熱和能知識點總結

2024年2月22日發(作者：自由呼吸)

第十九章 熱和能

一、單元復習目的

1、知識與技能目標：

（1）能用分子動理論解釋某些熱現象；嘗試用比熱容解釋某些自然現象；能用能量轉化和守恒的觀點分析物理現象。

（2）知道做功的過程就是能量轉化或轉移的過程；通過實例了解能量及其存在的不同形式，能簡單描述各種各樣能量和我們生活的關系；知道能量守恒定律；能舉出日常生活中能量守恒的實例。

（3）從能量轉化的角度認識燃料的熱值；通過能量轉化和轉移，認識效率。

2、過程與方法目標：

通過觀察和實驗，初步了解分子動理論；通過實驗，了解比熱容的概念。

3、情感、態度與價值觀目標：

（1）了解屬性（本章特指比熱容）對科技進步的影響。了解機械使用的歷史，認識機械使用對社會發展的作用。了解內能的利用在人類社會發展史上的重要意義。感受各種能量和我們生活的關系。

（2）有用能量轉化與守恒的觀點分析物理現象的意識。

二、復習的重點和難點

重點：能用比熱容解釋某些自然現象；做功的過程就是能量轉化或轉移的過程。

難點：能用比熱容解釋某些自然現象。

三、知識梳理

四、教學課時：三課時

第一課時

一、基礎練習

1、一切物體的分子都在不停地做無規則的運動。

2、擴散：不同物質在相互接觸時，彼此進入對方的現象。

3、擴散現象說明：A分子之間有間隙。B分子在做不停的無規則的運動。

4、熱運動：物體內部大量分子的無規則運動叫做熱運動。溫度越高擴散越快。說明：溫度越高，分子無規則運動的速度越大。

5、分子間有相互作用的引力和斥力。

6、內能：物體內部所有分子做無規則運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內能。

7、影響物體內能大小的因素：①溫度、②質量

8、改變內能的方法：做功和熱傳遞。

二、復習內容

1、分子動理論及其應用：

（1）物質是由分子組成的。分子若看成球型，其直徑以10m來度量。

（2）一切物體的分子都在不停地做無規則的運動

①擴散：不同物質在相互接觸時，彼此進入對方的現象。

②擴散現象說明：A分子之間有間隙。B分子在做不停的無規則的運動。

③課本P75圖19、2-2裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是：防止二氧化氮擴散被誤認為是重力作用的結果。實驗現象：兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻，結論：氣體分子在不停地運動。

④固、液、氣都可擴散，擴散速度與溫度有關。

⑤分子運動與物體運動要區分開：擴散、蒸發等是分子運動的結果，而飛揚的灰塵，液、氣體對流是物體運動的結果。

（3）分子間有相互作用的引力和斥力。

①，固體和液體很難被壓縮是因為：分子之間的斥力起主要作用。

②分子之間存在引力 固體很難被拉斷，鋼筆寫字，膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。

③分子之間作用力十分微弱，可忽略不計。

破鏡不能重圓的原因是：鏡塊間的距離遠大于分子之間的作用力的作用范圍，鏡子不能因分子間作用力而結合在一起。

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2、內能的初步概念：

（1）內能：物體內部所有分子做無規則運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內能。

（2）物體在任何情況下都有內能：既然物體內部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用，那么內能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水，還是寒冷的冰塊。

（3）影響物體內能大小的因素：①溫度：在物體的質量，材料、狀態相同時，溫度越高物體內能越大。②質量：在物體的溫度、材料、狀態相同時，物體的質量越大，物體的內能越大。③材料：在溫度、質量和狀態相同時，物體的材料不同，物體的內能可能不同。④存在狀態：在物體的溫度、材料質量相同時，物體存在的狀態不同時，物體的內能也可能不同。

（4）內能與機械能不同：機械能是宏觀的，是物體作為一個整體運動所具有的能量，它的大小與機械運動有關內能是微觀的，是物體內部所有分子做無規則運動的能的總和。內能大小與分子做無規則運動快慢及分子作用有關。這種無規則運動是分子在物體內的運動，而不是物體的整體運動。

