九年級物理上冊《內能和熱機》學案滬科版.doc

教學資料參考范本九年級物理上冊內能和熱機學案 滬科版撰寫人：_時 間：_教學目標：1.了解內能的概念,能簡單描述溫度和內能的關系.2.從能量轉化的角度認識燃料的熱值.3.了解熱量的概念.教學重點：理解和區(qū)分 溫度、熱量和內能教學難點：比熱容的相關計算知識網絡和知識點：概念:內能 物體內能的大小:.物體內能的改變: 做功 對物體做功-內能增加. 物體對外做功-內能減少. 熱傳遞：用傳遞的熱量多少來衡量內能的變化 定義: 熱量的計算比熱容 單位: 比熱容是物質的一種屬性。 熱機 內燃機:四個沖程燃料的熱值: 概念: 公式: 單位一、內能1、內能： ，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：溫度：在物體的質量，材料、狀態(tài)相同時，溫度越高物體內能越大。質量：在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時，物體的質量越大，物體的內能越大。材料：在溫度、質量和狀態(tài)相同時，物體的材料不同，物體的內能可能不同。存在狀態(tài)：在物體的溫度、材料質量相同時，物體存在的狀態(tài)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(guī)則運動的能的總和。內能大小與分子做無規(guī)則運動快慢及分子作用有關。這種無規(guī)則運動是分子在物體內的運動，而不是物體的整體運動。二、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?。Ｎ矬w存在狀態(tài)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： 和 。A、做功改變物體的內能：做功可以改變內能：對物體做功物體內能會 。物體對外做功物體內能會 。做功改變內能的實質是 B、熱傳遞可以改變物體的內能。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。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。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。熱傳遞過程中， 叫熱量，熱量的單位是 。熱傳遞的實質 。C、做功和熱傳遞改變內能的區(qū)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 的。但做功和熱傳遞改變內能的實質不同，前者能的形式發(fā)生了變化，后者能的形式不變。D、溫度、熱量、內能的區(qū)別：溫度：表示物體的冷熱程度。 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。 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(tài)量 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，摩擦生熱總結：內能是物體內部所有分子做無規(guī)則熱運動的動能和分子勢能的總和，物體的溫度越高，內能越大；一切物體都有內能，內能包括分子動能和分子勢能，所以，內能的大小與物體的溫度、質量和體積有關； 熱量是過程量，就是說，熱量只存在于熱傳遞或熱交換過程中，只能說吸收或放出熱量，熱量傳遞等；熱量不是狀態(tài)量，不能說含有或者具有熱量三、熱量1、比熱容 定義： 。 物理意義： 的物理量。比熱容是物質的一種特性，大小只與物體的 、 有關，水的比熱容為4.2103J(kg) 表示： 水常調節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為水的比熱容大2、計算公式： 注意：此公式只能用于熱傳遞過程中吸收或放出的熱量，不能計算燃料燃燒放出的熱量；使用公式計算時，還要注意比熱容的單位是J(kg)，質量的單位是kg，溫度的單位是，熱量的單位是J。四、內能的獲得燃料的燃燒 燃料燃燒： 能轉化為 。