D. 熱效率
(5)一個物體溫度為30 ℃，周圍環境溫度保持20 ℃不變，此時物體的放
熱快慢為q，當物體溫度降低到29 ℃時，散熱快慢為 。
C　
0.9q　(共17張PPT)
第十二章　內能與熱機
12.3　物質的比熱容
第1課時　比熱容及其應用
2022年課程標準 學習目標
1.通過實驗，了解比熱容。 2.能運用比熱容說明簡
單的自然現象。 1.【重點】比熱容的概念。
2.根據吸熱和放熱公式進行簡單的熱量
計算。
3.【難點】理解比熱容的概念并能利用
它解釋有關現象。
知識點1　比較不同物質的吸熱情況
1. 問題：對于不同的物質，例如一種是水，一種是砂石，如果它們的質
量相同，升高的溫度也相同，那么它們吸收的熱量是否相同？
【實驗目的】相同質量的水和砂石加熱相同的時間，比較他們
。
【實驗器材】鐵架臺、天平、酒精燈、兩只相同燒杯、質量相同的水和
砂石、溫度計、玻璃棒、秒表。
升高的
溫度　
2. 實驗：比較不同物質吸熱的情況。
【實驗步驟】(1)用天平稱取相同質量的水和砂石分別放在相同的燒
杯中。
(2)固定好溫度計，記錄好初始的溫度。
(3)用同一盞酒精燈對它們分別加熱，同時攪拌砂石和水，使它們受熱均
勻(如圖所示)。觀察在相同的加熱時間內，它們溫度的變化，并分別記錄
在表格中。
【實驗方法】 法和 法。
【進行實驗】把實驗數據填入表中。
加熱的時間t/min 1 2 3 4 5 6 …
水升高的溫度Δt/℃
砂石升高的溫度Δt/℃
控制變量　
轉換　
現象：相等質量的水和砂石，加熱相同的時間，砂石升高的溫度更 。
高　
【評估交流】(1)轉換法：用 反映吸收熱量的多少。
(2)升高相同溫度時可以用 來比較吸熱能力的強弱。
(3)初溫可以不同，但要升高相同的溫度，以保證 相同。
(4)不同物質的吸熱能力 ，水的吸熱能力比砂石更 。
小結　1.物體吸收熱量的多少與物體的 、物體升高的
、物質種類有關。
加熱時間　
加熱時間　
溫度差　
不同　
強　
質量　
溫
度　
2. 質量相同的不同物質，升高相同的溫度，吸收的熱量一般 。
不同　
知識點2　比熱容
1. 定義：一定質量的某種物質，在溫度升高時吸收的 與它
的 和升高的溫度乘積 ，叫做這種物質的比熱容。比熱
容公式： 。
2. 符號： ，單位： 。
3. 特性：比熱容表示物質的吸熱、放熱性能，是反映物質自身性質的物
理量，與物質的種類 (選填“有關”或“無關”)，與質量、溫度
等 (選填“有關”或“無關”)。
熱量　
質量　
之比　
c＝　
c　
焦每千克攝氏度[J/(kg·℃)]　
有關　
無關　
4. 水的比熱容c水＝ J/(kg·℃)，表示1 kg水溫度升高1 ℃吸收
的熱量是 J。1 kg的水降低1 ℃放出的熱量是 J。
4.2×103　
4.2×103　
4.2×103　
【典例1】關于比熱容，下列說法正確的是(　C　)
A. 比熱容跟物體吸收或放出的熱量有關
B. 物體的質量越大，它的比熱容越大
C. 比熱容是物質自身的性質，與質量、吸收或放出的熱量均無關
D. 物體的溫度越高，它的比熱容越大
【變式1】燒杯中裝有酒精，現用去一半，則下列關于剩余酒精的物理量
中，發生改變的是(　A　)
A. 質量 B. 密度 C. 比熱容 D. 沸點
C
A
知識點3　比熱容的應用
1. 問題：同樣的日照條件，海水的溫度和沙灘不一樣。白天，海水涼，
沙灘燙腳；傍晚，沙灘涼了下來，海水卻還是暖暖的，這是為什么呢？
2. 分析：這是因為海水比沙子的 大，在白天，海水和沙子吸
收同樣多的熱量，水升高的溫度更 ，所以白天海水涼，沙灘燙
腳；晚上，放出同樣多的熱量，因為水降低的溫度更 ，所以海水
還是暖暖的。
比熱容　
少　
少　
【典例2】炎炎夏日，小布來到美麗的海濱城市湛江。他發現，這里的風
常常從陸地吹向海面。她利用學過的物理知識進行分析，并畫出陸地和
海面之間空氣流動情況的示意圖，這種風通常(　D　)
D
A. 發生在白天，且陸地溫度較高
B. 發生在白天，且海水溫度較高
C. 發生在夜晚，且陸地溫度較高
D. 發生在夜晚，且海水溫度較高
【變式2】如圖所示是甲、乙兩種質量相等的液體吸收的熱量與溫度變化
情況的圖像，如果要你在甲、乙兩種液體中選擇一種作為汽車的冷卻
液，你認為選擇 液體更好。
乙　
2. 定義：一定質量的某種物質，在溫度升高時吸收的 與它
的 和升高的溫度乘積 ，叫做這種物質的比熱容。比熱
容公式： 。
3. 符號： ，單位： 。
4. 特性：比熱容是反映物質自身性質的物理量，與物質的種類
(選填“有關”或“無關”)，與質量的大小、溫度的高低等 (選填“有關”或“無關”)。
5. 質量相同的不同物質，升高(降低)相同的溫度，比熱容大的吸收(放出)
的熱量更多。
熱量　
質量　
之比　
c＝　
c　
焦每千克攝氏度[J/(kg·℃)]　
有關
無關
1. 比熱容是表示物質 的強弱的物理量。
吸、放熱能力　
1. 汽車發動機為何用水來冷卻？北方冬天用的暖氣為何用水作介質取
暖？這是因為水的 大，在質量一定的條件下水升高(降低)相同
的溫度時， 多，用水作冷卻劑(散熱劑)效果好。
第1題圖
比熱容　
吸收(放出)的熱量　
2. 利用如圖甲所示裝置探究沙子和水的吸熱能力。
第2題圖
(1)在兩箱子中裝入 相等且初溫相同的水和沙子，用規格相同的
白熾燈模擬太陽對箱中的水和沙子加熱，是為了保證相同時間內水和沙
子 相同。
(2)依據實驗數據描繪的水和沙子的溫度隨時間變化的圖像如圖乙所示，
可知在相同時間內，沙子升高的溫度比水升高的溫度 ，說
明 的吸熱能力強。
質量　
吸收的熱量　
高　
水　
3. 質量和溫度都相同的甲、乙兩種物質，用同樣的加熱器進行加熱，它
們的溫度隨時間變化的圖像如圖所示，下列說法正確的是(　C　)
A. 0～6 min甲比乙吸收的熱量多
B. 6～8 min甲物質吸熱，乙物質不吸熱
C. 8～10 min甲和乙繼續吸熱，但甲和乙溫度保持不變
D. 甲的比熱容大于乙的比熱容
C
4. 將質量相同的三塊金屬甲、乙、丙加熱到相同的溫度后，把它們放到
表面平整的石蠟上。經過一段時間后，石蠟不再熔化，觀察到的現象如
圖所示。三塊金屬放出的熱量 (選填“相同”或“不同”)，三塊
金屬中比熱容最大的是 。
不同　
丙　

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