總復習：熱和能(基礎)

【考綱要求】

1.了解分子動理論的初步知識；

2.知道物體的內能，知道影響內能大小的因素，改變內能的兩種方式;

3.掌握比熱容的概念，能利用比熱容解釋有關現象；

4.了解熱機的工作原理，知道汽油機、柴油機的工作原理及能量轉化;

5.知道熱機的效率；知道提高熱機效率的途徑；

6.知道能量的轉化和守恒。

【知識網絡】

「物質是由大量的分子、原子構成的

產子熱運動/物質內的分子在不停地做熱運動

〔分子之間存在引力和斥力

內能的定義及影響因素

「做功

改變內能的方法4

I熱傳遞

比熱容的定義、單位、及物理意義

熱量的定義、單位

比熱容

「吸熱：2吸=(:冽?-4)

八挑、)熱量的計算八/、

和

定義：利用內能做功的機械

能r蒸汽機

汽輪機

種類《

噴氣發動機

熱機《〔內燃機｛亶工作原理'能量轉化

「燃料的熱值

I熱機的效率J燃料完全燃燒放熱的計率盤=所

I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

I能量雌化與守恒

【考點梳理】

考點一、分子熱運動

1.物質的構成：常見物質是由分子、原子構成的。

2.分子的熱運動：

(1)擴散：不同物質在相互接觸時，彼此進入對方的現象。

(2)影響擴散快慢的因素：溫度。

(3)擴散現象表明：一切物質的分子都在不停地做無規則運動。

3.分子之間的作用力：分子之間既存在斥力也存在引力。

要點詮釋：

1.物體內部大量分子的無規則運動叫做分子的熱運動。溫度的高低是物體內分子熱運動劇烈程度的標

志。溫度越高，分子熱運動越劇烈，擴散越快。

2.分子之間的引力和斥力同時存在，只是對外表現不同：

(1)當固體被壓縮時，分子間的距離變小，作用力表現為斥力。

(2)當固體被拉伸時，分子間的距離變大，作用力表現為引力。

3、分子動理論的基本觀點：

(1)常見物質是由大量的分子、原子構成的；

(2)物質內的分子在不停地做熱運動；

(3)分子之間存在引力和斥力。

考點二、內能

1.定義：構成物體的所有分子，其熱運動的動能與分子勢能的總和，叫做物體的內能。

2.單位：焦耳，符號：J。

3.影響內能大小的因素：溫度、質量、體積、狀態等。

4.改變內能的方式：熱傳遞、做功。

5.內能與機械能的區別：物體的內能大小與物體內部分子的熱運動以及分子間的相互作用情況有關，

是物體能量的微觀表現；物體的機械能則與整個物體的機械運動情況及相對位置有關，是物體能量的宏

觀表現。物體的內能在任何情況下都不會為零(因為分子不停地做無規則運動總有動能)，而物體的機

械能可以相對為零。所以內能和機械能是兩種不同形式的能量。

要點詮釋：

1.內能與溫度：同一個物體，它的溫度越高，內能越大。物體的溫度升高，內能增加，內能增加，溫度

不一定升高，如：晶體熔化的過程，物體吸收熱量內能增加，但是溫度不變。

2.熱傳遞：

(1)發生條件：溫度差。

(2)方向：能量從高溫物體傳遞到低溫物體。

(3)結果：物體溫度相同。

(4)實質：內能的轉移。

3.熱量：熱傳遞中，傳遞的能量的多少叫熱量。即“熱量”是一個過程量，只能說“吸收”或“放出”

