分子动理论与内能、热机

分子动理论和热机
1．分子动理论的基本观点
内能
1．物体的内能
2．改变内能的两种方法
热量
1．热量的概念
2．热量的单位
3．燃料的热值
比热容
1．比热容的概念
2．比热容的单位
3．运用比热容解释有关现象
4．物体吸、放热的简单计算
热机
1．热机的能量转化
2．四冲程内燃机的工作原理
3．热机的效率
能的转化与守恒
1．能量守恒定律
2．日常生活中的能量转化
复习提纲：
一、分子热运动：
1、物质是由分子组成的。

分子若看成球型，其直径以___________来度量。

2、一切物体的分子_________________________________
①扩散：_______________________________________________________。

②扩散现象说明：A_________________________________。

B_______________________________________________________。

③课本中的装置下面放___________
这样做的目的是：_______________________________________________________。

实验现象：____________________________________________
结论：_________________________________。

④固、液、气都可___________，扩散速度与___________有关。

⑤分子运动与物体运动要区分开：扩散、蒸发等是分子运动的结果，而飞扬的灰尘，液、气体对流是物体运动的结果。

3、分子间有_________________________________。

二、内能：
1、内能：__________________________________________________________________，叫做物体的内能。

2、物体在任何情况下都有内能：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。

3、影响物体内能大小的因素：
①温度：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。

②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。

③材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。

④存在状态：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。

4、热运动：_________________________________叫做热运动。

温度越高扩散越快。

____________________________________________。

三、内能的改变：
1、改变内能的方法：做功和热传递。

A、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___________。

物体对外做功物体内能会___________。

②解释事例：图15.2-5甲看到_________________________________，这是因为__________________________________________________________________。

钻木取火：___________________________________________________________________________。

图15.2-5乙看到当塞子跳起来时，______________________，这是因为___________________________________________________________________________。

B、热传递可以改变物体的内能。

①热传递是__________________________________________________________________。

②热传递的条件是___________。

热传递传递的是___________，而不是___________。

③热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少。

④热传递过程中，______________________叫热量，热量的单位是焦耳。

热传递的实质是______________________。

C、温度、热量、内能区别：
△温度：表示物体的冷热程度。

温度升高内能增加
不一定吸热。

如：钻木取火，摩擦生热。

△热量：是一个过程。

吸收热量不一定升温。

如：晶体熔化，水沸腾。

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。

△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。

不一定吸热。

如：钻木取火，摩擦生热
☆指出下列各物理名词中“热”的含义：
热传递中的“热”是指：___________ 热现象中的“热”是指：___________
热膨胀中的“热”是指：___________ 摩擦生热中的“热”是指：___________
四、热量：
1、比热容：
①定义：_______________________________________________________。

②物理意义：表示_________________________________的物理量。

③比热容是物质的一种特性，大小与_______________________________________________________等无关。

④水的比热容为 4.2×103J(kg·℃) 表示：__________________________________________________________________
⑤水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为______________________
2、计算公式：______________________
3、热平衡方程：不计热损失Ｑ吸＝Ｑ放
五、内能的利用、热机
(一)、热值
1、定义：_________________________________，叫做这种燃料的热值。

2、单位：J/kg
3、公式：___________。

实际中，常利用Q吸＝Q放即cm(t-t0)=ηqm′联合解题。

4、酒精的热值是___________，它表示：____________________________________________。

煤气的热值是___________，它表示：____________________________________________。

5、火箭常用液态氢做燃料，是因为：____________________________________________
(二)、内能的利用
1、内能的利用方式：
①利用内能来加热；从能的角度看，这是______________________过程。

②利用内能来做功；从能的角度看，这是______________________。

2、热机：定义：____________________________________________。

能的转化：___________转化为___________
蒸气机——内燃机——喷气式发动机
3、热机的效率：_______________________________________________________。

公式：______________________
提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧、尽量减小各种热量损失、机件间保持良好的润滑、减小摩擦。

六、能量守恒定律
能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，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。