（5）熱運動：物體內部大量分子的無規則運動叫做熱運動。

溫度越高擴散越快。說明：溫度越高，分子無規則運動的速度越大。

3、內能的改變：

（1）內能改變的外部表現：

物體溫度升高（降低）——物體內能增大（減小）。

物體存在狀態改變（熔化、汽化、升華）——內能改變。

反過來，不能說內能改變必然導致溫度變化。（因為內能的變化有多種因素決定）

（2）改變內能的方法：做功和熱傳遞。

A、做功改變物體的內能：

①做功可以改變內能：對物體做功物體內能會增加。

物體對外做功物體內能會減少。

②做功改變內能的實質是內能和其他形式的能的相互轉化

③解釋事例：P80圖19、3-7看到棉花燃燒起來了，這是因為活塞壓縮空氣做功，使空氣內能增加，溫度升高，達到棉花燃點使棉花燃燒。鉆木取火：使木頭相互摩擦，人對木頭做功，使它的內能增加，溫度升高，達到木頭的燃點而燃燒。圖3-8看到當塞子跳起來時，容器中出現了霧，這是因為瓶內空氣推動瓶塞對瓶塞做功，內能減小，溫度降低，使水蒸氣液化凝成小水滴。

B、熱傳遞可以改變物體的內能。

①熱傳遞是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現象。

②熱傳遞的條件是有溫度差，傳遞方式是：傳導、對流和輻射。熱傳遞傳遞的是內能（熱量），而不是溫度。

③熱傳遞過程中，物體吸熱，溫度升高，內能增加；放熱溫度降低，內能減少。

④熱傳遞過程中，傳遞的能量的多少叫熱量，熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質是內能的轉移。

C、做功和熱傳遞改變內能的區別：由于它們改變內能上產生的效果相同，所以說做功和熱傳遞改變物體內能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內能的實質不同，前者能的形式發生了變化，后者能的形式不變。

D、溫度、熱量、內能 區別：

△溫度：表示物體的冷熱程度，用“高、低”描述。

溫度升高 內能增加

不一定吸熱。如：鉆木取火，摩擦生熱。

△熱量：是一個過程，表示物體的內能轉移量多少，用“吸收、放出”來描述。

吸收熱量 不一定升溫。如：晶體熔化，水沸騰。

內能不一定增加。如：吸收的熱量全都對外做功，內能可能不變。

△內能：是一個狀態量，表示所有分子的動能和勢能總和，用“具有”來描述。

內能增加 不一定升溫。如：晶體熔化，水沸騰。

不一定吸熱。如：鉆木取火，摩擦生熱

三、復習過程

例1：鹽城市中考下列各圖中，屬于內能轉化為機械能的是

A.兩手相互 B.水沸騰時蒸汽 C.鋸木頭鋸子發燙 D.壓縮空氣引火

摩擦能發熱 沖開壺蓋

例2：泰安市中考關于物體的內能，下列說法中正確的是

A.物體運動的越快，物體的內能越大

B.物體舉得越高，物體的內能越大

C.溫度為-40℃的冰塊沒有內能

D. 火箭點火升空過程中將燃料燃燒時放出的內能轉化為機械能

例3：濟寧市中考各種形式的能之間可以在一定的條件下相互轉化，請按表中示例完成表格。

四、堂上練習

1、 下列現象中，利用內能做功的是 （ ）

A、冬天在戶外時兩手相搓一會兒就暖和

B、刀在砂輪的高速摩擦之下濺出火花

C、在烈日之下柏油路面被曬熔化了

D、火箭在“熊熊烈火”的噴射中沖天而起

2.下列事列中，用做功的方法使物體內能增加的是 （ ）

A、熱水淋浴后全身感到暖和

B、冬天，對手“哈氣”，手感到暖和

C、冬天，兩手互相摩擦，手感到暖和

D、冬天，在房間內用暖氣取暖，全身感到暖和

3、改變物體內能的方式有兩種，飲料放進冰箱后溫度降低，是用______的方式減少飲料的內能；在汽油機的壓縮沖程中，是通過______ 的方式增加燃料混合物的內能．

4、飛機在萬米高空飛行時，艙外大氣壓比艙內氣壓低．要使艙內獲得新鮮空氣,必須使用壓縮機把空氣從艙外壓進艙內．在這個過程中，壓縮機對空氣做功，空氣的

A.溫度升高 內能增加 B．溫度降低 內能減少

C.沮度升高 內能減少 D．溫度降低 內能增加

5.下列現象中，屬于用熱傳遞的方式改變物體內能的是

A．菜刀在砂輪上磨得發燙 B．用打氣筒打氣時筒壁發熱

C．兩手互相摩擦時手發熱 D．在爐子上燒開水

五、教學反思

能量轉化

化學能轉化為電能

機械能轉化為內能

實 例

干電池對外供電

用電熨斗熨衣服

第二課時

一、基礎練習

1、比熱容：單位質量的某種物質溫度升高（降低）1℃時吸收（放出）的熱量。

2、比熱容是物質的一種特性，大小與物體的種類、狀態有關，與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。