了熱量，不能說物體含有熱量。熱量的單位是焦耳(J)o

4.做功：外界對物體做功，物體內能增加；物體對外界做功，物體內能減小。做功的實質是能量的轉化。

考點三、比熱容

L定義：一定質量的某種物質，在溫度升高時吸收的熱量與它的質量和升高的溫度乘積之比，叫做這種

物質的比熱容。符號c

2.單位：焦每千克攝氏度，符號是J/(kg?℃)。

3.熱量的計算：

(1)吸熱公式：&=二＞"(：

式中Q吸表示物體吸收的熱量，c表示物質的比熱容，m表示物體的質量，t。表示物體原來的溫度，t

表示物體后來的溫度。(t-t0)表示溫度的升高量。

(2)放熱公式：-9

式中(t0-t)表示物體溫度的降低量。

要點詮釋：

1.比熱容是物質本身的一種性質：

(1)同種物質在同一狀態下的比熱容與其質量、吸收(或放出)熱量的多少及溫度的改變無關。

(2)同一種物質在不同的狀態下比熱容不同，如冰、水的比熱容是不同的。

2.水的比熱容比較大，是4.2X10)/(kg?寸)。主要表現：

(1)由于水的比熱容較大，一定質量的水升高(或降低)一定的溫度吸收(或放出)的熱量較多，我

們用水作為冷卻劑和取暖用。

(2)由于水的比熱容較大，一定質量的水吸收(或放出)較多的熱量而自身的溫度卻改變不多，這一

點有利于調節氣候。夏天，太陽曬到海面上，海水的溫度升高過程中吸收大量的熱，所以人們住在海邊

并不覺得特別熱；冬天，氣溫低了，海水由于溫度降低而放出大量的熱，使沿海氣溫降得不是太低，所

以住在海邊的人又不覺得特別冷。

考點四、熱機

1.熱機：利用內能做功的機械。

2.熱機的種類：蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機等。

3.內燃機：燃料直接在發動機的汽缸內燃燒產生動力的熱機。

(1)種類：汽油機和柴油機

(2)四個沖程：活塞在汽缸內往復運動，從汽缸缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程，汽油

機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循環來保證連續工作的。在一個工作循環中，汽缸內的

活塞往復兩次，曲軸轉動兩周。四個沖程中只有做功沖程燃氣對外做功，其他三個沖程都是靠飛輪慣性

完成的。一個工作循環有兩次能量轉化，在壓縮過程中，機械能轉化為內能，在做功過程中，內能轉化

為機械能。

4.燃料的熱值：

(1)定義：把某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比，叫做這種燃料的熱值。

(2)單位：焦每千克，符號：J/kg。

(3)熱量的計算：。放=加4，。放一燃料完全燃燒后放出的熱量，m—質量，q—燃料的熱值。

5.熱機的效率：

(1)定義：用來做有用功的那部分內里，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機的效率。

(2)公式：

Q放

要點詮釋：

1.汽油機和柴油機的異同點:

不同點相同點

項目汽油機柴油機

構造汽缸頂部有火花塞汽缸頂部有噴油嘴(1)構造基本相同

都是燃料在氣缸內

壓縮沖程末由噴油嘴向汽缸內噴

點火方壓縮沖程末由火花塞放出電火燃燒，都是內燃機。

霧狀柴油遇到高溫高壓的空氣自

式花點燃，稱點燃式

動燃燒，稱壓燃式

(2)都將內能轉化

汽油、吸氣沖程吸進汽油和空氣柴油、吸氣沖程吸進汽缸的只是空

燃料為機械能。

混合物氣

壓縮沖程末氣體體積被壓縮為壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸(3)每一個工作循

壓縮比

吸進體積的1/9至1/6進體積的1/22至1/16環都是由吸氣、壓

做功沖程初燃氣壓強為30至50做功沖程初燃氣壓強為50至100縮、做功、排氣四

做功個大氣壓，溫度2000℃至個大氣壓，溫度1700℃至2000℃,個沖程組成。

2500℃,高溫高壓的氣體推動活高溫高壓的氣體推動活塞做功

塞做功

效率效率較低20%至30%效率較高30%至45%

輕便，多用于汽車、飛機、小型笨重，多用于拖拉機、載重汽車、

用途

農機具輪船等重型機械

2.燃料在熱機中燃燒時，總有一小部分燃料不能完全燃燒而損失掉，燃料釋放出的內能只有一部分用來

推動熱機的運動，即轉化為熱機的機械能，其余的能量在廢氣、散熱、機械摩擦中損失掉了，其中廢氣

帶走的能量最多，所以設法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。熱機的效率是熱機性能的

一個重要指標，熱機的效率越高，它的機械性能就越好。

考點五、能量的轉化和守恒

L常見的能量形式有：機械能、內能、電能、光能、化學能等。這些不同形式的能在一定的條件下可以

相互轉化。如摩擦生熱是機械能轉化為內能；水電站里的水輪機帶動發電機發電是機械能轉化為電能。

2.能量的轉化和守恒定律：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式,

或者從一個物體轉移到其他物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。

要點詮釋：

定律中能的轉化，是指通過做功，能的形式發生了變化，一種形式的能轉化為另一種形式的能。如

鉆木取火，就是通過克服摩擦做功，使機械能轉化為內能。能的轉移，是指同一種能從一個物體轉移到

另一個物體上，能的形式沒有變化，如熱傳遞過程中，內能從高溫物體轉移到低溫物體。

【典型例題】

類型一、基礎知識

C1.（.淄博）下列關于熱現象的說法中正確的是（）

A.溫度高的物體含有的熱量多

B.物體的內能增加，一定時從外界吸收了熱量

C.液體的沸點隨液面上方氣壓的增大而降低

D.冰水混合物吸熱時，溫度不變，內能增大

【思路點撥】（1）熱量是一個過程量，不能說物體含有多少熱量；（2）做功和熱傳遞都能改變物體的內

能；（3）液體的沸騰隨著氣壓的增大而升高；（4）內能的大小與物體質量、溫度和狀態有關

【答案】D

【解析】A、熱量是一個過程量，不能說物體含有多少熱量，故A錯誤；B、物體的內能增加，可能從

外界吸收了熱量，也可能是外界物體對他做功，故B錯誤；C、液體的沸騰隨著氣壓的增大而升高，液

體的沸點隨液面上方氣壓的增大而升高，故C錯誤；D、冰水混合物質量不變，溫度不變，但吸熱，所

以內能增大，故D正確。

【總結升華】此題考查了熱量的理解、改變內能兩種方式的理解、氣壓與沸點關系的理解和內能的影響

因素，是一道綜合題。

舉一反三：

【變式】關于物體的內能，下列說法正確的是（）

A.0℃的冰沒有內能

B.要使物體內能增加，必須使其吸收熱量

C.溫度高的物體，內能一定大

D.物體的內能增加，它的溫度不一定升高

【答案】D

掣（多選）寒冬，奶奶泡了一杯熱茶后坐在暖氣片前悠然的聽著音樂，不一會兒屋子里就飄滿了茶

香。有關這個場景的說法中正確的是（）

A.聞到茶香是由于分子不停息的做無規則運動

B.用暖氣片取暖是利用熱傳遞的方法改變內能

C.暖氣片安裝在窗戶下面主要是為了美觀

D.暖氣片中用水取暖是因為水的比熱容較大

【思路點撥】（1）物質是由分子組成的，組成物質的分子在不停的做無規則運動；

（2）改變物體內能的方式有做功和熱傳遞，二者是等效的；

（3）熱空氣的密度小于冷空氣，熱空氣比冷空氣輕.輕者向上移動，重者向下移動。打開暖氣后，熱

空氣向上流動，冷空氣向下，房間的氣溫基本平衡；

（4）對水的比熱容大的理解：相同質量的水和其它物質比較，吸收或放出相同的熱量，水的溫度升高

或降低的少；升高或降低相同的溫度，水吸收或放出的熱量多。

【答案】ABD

【解析】A、聞到茶香是分子不停息的做無規則運動的原因，故該選項說法正確，符合題意；

B、用暖氣片取暖是利用熱傳遞的方法改變內能，故該選項說法正確，符合題意；

C、暖氣片對空氣進行加熱時，空氣受熱體積膨脹，密度減小，故熱空氣會上升，冷空氣會下降，所以

想要對整個房間加熱，暖氣片就要裝在室內的下方，不是為了美觀，故該選項說法不正確，不符合題意;