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。

（2012安徽）8．某汽车的散热器用水作冷却剂，散热器中水的质量为5kg，水的温度升高10℃时吸收的热量是_______J。

[水的比热容为4．2×103J／(kg·℃)
（2012安徽）15．下列关于功、内能和热量的描述中正确的是
A．物体的温度不变，内能一定不变
B．做功和热传递都能改变物体的内能
C．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
（2012北京）14．（多选）下列说法中正确的是（）
A．寒冷的冬天，玻璃窗上出现冰花，属于凝华现象
B．炎热的夏天，雪糕周围出现的“白气”是雪糕冒出的水蒸气液化形成的 ℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中，一段时间后，冰块的内能一定增加
C．将18
D．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量
7．（2012•福州）下列实例中，属于机械能转化为内能的是（）
A．流星穿过大气层时发热发光B．冬天，嘴对着双手哈气
C．汽油机的做功冲程D．不锈钢汤勺放在热汤中
（2012泉州）6.能够说明分子间存在引力的现象是（）
A. 用绸布摩擦过玻璃棒吸引小纸屑
B.铅笔很难被拉断
C. 将橡皮吸盘紧压在玻璃上，很难被拉开
D.磁能吸铁
（2012广州）5. 90°C水全部变成125°C水蒸气（）
A. 这些水蒸气的内能比水的小
B. 液态水分子间距比气态水分子的大
C. 水蒸气只能通过热传递途径变为水
D. 水分子在125°C时比90°C时热运动更激烈
12. 水的比热容比煤油的大. 如图6，用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水，隔着石棉网同时对两试管加热. 图7 中的哪一图线能反映该实验情况
图7
（2012茂名）4．北方的寒冬，自来水管往往因管内水结冰膨胀而破裂。

在自来水管外捆扎发泡塑料，可以有效解决该问题，这是因为发泡塑料的 （ ）
A ．硬度较小
B ．隔热性好
C ．密度小
D ．导电性好
（2012茂名）14．小明学习分子动理论后，先在试管底部装一半红墨水，再在水面上注满酒精，加盖密封后静置，30日后再观察，现象如图6所示。

小明做的实验说明⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽和⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

原子核由质子和⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽组成。

（2012桂林）15．桂林出产的柿饼是有名的地方特产。

如图7所示，是将柿子晾晒成柿饼的场景。

晾晒过程可以通过__________的方式使柿子内能__________，温度升高，加快水份的蒸发。

7．（2012•铜仁市）关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A ．夏天用电风扇吹风能使人感到凉爽，这是因为电风扇降低了空气的温度
B ．海洋对全球气温起到了很好的调节作用
C ．“摩擦生热”现象是用热传递的方法改变物体的内能
图7
D．晶体和非晶体都有一定的熔点
(2012遵义)26．夏天的晚上，为了驱赶蚊虫，小明在房间里使用电热灭蚊器，过一会房间里便充满了蚊香的气味，这是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽现象。

第二天早上，小明拔掉插头取出用过的蚊香片时，发现蚊香片是热的，电热灭蚊器在工作过程中的能量转化是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

（2012河北）27．小明探究“不同物质的吸热能力”时，在两支相同的试管中分别装入质量相等、温度相同的水和煤油，用一个酒精灯同时对两支试管加热，加热一段时间后，温度计示数如图11所示。

(1)指出图中使用酒精灯的错误：______________________________。

(2）水和煤油比较，__________吸热能力强。

(3）加热一段时间后，煤油的温度升高了4 ℃，则水的温度升高了__________℃。

[c水=4.2x103J/(kg·℃)，c煤油=2.1x103J/(kg·℃)]
（2012河南）5．北极和南极是冰雪的世界，虽然降水量很小，但那里的空气比北京的空气还要湿润，因为冰雪可以⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽成水蒸气。

尽管温度很低，北极熊仍然能闻到海豹的气味，说明在北极，空气分子仍然在⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。

（2012河南）13．在四冲程汽油机的工作过程中，机械能转化为内能的冲程是（）A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程（2012哈尔滨）26.探究“比较不同物质的吸热能力”时,同学们用酒
精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水,装置如图.下列
说法正确的是( )
A．实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸热能力较强
B．在本实验中，物体吸热多少是由物质的种类决定的
C．实验中，将沙子和水加热到相同温度时，它们吸收的热量相同
D．实验中，加热相同的时间，末温低的物质吸热能力强
（2012哈尔滨）38.（2分）“珍爱生命，远离危害”．一人吸烟，满屋烟味，这是__________现象。

（2012哈尔滨）43.（2分）用凉水冷却滚烫的鸡蛋，鸡蛋内能是通过__________的方式改变的．如果水的质量是lkg，初温为20℃，鸡蛋取出时水温为30℃，水吸收的热量为__________J.[c水＝4.2×l03J/(kg·℃)]
（2012黄冈）20．如图是某物质加热时温度随时间变化的图象。