3、水的比熱容為4.2×10J(kg·℃) 表示：1kg的水溫度升高（降低）11℃吸收（放出）的熱量為4.2×10J

4、比熱容計算公式：Ｑ吸＝Ｃm（t－t0），Ｑ放＝Ｃm（t0－t）

二、復習內容

1、比熱容：

⑴ 定義：單位質量的某種物質溫度升高（降低）1℃時吸收（放出）的熱量。

⑵ 物理意義：表示物體吸熱或放熱的本領的物理量。

⑶比熱容是物質的一種特性，大小與物體的種類、狀態有關，與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。

⑷水的比熱容為4.2×10J(kg·℃) 表示：1kg的水溫度升高（降低）11℃吸收（放出）的熱量為4.2×10J

⑸水常調節氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為水的比熱容大

2、計算公式：Ｑ吸＝Ｃm（t－t0），Ｑ放＝Ｃm（t0－t）

3、熱平衡方程：不計熱損失 Ｑ吸＝Ｑ放

三、復習過程

例1：下列說法中正確的是 （ ）

A、一杯煤油用去一半，它的比熱減為原來的二分之一

B、吸收熱量多的物體比熱一定大

C、高溫物體放出的熱量一定多

D、質量相同的水和煤油吸收了相同的熱量，煤油升高的溫度大于水升長高的溫度

例2：把質量為500克，溫度為40°C的鋁塊加熱到100°C，鋁塊吸收了多少熱量？如果這些熱量用來給水加熱，能使多少20°C的水升高到40°C？

例3：質量不同，初溫相等的大、小兩個鐵塊，吸收了相等熱量后將它們接觸，則大、小鐵塊之間有沒有熱傳遞，為什么？

3333

四、堂上練習

1、人們在生活中用熱水取暖，生產上常用水作為冷卻劑，這因為水的（ ）

A、比熱大 B、吸收的熱量多 C、放出的熱量多 D、密度較大

2、甲、乙兩種物體質量相同比熱不同，當它們升高相同溫度時，一定是（ ）

A、比熱小的吸收熱量多 B、比熱大的吸收熱量多

C、甲、乙吸收的熱量一樣多 D、因初溫不知道無法判定

3、初溫相同，質量也相同的水和銅塊，吸收相等的熱量后，再將銅塊投入水中，則會出現 （ ）

A、銅塊放熱，水吸熱 B、銅塊吸熱，水放熱

C、銅塊與水之間不發生熱傳遞 D、水的內能傳遞到銅塊上

4、小明在烈日當空的海邊玩耍，發現沙子燙腳，而海水卻很涼。同樣，太陽光照射，為什么會出現不同的結果呢？小明想：是不是沙子和海水吸熱升溫快慢不同呢？于是他從海邊取一些沙子和海水帶回家進行探究。

小明在兩個相同的玻璃杯中分別裝上了相同質量的海水和沙子，用一個100W的白熾燈同時照射它們，并用溫度計測出它們不同時刻的溫度值。記錄的數據如下表所示。

照射時間/min

溫度/℃ 海水

沙子

0

31．0

31．0

2

31．6

32．5

4

32．1

33．8

6

32．5

34．8

8

32．8

35．8

10

33．0

36

12

33．1

36．3

（1）小明探究的物理問題是什么？

（2）分析小明探究中收集到的數據，你可以得出什么探究結論？

（3）小明發現“夏天海邊的沙子燙腳而海水卻很涼”，請你用簡單的語言從日常生活中或自然中舉出一個類似的現象

5、把500克的水加熱到100°C，吸收了1.68×10焦的熱量，則它的初溫是多少？

6、鋁的比熱是0. 88×10焦 / (千克·℃)，水的比熱是4.2×10焦 / (千克·℃) ．質量為0.3千克的鋁鍋中放有2千克的水，把它們從20℃加熱到80℃時，

（1）鋁鍋需要吸收多少熱量

（2）水需要吸收多少熱量

（3）一共需要吸收多少熱量

五、教學反思

335

第三課時

一、基礎練習

1、燃料燃燒：化學能轉化為內能。

2、1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。

3、熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉變成內能的本領大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態、質量、體積等均無關。