五、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 （氣體燃料的熱值單位符號通常用“J/m3”）3、關于熱值的理解：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。 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 ，只與 有關，與燃料的形態(tài)、質量、體積等均無關。3、公式：Qmq（q為熱值）。 實際中，常利用Q吸Q放即cm(t-t0)=qm聯合解題。 4、酒精的熱值是3.0107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0107J。煤氣的熱值是3.9107J/m3，它表示：1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9107J。六、內能的利用、熱機1、內能的利用方式： 利用內能來加熱；從能的角度看，這是內能的轉移過程。 利用內能來做功；從能的角度看，這是 能轉化為 能。2、熱機：定義：利用燃料的燃燒來做功的裝置。能的轉化： 能轉化為 能3、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(huán)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、汽油機和柴油機的比較汽油機柴油機不同點構造：頂部有一個火花塞。頂部有一個噴油嘴。吸氣沖程吸入汽油與空氣的混合氣體吸入空氣點燃方式點燃式壓燃式效率低高應用小型汽車、摩托車載重汽車、大型拖拉機相同點沖程：活塞在往復運動中從汽缸的一端運動到另一端。一個工作循環(huán)活塞往復運動2次，曲軸和飛輪轉動2周，經歷四個沖程，做功1次。6、熱機的效率：定義：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：=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。經典例題：（1） 易錯點例題：例1（20xx年市）關于溫度、熱量和內能，下列說法正確的是( ) A物體的溫度越高，所含熱量越多 B溫度高的物體，內能一定大 C0的冰塊，內能一定為零 D溫度相同的兩物體間不會發(fā)生熱傳遞解析：物體的溫度越高，物體的內能就越大，熱量是指熱傳遞過程中內能改變的多少，所以A選項是錯誤的。物體的內能大小除了與溫度有關外，還跟物體的質量、材料以及狀態(tài)有關，所以B選項是錯誤的。物體在任何情況下都有內能，所以C選項是錯誤的。熱傳遞發(fā)生的條件是兩個物體要有溫度差。所以A選項是正確的。答案 D（2） 重點例題：例2 一塊0的冰變?yōu)?的水的過程中，它的內能變化情況是（ ）A、變大； B、變小； C、不變； D、不能確定解析：0的冰在變?yōu)?的水的過程中，盡管溫度不變，但是吸收了熱量，狀態(tài)發(fā)生了改變，分子間的平均距離改變了，分子勢能變大了，所以內能增加了。答案 A（3） 考點例題：一、內能1水電站的水從高處流向低處的過程中 ( )A.重力勢能不變，動能增加 B.重力勢能減小，動能增加C.重力勢能增加，動能減小 D.重力勢能增加，動能不變5關于能量轉化說法正確的是 ( ) A.砂輪磨刀有內能轉化為動能 B.隕石進入大氣層成為流星時內能轉化為機械能C.壺中水沸騰時壺蓋跳動是水的動能轉化為壺的動能D.給自行車打氣氣筒發(fā)熱機械能轉化為內能6關于物體內能的改變，下列正確的是 ( ) A.物體對外做功物體內能減少 B.物體吸收熱量物體內能一定減小 C.對物體做功時，物體內能一定減少 D.物體放熱時，物體內能一定增加8下列各個運動過程中，屬于動能轉化為勢能的是 ( )A.從空中勻速下降的跳傘運動員 B.向上拋出的小石塊C.擰緊的鐘表發(fā)條帶動指針走動 D.滾擺急速下落13下面現象中，屬于內能轉化為機械能的現象是( ) A、兩決塊相互摩擦，冰塊熔化 B、水蒸汽推動活塞做功 C、壓縮氣體，溫度升高 D、用太陽灶燒水15從能轉化的觀點來看，摩擦生熱的現象是( ) A、機械能轉化為內能 B、內能轉化為機械能 C、化學能轉化為內能 D、內能轉化為動能22熱水和冷水混合時，_水放出熱量，一直到熱水與冷水的 _相同時為止。