内能与热机知识点

一、内能
1．分子热运动：分子在不停地做无规则运动，2．分子动能：分子由于运动而具有的能叫作分子动能.
3．物体温度越高，分子热运动越剧烈，分子的的动能越大.
4．分子勢能:由于分子之间存在引力和斥力所以分子具有势能,叫作分子势能.
5．内能：构成物体内部所有的分子动能和分子势能的总和叫做物体的内能.
6．内能的单位为焦耳.
7．内能特点
（1）一切物体在任何情况下都具有内能：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，
无论物体处于何种状态、是何形状、温度是高是
低
（2）内能与温度和物态的关系:同一物体,当物态不変时,温度升高,内能增加,温度降低,内能减
少,同一物体,当物态发生变化时,内能也会不
同.
（3）内能具有不可测量性,即不能准确知道一个物体的内能的具体数值.
（4）内能是指物体的内能,不是分子的内能,不能说内能是个别分子和少数分子所具有的
8．影响物体内能大小的因素：
（1）与物体的温度有关：在物体的质量，体积、材料、状态相同时，温度越高，物体内部分子
的无规则运动越剧烈，分子动能就越大，
物体的内能就越大.
（2）与物体的质量有关：在物体的温度、体积、材料、状态相同时，物体的质量越大，分子的数目就越
多,物体的内能越大.
（3）与与构成物体的物质种类有关：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，因不
同物质的分子大小结构不同,在温度相同
时,尽管它们的分子动能相同,但分子势能不相
同.物体的内能可能不同.
（4）与物体的存在状态有关：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.
（5）与物体的体积大小有关:物体的质量温度材料、
状态一定时,物体的体积大小影响分子之间
的距离,就影响了分子间的相互作用力的大
小,从而影响分子势能的大小,进而影响
物体内能的大小.
（6）与物体的状态有关:物体的质量、温度体积、一定时,物体的状态影响分子间的距离,同
样能影响分子间相互作用力的大小,
从而影响分子势能的大小,如相同质量的0℃
的水的内能比0℃的冰的内能大
9．内能与机械能不同：
（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.
10．热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动.
二、做功热传递
1．内能改变的外部表现：物体温度升高（降低）——物体内能增大（减小）；物体存在状态改变（熔化、
汽化、升华）——内能改变.
2．不能说内能改变必然导致温度变化.（因为内能的变化有多种因素决定）
3．改变物体的内能两种方法热传递和做功，这两种方法对改变物体的内能是等效的.
（1）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做功改变内能的实质：内能和其他形式的能的相
互转化
③如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量
内能的改变大小.（Ｗ＝△Ｅ）
④物体对外做功，物体的内能减少；外界对物体
做功，物体的内能增加.
⑤解释事例：甲看到棉花燃烧起来了，这是因为活
塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，
达到棉花燃点使棉花燃烧.钻木取火：使
木头相互摩擦，人对木头做功，使它的内能增加，
温度升高，达到木头的燃点而燃烧.看
到当塞子跳起来时，容器中出现了雾，这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能
减小，温度降低，使水蒸气液化凝成小水
滴.
（2）热传递可以改变物体的内能.
①定义：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实质：内能的转移
③热量（Q）：在热传递过程中，转移能量的多少
叫热量.热量是变化量，只能说“吸收热量”
或“放出热量”，不能说“具有热量”.物体含
有热量的说法是错误（填“正确”或“错误”）
的.“传递温度”的说法也是错的.
④热传递的条件是有温度差，如果没有温度差，
就不会发生热传递.如右图，烧杯中的水不沸腾，因为没有温度差.
⑤传递方式是：传导、对流和辐射.热量的单
位是焦耳.
⑥在热传递过程中，低温物体吸收热量，温度升
高，内能增大；高温物体放出热量，温度降
低，内能减少.
⑦做功与热传递的异同
相同点：由于它们改变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
不同点：前者能的形式发生了变化，后者能的形式没变
4．温度、热量、内能区别：
（1）温度：宏观上表示物体的冷热程度.微观上：反映物体中大量分子无规则运动的剧烈程度.只能
说“是”“降低”“升高”；温度升高内能增加，
温度升高不一定吸热.如：钻木取火，摩擦
生热.
（2）热量：在热传递过程中的变化量，是吸收或放出能量的多少，是能量转移的数量.只能说“放出”
“吸收”吸收热量不一定升温.如：晶体熔
化，水沸腾.吸收热量内能不一定增加.如：
吸收的热量全都对外做功，内能可能不变.（3）内能：物体内部所有的分子动能和分子势能的总和.内能是一个状态量；内能增加
不一定升温.如：晶体熔化，水沸腾.内能增
加不一定吸热.如：钻木取火，摩擦生热.
热传递传递的是内能（热量），而不是温度，温
度变化只是热传递的一个表现.
5．温度、热量、内能联系：热传递可以改变物体的内能使其内能增加或减少,但温度不一定改变(如晶体的熔化、凝固过程),即物体吸热(或放热)内能会增加(或减少),但物体的温度不一定发生改变注温度越高的物体内能越大.这句话是错误的,没有说物体质量的情况.“热”可以指热量、温度和内能，具体含义要根据实际情况而定.
热传递中的“热”是指：热量
热现象中的“热”是指：温度
热膨胀中的“热”是指：温度
摩擦生热中的“热”是指：内能（热能
6．内能的利用方式
（1）利用内能来加热：从能的角度看，这是内能的转移过程.
（2）利用内能来做功：从能的角度看，这是内能转化为机械能.
7．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

