專題05內能內能的利用

本節要點

知識點1分子熱運動

知識點2內能

知識點3比熱容

知識點4熱機

知識點5熱機的效率

知識點6能量的轉化和守恒

知識精講

知識點1分子熱運動

物質是由大量分子、原子組成的；分子在永不停息地做無規則運動；

分子動理論

分子間有相互作用的引力和斥力

一切物質的分子都在不停地做無規則的運動。由于分子的運動跟溫度

分子熱運動有關，所以這種無規則運動叫分子的熱運動。溫度越高，分子熱運動

越劇烈

定義不同的物質相互接觸時彼此進入對方的現象叫擴散

“花氣襲人知驟暖”；“墻角放煤，日久變黑”；“酒香不怕巷子深”；

擴散現生活舉例

“桂花飄香”

象

說明分子在不停地做無規則運動、分子間有間隙

影響因素擴散現象與溫度有關，且溫度越高，擴散得越快

知識點2內能

1.內能

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

影響因素物體的內能與其溫度、質量、體積、狀態有關；由于分子在永不停息地做無規

則手動，所以物體的內能永不為零

改變方式熱傳遞做功

實質內能的轉移機械能和內能的相互轉化

說明①條件：物體間存在溫度差;②規律：高做功改變內能的兩種情況：對物體

溫物體放出熱量，內能減少,溫度降低做功，物體內能增加;物體對外做

;低溫物體吸收熱量，內能增加，溫度功，物體內能減少

ft高

示例煮飯、熱水袋取暖等鉆木取火、搓手取暖等

做功和熱傳遞兩種方式在改變物體內能上是等效的，沒有看到改變物體內能的

聯系具體過程，就無法判斷物體內能改變的方式

2.熱量

概念在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫熱量，用Q表示

單位焦耳（符號:J）

說明熱量是一個過程量，伴隨著熱傳遞的產生而出現，隨其終止而消失；物體本身

并沒有熱量，不能說某個物體“具有”或“含有”熱量，只能說物體“吸收”或“放

出''熱量

3.溫度、內能與熱量的關系

溫度熱量內能

表達方式“升高”或“降低”“放出”或“吸收”“具有”“改變”"增大'或“減少”

關系①內能變化與溫度變化的關系：一個物體的內能改變了，它的溫度不一定發

生變化，如晶體熔化的過程，物體吸熱、內能增加，但溫度不變；

②溫度變化與吸、放熱的關系：物體吸收熱量，溫度不一定升高（比如晶體熔

化），物體放出熱量，溫度不一定降低（比如晶體凝固）;物體的溫度升高或降低，

不一定是由吸、放熱引起的，也可能是由做功引起的；

③內能變化與吸、放熱的關系：物體吸收熱量，內能增加，物體放出熱量，內

能減少；物體內能增加或減少，不一定是由吸、放熱引起的，也可能是由做功

引起的

知識點3比熱容

1.探究：比較不同物質吸熱的情況

探究課題比較不同物質吸熱的情況

實驗裝置

水食用油

實驗過程中應當控制水和食用油的質量相同，升高相同溫度，這種研究問題的方

探究方法

法稱為控制變量法

①質量相等的水和食用油，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，說明水的吸熱

得出結論

“能力強；②物體吸收熱量的多少與物質種類、質量多少、升溫多少有關

2.比熱容

物理意義比熱容是描述物質吸熱本領的物理量

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溫度的乘

定義

積之比叫物質的比熱容。用字母C表示

單位單位是焦每千克攝氏度，符號是J/(kg》C)

①水的比熱容是4.2xl(Pj/(kg.oc),它的物理意義：1kg的水溫度升高(或降

水的比熱容低)1。(2所吸收(或放出)的熱量為4.2X103J;