23物體的溫度升高，表明物體的內能_,物體內大量分子無規(guī)則運動的速度_(填“變”“增大”或“減小”)28火柴可以擦燃，也可以放在火上點燃，前者是用_的方法使火柴燃燒，后者是用_的方法使它燃燒。37.火柴可以擦燃，也可以放在火上點燃，前者是用_的方法使火柴燃燒，后者是用_的方法使火柴燃燒，兩種方法都可以改變火柴的內能。二、比熱容例1 根據公式c=Q/mt，判斷下列說法中正確的是（ ）A、物質的比熱容跟它吸收的熱量成正比B、物質的比熱容跟它的質量和升高的溫度成正比C、比熱容是物質的一種特性，比熱容的大小跟它吸收的熱量、物體的質量及升高的溫度都無關D、以上說法都不對例2 沿海地區(qū)氣溫的變化為什么比內陸小?解析：這是因為水的比熱容比干泥土的大，在同樣受熱或冷卻的情況下，吸收或放出的熱量相同，水的溫度變化比干泥土小，因此，在受太陽照射的條件相同時，沿海的氣溫變化比內陸小。10甲乙兩物體質量相等,甲物體溫度降低20,乙物體溫度升高15時,乙物體吸收熱量是甲物體放出熱量的2倍,甲乙兩物體比熱比是( ) A.3:8 B.8:3 C.4:3 D.3:2 17在下列幾種情況中，比熱容會發(fā)生變化的是( ) A、20的水變成4的水 B、一塊鋼板壓制成鋼鍋 C、水結成冰 D、 把開水倒入冷水中19.水和煤油吸收的熱量相等，水的比熱是煤油的2倍,水升高的溫度是煤油的1/3倍，則它們的質量之比m水:m油是 ( ) A. 3:2 B. 2:3 C. 1:6 D.6:124現有質量和初溫都相等的鋁塊、鐵塊和銅塊,其比熱C鋁>C鐵>C銅，它們吸收相等的熱量后,末溫最高是_塊，末溫最低的是_塊38.甲、乙兩塊金屬質量之比是5:3，當它們吸收相同熱量后，升高溫度之比是1:5，則它們的比熱之比是_.39.質量相同的兩塊金屬甲和乙，甲的比熱是乙的3倍，當它們吸收相等的熱量時，甲、乙升高溫度的比為_；當它們升高相同的溫度時，甲、乙吸收熱量的比為_40. A、B兩物體的溫度相同，A的質量是B的2倍，A的比熱是B的14，它們吸收相等的熱量后再接觸，則熱量將從_物體傳遞給_物體41在烈日炎炎的夏天，如果你赤腳走在沙灘上，會覺得砂子燙腳；再從沙灘走入河水中，則感到涼快舒服，這是為什么？答：砂子的比熱容小于水的比熱容；夏天在相同的日照即吸收相同的熱量時，砂子的溫度比水的溫度升高得快一些；砂子的溫度高，所以燙腳，從砂灘走入水中，水溫低于砂子的溫度，所以感到涼快舒服。三、熱值與比熱容1、用兩個相同的加熱器，分別對質量相等的甲、乙兩種液體加熱，其溫度隨時間變化的圖象如圖所示，由圖象可知（）A、甲的比熱容比乙大 B、甲的比熱容比乙小 C、甲和乙的比熱容相等 D、開始加熱時，甲和乙的比熱容為零 2、下列說法中正確的是（）A、一桶水的比熱容和一杯水的比熱容一樣大 B、水壺里的水燒開時，水蒸氣把壺蓋頂起，機械能轉化為內能 C、用鋸條鋸本板時，鋸條發(fā)熱，鋸條的內能減少 D、溫度越高的物體所含的熱量越多 3、下列用水的實例中，利用了“水的比熱容較大”特點的是（）A、 用水澆花 B、用水冷卻汽車發(fā)動機 C、用水發(fā)電 D、用噴水霧的方法形成彩虹 4 焦碳的熱值是3.0lO7J/kg，其物理意義是_完全燃燒2kg的焦碳放出的熱量為_J 5. 同種物質做成的甲、乙金展塊的質量之比為2:1，降低相同的溫度后，甲、乙兩金展塊的比熱容之比是_，放出的熱量之比是_6. 水從2O升高到28時，水的比熱容_內能_.(均填變化情況). 1 焦碳的熱值是3.0lO7J/kg，其物理意義是_ _ 7. 三口之家分別單獨使用不同種類的燃料時平均月消耗量分別為:木柴約180kg，煙煤約70kg，煤氣約50kg，液化石油氣約為25m3則這幾種燃料的熱值最高的是( ) A 木柴 B 煙煤 C 煤氣 D 液化石油氣四、內燃機1、下圖所示是汽油機工作時各種沖程的示意圖，其中表示做功沖程的是（）A、 B、 C、 D、2、汽油機由四個沖程不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作其中將內能轉化為機械能的是（） A、吸氣沖程 B、壓縮沖程 C、做功沖程 