（1）物体的温度越高，含有的热量越多。

( × ) （2）热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体。

( × )
（3）0℃的冰变成0℃的水时，其内能一定增加。

( √ )
（4）物体不从外界吸收热量，其内能也可能增加。

( √ )
（5）温度相同的物体接触时不发生热传递。

( √ ) （6）0℃的冰水混合物内能为零。

( × )
（7）晒太阳使身体变暖，是通过热传递的方式改变物体的内能。

( √ )
三、热量的计算
1．温度升高时用： Q吸＝cm（t－t0）
温度降低时用：Q放＝cm（t0－t）
只给出温度变化量时用： Q＝cm△t
Q 吸是吸收 热量 ，单位是 焦耳 ； c 是物体 比热容 ，单位是： J/kg.℃ ； m 是 质量 ；单位是 千克 ； t 0 是 初温 ；t 是 末温 .
2．用公式求液体温度时，一定要注意液体的沸点：求
出水的温度为105℃，但最终结果应该是 100 ℃. 3．审题时注意“升高（降低）到10℃”还是“升高（降
低）了10℃”，前者的“10℃”是 末温（t ） ，后面的“10℃”是 温度的变化量（△t ） . 4．热平衡方程(Ｑ吸＝Ｑ放):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”. 四、比热容
1．比热容在数值上等于一定质量的某种物质,在温度
升高时 吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比 .
2．单位： J/(kg ·℃) 读作 焦每千克摄氏度 3．物理意义：表示 物体吸热或放热的本领 的物
理量. 4．特点
（1）比热容是物质的一种 特性 ，每种物质都有自己
的比热容.不同的物质，比热容一般不同. （2）比热容的大小与 物体的种类、状态 有关，
与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关.
（3）物质的比热容越大，其温度越不容易改变. （4）对于同一种物质，比热容的大小与物质的状态有
关，如c 水 > c 冰 5．比较比热容的方法：
质量相同，升高温度相同，比较 吸收热量多少 （加热时间）：吸收热量越多多，比热容 越大 .
质量相同，吸收热量（加热时间）相同，比较 升
高温度 ：温度升高的越慢，比热容越大.
6．水的比热容为 4.2×103J(kg ·℃) 表示：1kg 的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热
量为4.2×103
J
7．汽车的发动机用水作冷却剂,暖气设备用热水供暖是因
为 水的比热容大 .
8．水的温度难改变,对机械或生物体起保护作用.如水的
比热容大于泥土、沙石的比热容,是沙漠地区与沿海地
区昼夜温差相差很大的原因
9．海陆风的形成：由于水的比热容比砂石 大 ，导
致沿海地区和内陆地区的 温度 不同.温度不同导致 大气压 不同，白天和夜晚刮的风也不同.白天陆地温度高，风由 海洋 吹向 陆地 ；夜晚海洋温度高，风由 陆地 吹向 海洋 . 五、内燃机
1．热机的种类：蒸汽机、 内燃机 （汽油机和柴油
机）、汽轮机、喷气发动机等。