②水的比熱容大的利用：一是取暖；二是散熱；三是調節氣候

吸、放熱公

吸熱公式:()吸=cm(t-to);放熱公式:Q放=cm(to-t),若不考慮損失，則Q吸=()放

式

知識點4熱機

定義利用內能做功的機械叫做熱機

分類汽油機和柴油機

工作原理燃料的化學能型內能螞機械能

結構特點汽油機頂部有火花塞，而柴油機頂部有噴油嘴，另外二者在工作過程中也略有

不同

工作過程每個工作循環分為四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程

一個工作循環中只有做功沖程是靠燃氣推動活塞做功，其他三個沖程靠安裝

在曲軸上的飛輪的慣性來完成

能量轉化在壓縮沖程中，機械能轉化為內能;在做功沖程中，內能轉化為機械能

常考數量一個工作循環中，需要完成4個沖程，活塞往復運動2次，曲軸轉動2圈，對

外做功1次

知識點5熱機的效率

1.熱值：一定質量的某種燃料完全燃燒所放出的熱量與燃料質量的比值，叫做這種燃料的

熱值,其單位是J/kg,燃料完全燃燒放熱公式：。的=mq。熱值是燃料的特征之一。

2.熱機效率：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叫做熱

機的效率，提高熱機效率的途徑：使燃料充分燃燒；減少各種熱損失；減少機械

磨損消耗的能量。

3.熱機造成的污染主要表現在大氣污染和噪聲污染。

知識點6能量的轉化和守恒

轉化與轉移的區別

概念舉例

轉化能量由一種形式轉化為另一種形式電燈發光：電能轉化為光能和內能

能量不經過變化直接由一個物體轉移到碰撞時，動能從一個物體轉移到另一個

轉移

另一個物體物體上

能量守恒定律

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另一種形式，

內容或者從一個物體轉移到另一個物體，在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不

變

①能量的轉化和轉移都是有一方向性的」

說明

②能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一

隨堂練習

一、單選題

1.（2024?江蘇淮安?模擬預測）為應對地球氣候變暖，促進可持續發展，踐行節能低碳,

應特別重視清潔能源的開發和利用。下列能源中屬于清潔能源的是（）

A.煤炭B.風能C.天然氣D.石油

2.（2024?江蘇宿遷?三模）“玲龍一號”是中國研發、全球首創的陸上商用小型核能發電裝

置，核能屬于（）

①不可再生能源②可再生能源③常規能源④新能源

A.①②B.①④C.②③D.②④

3.（2024?江蘇連云港?一模）下列現象中，不能用比熱容解釋的是（）

A.中午沙子很燙、海水較涼

B.汽車發動機用水做冷卻劑

C.我國西北沙漠地區日溫差較大

D.火箭采用液態氫作為燃料

4.（2024?江蘇南京?一模）下列四幅圖選自中國古代科技著作《天工開物》，對圖中場景解

釋正確的是（）

A.魁螃'場中打稻"中通過摔打的方法將稻粒從稻稈上打落下來是

因為稻粒有慣性

“趕稻及菽”中牛拉石碾的力大于石碾拉牛的力

C.“透火焙干”中把濕紙貼在墻上利用了濕紙受到的重力

D.炒蒸油料”中在鍋中翻炒目的是通過做功的方法改變油料

內能

5.（2024?江蘇南京?一模）關于粒子與宇宙，下列說法中錯誤的是（）

A.用鼻子可以嗅到醋的氣味，說明分子在不停地運動

B.盧瑟福建立了原子核式結構模型，提出原子是由原子核和核外電子構成的

C.電子的發現說明原子核是由更小的微粒組成

D.宇宙是一個有層次的天體結構系統，太陽是銀河系中的一顆恒星

6.（2024?江蘇鎮江?一模）蒸青團時，人們在很遠處就能聞到香味，是由于溫度升高

（）

A.分子才運動B.分子運動劇烈

C.分子引力越小D.分子間空隙變大

7.（2024?江蘇無錫?二模）春日的周末，小華漫步在東洲公園，聞到陣陣花香，這個現象

說明（）

A.分子間有空隙B.分子間有引力

C.分子間有斥力D.分子是運動的

8.（2024?江蘇連云港?二模）下列事例中,屬于通過熱傳遞的方式改變物體內能的是

)

A.搓手取暖

彎折鐵絲

9.（2024?江蘇常州?二模）2024年3月21日上午，我國首列氫能源列車成功進行了運行試

驗，標志著氫能在軌道交通領域的應用，取得了新突破。氫能屬于：（）

①清潔能源②非清潔能源③常規能源④新能源

A.①③B.①④C.②③D.②④

10.（2024?江蘇南京?一模）如圖甲、乙所示，相同燒杯裝有質量相等的水，分別用a、b

兩種燃料進行加熱，燃料完全燃燒的質量分別為加八mb，且詢神=2:1,此過程中，甲、

乙燒杯中水的溫度與加熱時間的關系如圖丙所示，若同一杯水單位時間內吸收的熱量相

同，不計熱量損失和水質量的變化，則下列說法正確的是（）

SF—?