下列对图象的分析正确的
是
A．该物质一定是晶体
B．T2一定是物质的沸点
C．0～t1时间内物质的分子热运动加剧
D．t1～t2时间内物质的温度不变内能不变
（2012咸宁）4．世界上的一切物体，无论是一粒沙、一缕烟、还是一朵花……都是由大量分子组成的，下列现象能说明分子在不停息运动的是：（）
A.沙尘暴起，飞沙满天
B.微风拂过，炊烟袅袅
C.阳春三月，花香袭人
D.丰收季节，麦浪起伏
（2012株洲）6．清晨树叶上的露珠看起来呈球状，对此解释合理的是
A．分子不停的做无规则运动B．分子之间存在间隙
C．分子之间存在引力D．分子之间存在斥力
（2012淮安）14．生活中有许多关于热现象的例子。

烤熟的山芋香气扑鼻，该现象表明________________；两个底面平整、干净的铅柱压紧后会粘在一起，需要用一定的外力才能将它们拉开，该实验表明___________________。

（2012连云港）5．关于以下现象说法正确的是
A．雪花漫天飞舞说明分子在做无规则运动
B．丝绸摩擦过的玻璃棒靠近带正电的物体时会相互排斥
C．在墨水滴入水中的扩散实验中，我们看到了墨水的分子在运动
D．由于液体能够流动，而固体不能流动，所以固体分子是静止的
（2012连云港）17．连云港某厂家生产的一种软饮料上面贴有“低热量”的标签，并且标签上标明“每100 mL产生2.0×l03J的热量”。

某同学喝了300mL这种饮料后，获得的热量为__________J。

他想用沿台阶登山的方式来消耗此次摄入的热量，如果该同学的质量为50.0kg，为了达到此日标，他需要匀速登上__________m高的台阶。

（g取10N/kg）（2012苏州）15．“钻木”能“取火”，说明____________可以改变物体的内能；“烤火”能“取暖”，说明____________可以改变物体的内能．
（2012泰州）34．水与酒精混合，总体积会变小，是因为分子间有__________,分别在冷水杯和热水杯中滴一滴墨水，热水中的墨水扩散快，说明分子无规则运动的快慢与________有关．
（2012泰州）42．汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将
______能转化为________能如图7所示是四冲程汽油机工作状态示
意图，由图可以看出，此时它正处在____________冲程。

（2012无锡）14.汽车散热器常用水作为冷却剂，这是利用了水的
__________较大的性质；当汽车散热器散热时，通过__________
方式改变了水的内能．
（2012扬州）1.下列现象中，能说明分子在做规则运动的是（）
A．春天柳枝摇曳B．夏天荷花飘香C．秋天落叶飞舞D．冬天瑞雪飘飘（2012菏泽）5．关于“热机”，下列说法中错误的是：（）
A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%
B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”。

C．用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性D．严冬，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱（2012菏泽）10．在封闭的场所里，只要有人吸烟，场所内的其他人就会闻到烟味，从而损害他人健康。

从物理学角度来看，场所里烟雾弥漫属于_______现象，这个现象表明____________。

（2012菏泽）14．小贝家里购买了经济安全、节能环保的太阳能热水器，若该热水器里面装有温度为10℃的水30kg，经过阳光照射后，水温升高到45℃，在这一过程中水吸收的热量是_______J。

[水的比热容是4.2×103J／(kg·℃)]
（2012泰安）5.下列事例中不能用“分子热运动”解释的是（）
A.环境恶化，尘土满天飞
B.炒菜时加盐使菜变咸
C.室内喷清新剂，香气四溢
D.密封的室内一人吸烟，其他人闻到烟味
（2012泰安）13.下列有关热和能的说法中，正确的是（）
A.炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块不具有内能
B.汽油机的压缩冲程中，主要是用热传递的方法增加了气缸内物质的内能
C.机械能为零的物体，内能一定也为零
D.汽车发动机用水做冷却物质，是因为水的比热容较大
（2012烟台）1.扩散现象（）
A.只发生在气体之间
B.只发生在液体之间
C.只发生在固体之间
D.可以发生在任何物体之间
（2012烟台）6.如图所示实验或事例，属于内能转化为机械能的是
（2012陕西）4．关于水的物态变化，下列说法中正确的是（）
A 冰雹在下落过程中表面熔化成水需要吸收热量
B 从冰箱里拿出的冰块周围出现“白气”是升华现象
C 水蒸气液化成水，分子间距离增大
D 水沸腾时温度不变，内能不变
（2012陕西）25．（4分）科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度__________（选填“升高”、“降低”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的__________。