2．内燃机：将燃料燃烧移至机器内部燃烧获得的 内
能 转化为 机械能的机器叫内燃机.主要有汽油机和柴油机.
3．汽油机的原理：汽油机是利用汽缸内燃烧汽油生成
高温高压的燃气来推动活塞做功的装置.
4． 冲程 ：汽油机在工作时，活塞在汽缸内反复运动，
活塞从气缸一端运动到另一端的过程叫做一个冲程.
程
程
5．汽油机一个工作循环由 吸气冲程 、 压缩冲
程 、做功冲程 、 排气冲程 四个冲程组成，
每个工作循环活塞上下运动 2 次，曲轴转动 2
圈，对外做功 1 次.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 .
6．汽油机和柴油机的不同点：
（1）汽油机气缸顶部是火花塞，而柴油机气缸顶部是喷油嘴；
（2）汽油机吸气冲程吸入气缸里的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入气缸里的是空
气；
（3）汽油机的点火方式是点燃式，而柴油机的点火方式是压燃式。

六、热值
1．热值（q）：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.
2．单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m3）. 3．热值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、体积无关.
4．关于热值的理解：对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”. （1）1kg是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是
热值.
（2）某种燃料：说明热值与燃料的种类有关.
（3）完全燃烧：表明要完全烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值.
5．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.
（1）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. （2）煤气的热值是 3.9×107J/m3，它表示： 1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J. 6．公式：Q放＝qm、Q放＝qV 实际中，常利用Q吸＝ηQ放即cm(t-t0)=ηqm′联合解题.
7．火箭常用液态氢做燃料，是因为：①液态氢的热值大；②液态氢的体积小，便于储存和
运输.
七、热机的效率
1．炉子的效率：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比.
2．燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能. 3．燃料的有效利用、热机的效率
在实际应用中，燃料很难完全燃烧，所以
放出的热量比实际计算出的要少.另外，放出的热
量又很难得到全部有效利用，总会有一部分热量损失.例如，用蜂窝煤烧水时，热量损失的部分包括：
①未完全燃烧的部
分；
②高温烟气带走的热
量；
③被容器、炉具、周围空气等吸收的热
量.
有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛：提高（选填“提高”或“降低”）燃烧的完全程度.以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧：减少（选填“增加”或“减少”）烟气带走的热量
4．公式：η=Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ qm′
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.
6．热机的效率总小于 1.（大于、小于）
7．公式：η=W有用/ Q总= W有用/qm
8．提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；②机件间保持良好的润滑，减小摩擦.
9．常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%
10．汽油机和柴油机的比较：
八、能量守恒定律
1．自然界存在着多种形式的能量：机械能、内能、
光能、化学能、电能
2．动能和势能属于机械能，“动能或势能转化为其他形式的能量”的说法是错误的.
3．在一定条件下各种形式的能量可以相互转化和转移.
4．能量的转移：若发生能量的转移，必有一物体能量减少，另一种物体能量增加，并且能量的形
式不变.热传递的过程是内能的转移过程，高温物
体的内能转移到低温物体,内能转移的多少等于吸
收或放出热量的多少.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.
5．能量的转化：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.
6．能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭，它只会从一种形式转化
为为其他形式，或者从一个物体转移到另一个
物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持
不变.
7．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.
8．永动机:不需要动力就能源源不断地对外做功的机器就是永动机,因违反能量守恒定律,永动
机是不可能制造出来的.
9．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）内能越大的物体温度越高( ×)
（2）物体的温度不变，内能一定不变( √)
（3）物体温度升高，内能增大( ×)
（4）物体内能增加一定是吸收了热量 ( ×)
（5）热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递( ×)
（6）温度相同的物体，内能一定相等( ×)
（7）0 ℃的冰内能为零( ×)
（8）物体对外做功，内能可能减小 ( √)
（9）温度相同的物体接触时不发生热传递 ( √) （10）(物体放出热量，内能减小、温度降低( ×) （11）蜡烛熔化时温度保持不变，其内能也不变( ×)
（12）物体的温度降低时内能减少，所以0℃冰块的水
分子不做热运动( ×)
（13）一个物体的温度升高，它不一定吸收了热量( √)
（14）温度从热量高的物体传递给热量低的物体( ×)
（15）物体吸收热量，温度一定升高( ×) （16）80℃的水一定比30℃的水含有的热量多( ×)
（17）物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量( ×)
（18）温度相同的物体接触时不发生热传递( √) （19）使燃料燃烧更充分，可以增大热值( ×) （20）使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率( √)
（21）柴油机的热机效率通常为100%( ×) （22）燃料燃烧释放的热量越大，热值越大( ×) （23）发生热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体( ×)
（24）在相同温度下，1kg的水比1kg的冰含有的热量多( ×)
（25）一块0℃的冰熔化成0℃的水，内能增大( √)
（26）物体温度升高，内能不一定增加，但一定要吸收热量( ×）。