D、因為水的比熱容較大，相同質量的水和其它物質比較，降低相同的溫度，水放出的熱量多，所以暖

氣中用水做傳熱介質，故該選項說法正確，符合題意。

【總結升華】該題考查了學生用所學的物理知識解釋生活中的現象的能力，是一道科學與生活密切聯系

的好題。

舉一反三：

【變式】（多選）下列四種現象中，可以用水的比熱容較大這一特性解釋的是（）

A.用水來冷卻汽車發動機

B.冬天的暖氣設備用熱水供暖

C.阜新地區晝夜溫差比沿海地區大

D.夏天，在教室的地面上灑水會感覺涼爽

【答案】ABC

，3.（?濰坊）（多選）用相同的酒精燈分別對a、b兩液體加熱（如圖甲），根據測得數據分別描繪

出兩液體的溫度隨時間變化的圖象（如圖乙）。在相同的時間內兩液體吸收的熱量相等，不計液體熱量

散失，分別用ma、mb、ca、Cb表示a、b兩液體的質量和比熱容，則結合圖中信息作出的下列推斷正確

的是（）

D.若Ca=Cb，則ma>mb

【思路點撥】物質吸收熱量的多少與比熱容、質量和升高的溫度成正比，由題意知，相同時間兩種液體

吸收的熱量相同，由圖象可以得到升高的溫度與熱量的關系，利用Q=cmAt變形公式對比熱容和質量大

小作出判斷

【答案】BC

【解析】A、B、若ma=mb，吸收相同的熱量，a的溫度升高幅度大，由c=—/■知，a的比熱容較小，b

niAt

的比熱容較大，A選項錯誤，B選項正確；C、D、若Ca=Cb,吸收相同的熱量，a的溫度升高幅度大，由

m=——知，a的質量較小，b的質量較大，C選項正確，D選項錯誤。

cAt

【總結升華】此題考查的是我們對探究物質吸收熱量本領結論的分析，屬于基本技能的考查，掌握影響

熱量的因素，讀懂圖象，是解答此題的基礎。

舉一反三：

【變式】用相同的酒精燈和同樣的燒杯盛有質量相同的甲、乙兩種液體加熱，如圖反映的是溫度隨時間

變化的圖圖象，從圖中可以看出()

A.甲的比熱容大B.乙的比熱容大

C.它們的比熱容一樣大D.無法判斷熱量的計算

【答案】B

掣，4.下列實例中，通過熱傳遞改變物體內能的是()

A.鉆木取火B.用熱水給袋裝牛奶加熱

C.用“搓手”的方法取暖D.用錘子敲打鐵絲，鐵絲發熱

【思路點撥】根據以下知識，逐一分析各選項所述物理情景，做出選擇；

(1)改變物體內能的方式有兩種：做功與熱傳遞，這兩種方式在改變物體內能的效果上是等效的；

(2)熱傳遞是能量的轉移過程，熱傳遞實質是內能從一個物體轉移到另一個物體，或者是從物體的高

溫部分轉移到低溫部分，在此過程中能量的形式不發生變化；

（3）做功的實質是能量的轉化過程，在做功過程中能量的形式發生變化。

【答案】B

【解析】A.鉆木取火，通過克服摩擦力做功，把機械能轉化為內能，是通過做功的方式改變物體內能的;

B.用熱水給袋裝牛奶加熱，熱量從溫度高的熱水傳到溫度低的牛奶，是通過熱傳遞的方式改變內能的；

C.用“搓手”的方法取暖，搓手時，雙手相互摩擦，克服摩擦力做功，機械能轉化成內能，從而使手發

熱，這是通過做功的方式改變內能；

D.用鐵錘敲打鐵絲的過程中，鐵錘的機械能轉化為鐵絲的內能，使鐵絲溫度升高，這是通過做功的方式

改變內能。

【總結升華】本題是考查了改變物體內能的兩種方式，即做功和熱傳遞；判斷哪種方式改變了物體的內

能，關鍵是看是能量的轉化還是能量的轉移，發生能量轉化的是做功的方式，發生能量轉移的是熱傳遞

的方式。

C>5.如圖是四沖程內燃機工作循環中的一個沖程，它是（）

A.壓縮沖程，將內能轉化為機械能B.壓縮沖程，將機械能轉化為內能

C.做功沖程，將內能轉化為機械能D.做功沖程，將機械能轉化為內能

【思路點撥】解決此題要結合內燃機的做功沖程特點和原理進行分析解答，知道做功沖程和壓縮沖程中

的能量轉化。

【答案】B

【解析】圖中的氣門關閉，活塞上行，因此這是壓縮沖程；在壓縮沖程中，將機械能轉化為內能。

【總結升華】此題考查了汽油機的四個沖程，注意從活塞的運動方向和氣門的關閉兩方面判斷。

舉一反三：

【變式】如圖所示是四沖程汽油機的一個工作循環示意圖，其中屬于做功沖程的是（）

類型二、知識運用

??B.用兩個相同的電熱器分別給質量相同的水和某種液體加熱，每隔Imin記錄一次數據，如表所示,

則該液體的比熱容為()

加