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专题 内能（第2课时）课件PPT
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这是一份专题 内能（第2课时）课件PPT，共47页。PPT课件主要包含了考点4比热容，考点5热机，热水袋，暖气片，Q吸＝Q放，升高温度，9×103，工作过程，散热损失的能量E5，有用功的能量E4等内容，欢迎下载使用。
考点6：热值和热机效率
转换法：利用加热时间的长短来反映物质吸热的多少。
控制变量法：控制物质的质量、升高的温度（或吸收的热量）相同，改变物质的种类。
①使质量相同的不同物质升高相同的温度，比较加热时间的长短；加热时间长的吸热能力强。②将质量相同的不同物质加热相同时间，比较升高温度的多少；升高温度少的吸热能力强。
①相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同。②相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。
1.物理意义：比热容表示物质吸热（或放热）的能力。2.定义：一定质量的某种物质，在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容，用 c 表示。3.定义式：
4. c水＝4.2× 103J/(kg·℃)，其物理意义是1kg水温度升高（或降低）1℃吸收（ 或放出 ）的热量是4.2×103J。
是比热容的计算式，而不是比热容的决定式。
2.比热容与物质的种类和状态有关，与物质吸热（或放热）的多少、温度高低及温度改变量、质量大小均无关。
3.常见的物质中，水的比热容最大，是4.2× 103J/(kg·℃)。
4.不同物质的比热容一般不同，但有个别的不同物质（例如：冰和煤油），其比热容相同。
水的温度难改变分析：一定质量的水与比热容小的物质相比，吸收（或放出）相同的热量时，水的温度变化小，有利于调节气温。
沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大。
水的吸、放热本领强分析：一定质量的水与比热容小的物质相比，升高（或降低）相同温度时，水吸收热（或放出热）多，有利于用水作为冷却剂或取暖。
1.吸热公式：Q吸＝cm (t－t0)
2.放热公式：Q放＝cm (t0－t)
两个温度不同的物体放在一起组成系统时，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”，用热平衡方程表示：
1.下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是 （ ）A.沿海地区的气温比内陆变化小B.汽车发动机用水作冷却液C.夜晚向稻田里灌水以防冻坏秧苗D.发现人中暑时，常在额头上擦冷水降温
2.甲、乙两物体质量相等，初温相同，把甲投入一杯热水中，平衡后水温降低了10℃，把甲捞出后（不计热量和水的损失），再投入乙，热平衡后水温又降低了10℃。由此可得出（ ）A.甲的比热容小B.乙的比热容小C.甲、乙的比热容一样大D.无法确定
3. 为了比较水和食用油的吸热能力，铭铭用两个相同的装置做了如图所示的实验。已知甲、乙两个容器分别装有水和食用油。
使水和食用油在相同时间内吸热相同
（1）选用相同规格电加热器的目的是________________________________ ；（2）此实验可以控制质量和吸收热量相同，通过比较__________来研究水和食用油吸热能力的差异；
（3）分析实验数据可知，______的吸热能力更强；（4）此实验中，要使水和食用油的最后温度相同，水需要吸收的热量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）食用油吸收的热量；
（5）本实验中食用油的比热容为___________J/（kg•℃）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
解析：因加热时间相同，所以水和食用油吸收的热量相同。根据表中数据可知：加热6分钟，水升高的温度为：45℃－20℃＝25℃食用油升高的温度为： 76℃－20℃＝56℃
1.概念：把内能转化为机械能的机器。2.工作原理：利用内能做功。3.常见的热机：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
1.概念：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。2.常见的内燃机：汽油机和柴油机。
1.构造：如下图所示。
2.冲程：汽油机在工作时，活塞在汽缸内往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
3.工作过程： a.吸气冲程
3.工作过程： b.压缩冲程
阀门：进气门关闭，排气门关闭。活塞运动方向：向上。燃料情况：压缩汽油和空气的混合物，使其内能增加，温度升高。能的转化：机械能转化为内能。
3.工作过程： c.做功冲程
阀门：进气门关闭，排气门关闭。活塞运动方向：向下。过程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花（点燃式），使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。能的转化：内能转化为机械能。
3.工作过程： d.排气冲程
1.四个冲程为一个工作周期，每个工作循环中：活塞往复运动 2 次；曲轴转动 2 次；对外做功 1 次；汽缸内的燃油燃烧爆发 1 次。2.在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程要消耗机械能，是靠飞轮的惯性来完成的，故飞轮的质量要足够大。
1.基本构造和主要部件的作用相似。2.每个工作循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3.四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4.一个工作周期中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