■

I水

時間/min

乙

A.甲、乙燒杯中的水從開始加熱至剛沸騰時吸收的熱量之比為3：5

B.整個過程中，燃料a、b完全燃燒放出的熱量之比為5：3

C.甲、乙燒杯中的水在相同時間內吸收熱量之比為10:9

D.燃料a、b的熱值之比為5：9

11.（2024?江蘇蘇州?二模）汽車已經成為現代生活不可缺少的一部分，汽車多數采用汽油

機作為發動機，如圖所示是單缸四沖程汽油機的工作循環示意圖，下列說法中不正確的是

()

A.一個工作循環的正確順序是：丁、甲、丙、乙

B.若此汽油機曲軸的轉速為1800r/min,汽油機每秒內對外做功15次

C.甲沖程是利用做功的方法改變內能

D.丙沖程是把機械能轉化為內能

12.（2024?江蘇南通?一模）下列實例中，與熱機中做功沖程原理一樣的是（）

13.（2024-江蘇泰州?一模）我國北方養貓的家庭發現,入冬以后貓咪總愛趴在暖氣上取

暖。若暖氣的溫度高于貓咪體表的溫度，下列說法正確的是（）

A.貓咪身體具有的熱量會增加

B.暖氣向貓咪轉移能量

C.貓咪身體具有的內能減小

D.如貓咪摟抱內能更大的物體，一定會比暖氣取暖效果更好

14.（2024?江蘇南京?一模）關于粒子和宇宙，下列說法正確的是（）

A.原子由原子核和核外電子組成B.光年是時間的單位

C.破鏡難圓，說明分子間存在斥力D.太陽是宇宙的中心

15.（2024?江蘇無錫?一模）如圖所示是航天員桂海潮在空間站用水球打“乒乓”的畫面，水

形成一個球而不會散開，這說明（）

A.分子之間存在引力

B.分子之間存在斥力

C.分子在不停地做無規則的運動

D.分子間存在間隙

二、填空題

16.（2024?江蘇泰州?二模）2021年4月，日本政府擬定將福島第一核電站中核廢水排入太

平洋，消息一出立刻引起了亞太地區乃至世界各國的不安。媒體報道：福島核電站的廢水

中含有大量具有放射性的核物質。

（1）核電站利用核反應堆中鈾核（選填“裂變”或“聚變”）時產生的內能，通過汽輪

機做功，帶動發電機發電。

（2）用水做冷卻劑給核反應堆的堆芯降溫，其原因是水的比熱容較大。已知水的比熱容為

4.2x103J/（kg-C）。則1g水溫度升高1。（2吸收的熱量為Jo

17.（2024?江蘇鎮江一模）如圖，冬天降溫前，學校水龍頭“穿”上厚厚的“泡沫棉衣”的原

因是水會通過的方式減小內能，凝固時體積會，容易凍裂水龍頭。而泡

沫具有良好的性，能有效的防止這一現象的發生。

18.（2024?江蘇無錫?二模）如圖所示，隨著抽氣機不斷向罩外抽氣，小明聽到罩內鬧鐘鈴

聲的（響度/音調/音色）變低，如果罩內的空氣被完全抽空則不能聽到鈴聲，由

此我們可以推理得出的結論是。古采中、畢小紅來到公園，聞到陣陣花香，說明

分子在_________:小接著她來到人工湖旁，感覺到河岸的沙灘很熱，而湖水卻是涼涼的，

這是因為水的較大的緣故。

19.（2024-江蘇泰州?三模）一般分子直徑的數量級是合nm?實踐小組在

進行酒精和水混合的實驗中，分別采用了如圖所示的兩種不同的容器。在進行實驗時，應

該先注入一半體積的,然后將另外一種液體注滿容器，最后用食指堵住容器口并上

下顛倒幾次，發現容器中的液面降低，這說明了o通過分析你覺得選擇（選

填“甲”或“乙”）容器的實驗效果更好。

甲乙

20.（2024?江蘇連云港?一模）如圖所示，在古代，沒有火柴、打火機等點火用具時，人們

通過鉆木取火；在現代，人們野外活動時，可以用凸透鏡引燃枯樹葉取火。分析兩個現

象，完成下表。

取火方法改變內能方式能量的變化情況