4、熱機：利用燃料的燃燒來做功的裝置。能的轉化：內能轉化為機械能

5、內燃機四個階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。

二、復習內容

1、內能的獲得——燃料的燃燒

燃料燃燒：化學能轉化為內能。

2、熱值

（1）定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。

（2）單位：J/kg

（3）關于熱值的理解：

① 對于熱值的概念，要注重理解三個關鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質量而言，如果燃料的質量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料：說明熱值與燃料的種類有關。完全燃燒：表明要完全燒盡，否則1kg燃料化學能轉變成內能就不是該熱值所確定的值。

② 熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉變成內能的本領大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態、質量、體積等均無關。

（3）公式：Q＝mq（q為熱值）。

實際中，常利用Q吸＝Q放即cm(t-t0)=ηqm′聯合解題。

（4）煤氣的熱值是3.9×10J/m，它表示：1m煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×10J。

（5）火箭常用液態氫做燃料，是因為：液態氫的熱值大，體積小便于儲存和運輸

（6）爐子的效率：

① 定義：爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。

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② 公式：η=Q有效/ Q總= cm(t-t0)/ qm′

3、內能的利用

（1）內能的利用方式：

⑴ 利用內能來加熱；從能的角度看，這是內能的轉移過程。

⑵ 利用內能來做功；從能的角度看，這是內能轉化為機械能。

（2）熱機：定義：利用燃料的燃燒來做功的裝置。

能的轉化：內能轉化為機械能

蒸氣機——內燃機——噴氣式發動機

（3）內燃機：將燃料燃燒移至機器內部燃燒，轉化為內能且利用內能來做功的機器叫內燃機。它主要有汽油機和柴油機。

（4）內燃機大概的工作過程：內燃機的每一個工作循環分為四個階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段，吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的，而做功沖程是內燃機中唯一對外做功的沖程，是由內能轉化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉化為內能。

（5） 熱機的效率：熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。

公式：η=W有用/ Q總= W有用/qm

提高熱機效率的途徑：

使燃料充分燃燒

盡量減小各種熱量損失

機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。

（6）汽油機和柴油機的比較：

4、能量守恒定律：

能量即不會憑空消失，也不會憑空產生，它只是從一種形式轉化為其他形式，或者從一種物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。

四、教學過程

例1：汽油機是由四個沖程不斷循環而工作的，圖相同點

吸氣

不

同

點燃方式

點

效率

應用

低

小型汽車、摩托車

高

載重汽車、大型拖拉機

點燃式 壓燃式

沖程

吸入汽油與空氣的混合氣體

吸入空氣

構造：

汽油機

頂部有一個火花塞。

柴油機

頂部有一個噴油嘴。

沖程：活塞在往復運動中從汽缸的一端運動到另一端。

1個工作循環活塞往復運動2次，曲軸和飛輪轉動2周，經歷4個沖程，做功1次。

2中表示內能轉化為機械能的沖程是（ ）

圖2

A． B． C． D．

例2下列四種現象中，只發生能的轉移而不發生能的轉化的過程是 （ ）

．．．． A、燒水時，水蒸氣頂起壺蓋

B、閉合開關后，燈泡發光

C、冬天，用手摸戶外的金屬桿時手感覺到冷

D、給電動自行車的蓄電池充電

四、堂上練習

1、用鋁壺燒開水，壺中的水蒸氣將壺蓋頂起來，這是消耗水蒸氣的 能對外做功，將水蒸氣的 能轉化成壺蓋的 能。

2、下列事例中，能表示能量轉化或轉移具有“方向性"的事例是

A．電能可以轉化為機械能，機械能也可以轉化為電能

B．熱量可以自發地從高溫物體傳遞給低溫物體，但卻不能自發地從低溫物體傳遞到高溫物體

C．動能可以和重力勢能相互轉化

D．電能可以轉化為內能，內能也可以部分地轉化為電能

3、、內燃機的一個工作循環的四個沖程，圖中表示的是其中的________沖程；它將______能轉化成_______能．

4、某學校每天需要將1000kg、20℃的水燒開供師生飲用。

（1）請計算學校每天燒開水所需要的熱量時多少？

（2）如果煤氣的熱值為3.9×10J/m，燃燒煤氣放出的熱量只有60%被水吸收，學校每天燒水需要多少m的煤氣？（結果保留一位小數）

5、如圖8所示，其中能量轉化形式相同的是 ( )

373 圖8

A．甲和乙 B．乙和丙 C．甲和丙 D．乙和丁

五、教學反思