柴油机的汽缸顶部有一个喷油嘴。吸入物质只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度超过柴油的燃点（压燃式），此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。
1.构造细节不同：汽油机汽缸顶有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。2.燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的是柴油。3.吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。4.点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。5.效率不同：汽油机轻巧，效率较低，如小汽车、摩托车；柴油机笨重，效率较高，如载重汽车、火车、轮船等。
1.热机包括内燃机，柴油机和汽油机都属于内燃机，关于热机的下列说法中正确的是（ ）A.汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞B.柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸C.四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程D.在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能
2.单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有（ ）A.吸气、做功和排气冲程B.吸气、压缩和做功冲程C.压缩、做功和排气冲程D.吸气、压缩和排气冲程
对于热机而言，燃料释放出的能量只有一部分用来做有用功，其他能量用来克服热机自身摩擦做功以及以热能的形式散失到空气中，同时废气还会带走一部分能量。
燃料完全燃烧放出的能量E1
热机的效率与燃料的种类（热值大小）、燃料的质量、热机的工作时间、做功的多少均无关。因此采用热值大的燃料并不能提高热机的效率。
提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；改进热机材料等，减少能量损失；通过合适的方法收集利用废气的能量；做好保养和维护，减少机械的摩擦损耗。
三种热效率的计算——热机效率
三种热效率的计算——太阳能热水器效率
1.如图为某汽车内燃机的能量流向图，已知q汽油 = 4.6×107J/kg。则下列说法错误的是（ ）A.发动机在做功冲程把内能转化为机械能B.该内燃机的效率为30%C.为确保发动机正常工作，可用水对其冷却D.燃烧1kg汽油一定释放4.6×107J的能量
2.汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%．机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是（ ）×104J ×104J ×104JD.2.3×104 J
1.如图甲所示是“不同物质的吸热情况”实验装置，小明用两个相同的容器分别装入A、B两种液体，用相同的装置加热。（1） 实验时应量取两种液体的____________相同。（2） 用相同的酒精灯加热时，两种液体吸收热量的多少可通过加热时间来比较，这种研究方法是______________。
1.如图甲所示是“不同物质的吸热情况”实验装置，小明用两个相同的容器分别装入A、B两种液体，用相同的装置加热。（3） 根据实验数据绘制的温度与时间的关系如图乙所示，分析图像可知，两种液体的比热容cA ________ cB（填“大于”、“等于”或“小于”）。冬天小明想制作一个暖手袋，若从A或B中选一种液体装入暖手袋中制作供热物质，则应选择：___（填“A”或“B”）。
2.如图所示为单缸四冲程汽油机某冲程剖面图，此冲程是________冲程。若飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功________次，若消耗100g汽油，则对外放出的热量________J。（q汽油＝4.6×107J/kg）
3.某物理兴趣小组的同学，用燃气灶烧水时给10kg水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.08m3的天然气，水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，天然气热值为q＝6.3×107J/m3。求：①天然气完全燃烧产生的热量；
解：根据热值公式可知，天然气完全燃烧产生的热量：Q放＝qV＝ 6.3×107J/m3×0.08m3＝5.04×106J
3.某物理兴趣小组的同学，用燃气灶烧水时给10kg水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.08m3的天然气，水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，天然气热值为q＝6.3×107J/m3。求：②经过6min加热，水所吸收的热量；
3.某物理兴趣小组的同学，用燃气灶烧水时给10kg水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.08m3的天然气，水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，天然气热值为q＝6.3×107J/m3。求：③燃气灶烧水时的热效率。
4.某辆小轿车油箱里有30kg汽油，司机小王驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km。假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N，该轿车的效率为30%，汽油的热值为4.6×107J/kg，求：①汽车到达目的地牵引力所做的功；
解：轿车匀速行驶时，牵引力和受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，汽车的牵引力F＝f＝920N汽车到达目的地牵引力所做的功：W＝Fs＝920N×300×1000m＝2.76×108J