鉆木取火①②

凸透鏡引燃取火③4

鉆木取火凸透鏡引燃取火

21.（2024?江蘇南京?一模）廚藝勞動實踐中，用燃氣灶烹飪食物主要是通過方式增

大食物的內能，使用的天然氣屬于（選填“可再生”或“不可再生”）能源。

22.（2024?江蘇揚州?三模）實驗室溫度計玻璃泡里的液體通常用煤油，在溫度計示數上升

過程中，煤油的內能是通過的方式增大的，這一過程中煤油的密度（選填“變

大，，，，變小，，或，，不變，，）。溫度計玻璃泡里的液體不能用水，原因之一是水的大，造成

溫度變化不明顯。

23.（2024?江蘇鹽城?一模）油庫里的儲油罐往往直徑較大，而高度相對較矮是為

了;將其渾身涂成銀白色是主要為了反射太陽光中外線，避免油的溫度過

高；儲油罐旁還安裝有自動噴頭，夏季經常向儲油罐噴水，這主要是利用水的較大

的特性。

24.（2024?江蘇鹽城?一模）某型號汽油機的飛輪轉速是1200r/min,則該汽油機每秒鐘完

成個做功沖程，其中沖程將內能轉化為機械能，當汽油燃燒不充分時，排

氣管會冒“黑煙”，此時汽油機的效率將（選填“變大”、“不變”或“變小”）。

25.（2024?江蘇蘇州?二模）電影《流浪地球2》中，宇航員們多次往返地球和月球。

（1）若物體在月球上的重力是地球上的”，某宇航員在地球上最多能舉起60kg的物體，則

他在月球上，最多能舉起kg的物體；

（2）宇航員們乘坐飛船返回地球，飛船穿越大氣層時外表面溫度升高，這是通過

方式增大內能，這與內燃機的沖程的能量轉化相同；某單缸四沖程汽油機飛

輪轉速1800r/min,則該汽油機每秒對外做功次。

26.（2024?江蘇揚州?一模）如圖所示的某品牌插秧機，當插秧機勻速作業時，動能

（選填“變大”“不變”或“變小”）。該插秧機使用四沖程汽油機，圖中汽油機的工作過程中能

量轉化情況一致的是實驗中的（選填“甲”或"乙”），如果該汽油機飛輪的轉速

是60r/s,則汽油機每分鐘對外做功次。

27.（2024?江蘇淮安?二模）我國自行研制的長征系列運載火箭已將眾多衛星送入太空，火

箭主要采用液氫作為燃料，這是因為液氫的大。航天器與地面指揮中心通過

波聯系，航天器與地面指揮中心進行聯系時，傳遞的是（選填“信息”或“能量”）。

28.（2024?江蘇徐州?三模）氫氣的熱值為14.7xlO-J/kg,完全燃燒0.1kg氫氣可以放出_

J的熱量，這些熱量可以使100kg水溫度從20（升高到。以作為燃料，氫氣

燃燒后的生成物僅為水，和煤炭相比具有的特點。［水的比熱容為

4.2xlO3J/(kg-℃)]

29.（2024?江蘇連云港?三模）如圖所示，在試管中裝些水，用軟木塞塞住，加熱使水沸

騰，水蒸氣會把軟木塞沖出。在這個過程中，燃料的能轉化為能，傳給水和

水蒸氣，水蒸氣把塞子沖出去時，水蒸氣的能轉化為塞子的能。

30.（2024?江蘇泰州?一模）如圖所示，用酒精燈加熱試管內的水，至水沸騰，汽化的水蒸

氣從細玻璃導管中噴出，小華將自制的風車放在小孔前方成功讓風車轉了起來。水蒸氣推

動風車的能量轉化過程與汽油機沖程的能量轉化過程相同，在此沖程中燃氣的內能—

（選填“增加”、“減小”或“不變”）。某單肝四沖程汽油機的飛輪轉速為3000r/min,貝UImin

內該汽油機對外做功次。

31.（2024?江蘇鎮江?一模）用燒杯取200g、68。（2的水加熱。當水沸騰時，水溫如圖所

示,則水的沸點為℃?此過程中水吸熱Jo若這些熱量全部由天然氣燃

燒提供，則至少需要完全燃燒m3的天然氣。[c次=4.2xl03j/（kg.oc）,q天然氣