为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是__________冲程。

（2012成都）7. 分别在冷水和热水中同时注入一滴墨水，5 s后的现象如图3所示，该
现象说明（）
A.只有热水的分子在做热运动
B.热水有内能，冷水没有内能
C.温度越高，分子运动越剧烈
D.扩散只能在液体中发生，不能在气体、固体中发生
（2012成都）17. 工厂里的冷却塔大多用水作为冷却物
质，是因为水的__________较大；在古代，人类学会了
钻木取火的方法，这是利用__________的方式改变物体
的内能。

（2012达州）10、关于温度、热量、和内能，下列说法正确的是（）
A．温度高的物体内能一定大
B．物体的温度越高，所含的热量越多
C．内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体
D．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变
（2012达州）26、2011年9月29日，我国成功发射了“天宫一号”卫星。

点火后燃气向后高速喷出，运载火箭腾空而起，燃气的__________能转化为火箭的__________能；运载火箭选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢具有较大的__________。

（2012达州）27、普光气田是我国川东第一大气田，随着该气田的开发和利用，大大改善了我们的生活环境。

天然气是__________再生能源。

在一个标准大气压下，小李想把一壶盛有质量为2Kg温度为20℃的水烧开，不计热损失，则需完全燃烧__________m3的天然气。

这是通过__________方式使水的内能增加。

[天然气的热值为3.0×107J/m3,水的比热容为4.2×103J/(Kg.℃)]
（2012眉山）14.医生在给小祝同学打针时，先用酒精擦在他的皮肤上消毒；小祝感到皮肤比较凉，是因为酒精__________吸热的缘故；同时他闻到酒精的气味，这是__________现象。

（2012眉山）15.杯中的蜡从液态变成固体时，中间会凹陷下去，蜡的质量__________，蜡的密度__________（选填“变大”、“不变”或“变小”）新
2．（2012•绵阳）如图，将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一重物，都不能把它们拉开，这说明（）
A．两铅块被压得太紧B．下面所吊的重物还不够重
C．两铅块分子之间有引力D．大气压作用使它们不能分开
3．（2012•绵阳）下列关于物质的说法，正确的是（）
A．分子是组成物质的最小微粒
B．利用纳米科学技术可以操控物质的分子
C．物质由液态变为固态时，体积一定减小
D．由于固体、液体、气体都是由分子组成的，所以它们的物理性质相同
（2012•绵阳）（5）全世界石油、煤炭消耗量的迅速增长，导致全球能源危机加剧．因此，开发和利用新能源，成为全世界最为关注的问题之一．张浩家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水，经过一天的照射后．温度升高了50℃．则水升温吸收的热量为
__________J ，至少可以节约煤的质量__________kg ．[假设媒烧水时有效利用的热量占煤燃烧放出热量的10%，且已知水的比热容4.2×103J/（kg•℃）．煤的热量值是3.0×107J/kg]． （2012内江）4．关于热现象，下列说法中正确的是（ ）
A ．有的分子之间只有引力，有的分子之间只有斥力
B ．固体分子只能在各自的平衡位置附近做微振动，而气体分子可以在空间中到处移动
C ．当物体的温度为0℃时，组成物体的分子就停止热运动了，物体的内能就等于零
D ．“摩擦生热”和“钻木取火”这两种方式，从能量转化的角度来看，本质是不同的 （2012内江）38．在汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是__________冲程，其它三个冲程都是靠飞轮的__________来完成的。

10．（2012•宜宾）人们常用水给汽车发动机降温，这是因为水的 比热容 较大，在相同条件下水能带走较多的热量，这个过程是通过__________的方式使水的温度升高．
（2012北京）37．小阳家的热水器装有质量为器装有质量为5kg 的水，该热水器中的水的
温度从20℃升高到40℃，求这些水吸收的热量。

[水的比热容为34.210J （kg ·℃）]
（2012苏州）25．（6分）某家庭需要将50ｋｇ、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8ｋｇ煤气．已知煤气的热值q ＝4.2×10７J/kg ，水的比热容c ＝4.2×10３J/（kg ·℃）．
求：
（１）50ｋｇ、20℃的水加热到60℃需吸收的热量；
（２）完全燃烧0.8kg 煤气放出的热量；
（３）煤气灶烧水的效率．
（2012上海）19. 质量为2千克的水温度升高了50℃，求水吸收的热量Q 吸。

[c 水=4.2x103焦/（千克·℃）]。