4.某辆小轿车油箱里有30kg汽油，司机小王驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km。假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N，该轿车的效率为30%，汽油的热值为4.6×107J/kg，求：②通过计算说明汽车行驶途中是否需要加油？
考点6：热值和热机效率
转换法：利用加热时间的长短来反映物质吸热的多少。
控制变量法：控制物质的质量、升高的温度（或吸收的热量）相同，改变物质的种类。
①使质量相同的不同物质升高相同的温度，比较加热时间的长短；加热时间长的吸热能力强。②将质量相同的不同物质加热相同时间，比较升高温度的多少；升高温度少的吸热能力强。
①相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同。②相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。
1.物理意义：比热容表示物质吸热（或放热）的能力。2.定义：一定质量的某种物质，在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容，用 c 表示。3.定义式：
4. c水＝4.2× 103J/(kg·℃)，其物理意义是1kg水温度升高（或降低）1℃吸收（ 或放出 ）的热量是4.2×103J。
是比热容的计算式，而不是比热容的决定式。
2.比热容与物质的种类和状态有关，与物质吸热（或放热）的多少、温度高低及温度改变量、质量大小均无关。
3.常见的物质中，水的比热容最大，是4.2× 103J/(kg·℃)。
4.不同物质的比热容一般不同，但有个别的不同物质（例如：冰和煤油），其比热容相同。
水的温度难改变分析：一定质量的水与比热容小的物质相比，吸收（或放出）相同的热量时，水的温度变化小，有利于调节气温。
沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大。
水的吸、放热本领强分析：一定质量的水与比热容小的物质相比，升高（或降低）相同温度时，水吸收热（或放出热）多，有利于用水作为冷却剂或取暖。
1.吸热公式：Q吸＝cm (t－t0)
2.放热公式：Q放＝cm (t0－t)
两个温度不同的物体放在一起组成系统时，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”，用热平衡方程表示：
1.下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是 （ ）A.沿海地区的气温比内陆变化小B.汽车发动机用水作冷却液C.夜晚向稻田里灌水以防冻坏秧苗D.发现人中暑时，常在额头上擦冷水降温
2.甲、乙两物体质量相等，初温相同，把甲投入一杯热水中，平衡后水温降低了10℃，把甲捞出后（不计热量和水的损失），再投入乙，热平衡后水温又降低了10℃。由此可得出（ ）A.甲的比热容小B.乙的比热容小C.甲、乙的比热容一样大D.无法确定
3. 为了比较水和食用油的吸热能力，铭铭用两个相同的装置做了如图所示的实验。已知甲、乙两个容器分别装有水和食用油。
使水和食用油在相同时间内吸热相同
（1）选用相同规格电加热器的目的是________________________________ ；（2）此实验可以控制质量和吸收热量相同，通过比较__________来研究水和食用油吸热能力的差异；
（3）分析实验数据可知，______的吸热能力更强；（4）此实验中，要使水和食用油的最后温度相同，水需要吸收的热量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）食用油吸收的热量；
（5）本实验中食用油的比热容为___________J/（kg•℃）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
解析：因加热时间相同，所以水和食用油吸收的热量相同。根据表中数据可知：加热6分钟，水升高的温度为：45℃－20℃＝25℃食用油升高的温度为： 76℃－20℃＝56℃
1.概念：把内能转化为机械能的机器。2.工作原理：利用内能做功。3.常见的热机：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
1.概念：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。2.常见的内燃机：汽油机和柴油机。
1.构造：如下图所示。
2.冲程：汽油机在工作时，活塞在汽缸内往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
3.工作过程： a.吸气冲程
3.工作过程： b.压缩冲程
阀门：进气门关闭，排气门关闭。活塞运动方向：向上。燃料情况：压缩汽油和空气的混合物，使其内能增加，温度升高。能的转化：机械能转化为内能。
3.工作过程： c.做功冲程
阀门：进气门关闭，排气门关闭。活塞运动方向：向下。过程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花（点燃式），使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。能的转化：内能转化为机械能。
3.工作过程： d.排气冲程
1.四个冲程为一个工作周期，每个工作循环中：活塞往复运动 2 次；曲轴转动 2 次；对外做功 1 次；汽缸内的燃油燃烧爆发 1 次。2.在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程要消耗机械能，是靠飞轮的惯性来完成的，故飞轮的质量要足够大。
1.基本构造和主要部件的作用相似。2.每个工作循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3.四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4.一个工作周期中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
柴油机的汽缸顶部有一个喷油嘴。吸入物质只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度超过柴油的燃点（压燃式），此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。
1.构造细节不同：汽油机汽缸顶有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。2.燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的是柴油。3.吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。4.点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。5.效率不同：汽油机轻巧，效率较低，如小汽车、摩托车；柴油机笨重，效率较高，如载重汽车、火车、轮船等。
1.热机包括内燃机，柴油机和汽油机都属于内燃机，关于热机的下列说法中正确的是（ ）A.汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞B.柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸C.四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程D.在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能
2.单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有（ ）A.吸气、做功和排气冲程B.吸气、压缩和做功冲程C.压缩、做功和排气冲程D.吸气、压缩和排气冲程
对于热机而言，燃料释放出的能量只有一部分用来做有用功，其他能量用来克服热机自身摩擦做功以及以热能的形式散失到空气中，同时废气还会带走一部分能量。
燃料完全燃烧放出的能量E1
热机的效率与燃料的种类（热值大小）、燃料的质量、热机的工作时间、做功的多少均无关。因此采用热值大的燃料并不能提高热机的效率。
提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；改进热机材料等，减少能量损失；通过合适的方法收集利用废气的能量；做好保养和维护，减少机械的摩擦损耗。
三种热效率的计算——热机效率
三种热效率的计算——太阳能热水器效率
1.如图为某汽车内燃机的能量流向图，已知q汽油 = 4.6×107J/kg。则下列说法错误的是（ ）A.发动机在做功冲程把内能转化为机械能B.该内燃机的效率为30%C.为确保发动机正常工作，可用水对其冷却D.燃烧1kg汽油一定释放4.6×107J的能量
2.汽油机工作时的热损失情况是：汽缸散热损失30%，废气带走35%．机械摩擦损耗10%，则完全燃烧2g汽油（热值为4.6×107J/kg）获得的机械能是（ ）×104J ×104J ×104JD.2.3×104 J
1.如图甲所示是“不同物质的吸热情况”实验装置，小明用两个相同的容器分别装入A、B两种液体，用相同的装置加热。（1） 实验时应量取两种液体的____________相同。（2） 用相同的酒精灯加热时，两种液体吸收热量的多少可通过加热时间来比较，这种研究方法是______________。
1.如图甲所示是“不同物质的吸热情况”实验装置，小明用两个相同的容器分别装入A、B两种液体，用相同的装置加热。（3） 根据实验数据绘制的温度与时间的关系如图乙所示，分析图像可知，两种液体的比热容cA ________ cB（填“大于”、“等于”或“小于”）。冬天小明想制作一个暖手袋，若从A或B中选一种液体装入暖手袋中制作供热物质，则应选择：___（填“A”或“B”）。
2.如图所示为单缸四冲程汽油机某冲程剖面图，此冲程是________冲程。若飞轮转速为3000r/min，则1s对外做功________次，若消耗100g汽油，则对外放出的热量________J。（q汽油＝4.6×107J/kg）
3.某物理兴趣小组的同学，用燃气灶烧水时给10kg水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.08m3的天然气，水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，天然气热值为q＝6.3×107J/m3。求：①天然气完全燃烧产生的热量；
解：根据热值公式可知，天然气完全燃烧产生的热量：Q放＝qV＝ 6.3×107J/m3×0.08m3＝5.04×106J
3.某物理兴趣小组的同学，用燃气灶烧水时给10kg水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.08m3的天然气，水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，天然气热值为q＝6.3×107J/m3。求：②经过6min加热，水所吸收的热量；
3.某物理兴趣小组的同学，用燃气灶烧水时给10kg水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.08m3的天然气，水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，天然气热值为q＝6.3×107J/m3。求：③燃气灶烧水时的热效率。
4.某辆小轿车油箱里有30kg汽油，司机小王驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km。假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N，该轿车的效率为30%，汽油的热值为4.6×107J/kg，求：①汽车到达目的地牵引力所做的功；
解：轿车匀速行驶时，牵引力和受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，汽车的牵引力F＝f＝920N汽车到达目的地牵引力所做的功：W＝Fs＝920N×300×1000m＝2.76×108J
4.某辆小轿车油箱里有30kg汽油，司机小王驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km。假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N，该轿车的效率为30%，汽油的热值为4.6×107J/kg，求：②通过计算说明汽车行驶途中是否需要加油？
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