D、排氣沖程3、如圖是內燃機工作循環(huán)中的一個沖程，它是（）A、壓縮沖程，將化學能轉化成內能B、壓縮沖程，將機械能轉化成內能 C、做功沖程，將內能轉化成機械能 D、做功沖程，將機械能轉化成內能 4、某柴油機燃燒2.4柴油時，對外做的有用功為2.8107J，該柴油機的效率為 （精確到0.1%）柴油機吸氣沖程，吸入的物質是 （柴油的熱值為3.3107J/）5、隨著人們生活水平的提高轎車已逐步進入我國普通百姓家中已知某國產驕車每行駛100km消耗8L汽油（1L=10-3m3），汽油的密度為0.71103kg/m3、熱值為4.6l07J/kg則（1）10kg汽油完全燃燒時所產生的熱量是 J（2）該汽車行駛100km消耗的汽油的質量是 kg（3）當該汽車以50kW的功率在平直公路上以72km/h的速度勻速行駛時，它所受到的阻力等于 N（4）該汽車發(fā)動機的效率是 %6、一汽油機在工作時的能流圖如圖所示根據圖中的數據計算該汽油機的效率7汽油機和柴油機在構造上相比，汽油機頂部有一個_，柴油機頂部有一個_。一臺四沖程汽油機，飛輪的轉速為1800r/min，則此汽油機每秒鐘內完成_個沖程，做了_次功。五、計算題1、質量為0.5千克的鋁塊溫度升高了40，求鋁塊吸收的熱量Q吸= 【C鋁=0.9103焦/（千克）】2、 若將2kg 的水從20加熱到70，需吸收多少熱量？c水=4.2103 J/（ kg）3、某太陽能熱水器的水箱內裝有50kg的水，太陽光照射一段時間后，水溫從20升高到60水的比熱容是4.2103J/（kg），焦炭的熱值是3O107J/kg試求：（1）水吸收的熱量是多少？（2）這些熱量相當于完全燃燒多少千克的焦炭？4、某中學為學生供應開水，用鍋爐將200kg的水從25加熱到100，燃燒6kg的無煙煤，水的比熱為4.2103J/（kg），無煙煤的熱值是3.4107J/kg，試求：（1）鍋爐內200kg的水吸收的熱量是多少？6kg無煙煤完全燃燒放出的熱量是多少？（2）此鍋爐的效率是多少？課后鞏固訓練：（一）、上次未過關知識專題訓練（二）、本次課堂知識鞏固訓練下列說法正確的是 A物體的溫度越高，所含熱量越多B溫度高的物體，內能一定大C0的冰塊，內能一定為零D溫度相同的兩物體間不會發(fā)生熱傳遞E鋼水冷卻，溫度降低，內能一定不減少F運動速度大的物體內能大G物體對外做功其內能一定增大H水的溫度降低到0就會結冰I溫度相等的一杯水和一桶水的內能相同J同一種晶體的熔點和凝固點不同K一杯水放在高處比放在低處時具有的內能大L給冰加熱，冰的溫度一定升高M把5的水放入0的房間，水將會結冰N物體吸收熱量后，溫度一定升高O任何情況下冰的溫度一定低于0P物體內能增加，一定是吸收了熱量Q冰在熔化過程中比熱容、內能、溫度都不變R物體在發(fā)生物態(tài)變化時都要吸熱S酒精溫度計和煤油溫度計由于其比熱容不同，所以能測量的最高溫度也不同的T在熱機的一個工作循環(huán)中，燃氣做功四次1、質量相同的0的水和0的冰比較，它們的內能哪個大？內能大的原因是什么？多出的這部分能量是以什么形式存在的？2、小明家樓頂上安裝了一臺太陽能熱水器，水箱中水的質量是120kg，水的比熱容為4.2103J/（kg.），求：（1）水箱中的水從10上升到80，需要吸收多少熱量？（2）水箱中升溫后的水與原來在地面上相比較，哪些形式的能發(fā)生了變化？3、實驗室某玻璃瓶中盛有質量為140g、體積為l.7210-4m3的酒精。已知酒精的熱值為3107J/kg，水的比熱容為4.2103J/(kg)。試求：（1）瓶中酒精的密度。（2）將這些酒精完全燃燒，可放出多少熱量？（3）這些熱量能使20kg的水溫度升高多少度？（三）、附加題訓練1、（6分）小宜學習了熱學的知識后，知道水的比熱為4.2103J/(kg)，他想估算一下自己家中每天燒水、做飯需要的熱量，于是他仔細記錄了家中每天燒水、煮飯、炒菜需要的時間”，并把它折算成燒水時間，相當于每天將40kg的20水燒開（加熱到100）。請計算：（l）小宜家每天燒水做飯需要多少熱量？（2）如果木柴的熱值 q為1.2 107Jkg，從理論上講小宜家中每天燒水做飯需要多少千克的木柴？2.（8分）燃氣灶是目前許多家庭普遍使用的爐具，而電磁爐則是新一代的智能爐具。為了比較它們的優(yōu)劣，小明同學進行了相關調查，得到的有關數據見下表。燃 氣 灶電 磁 爐熱效率25%熱效率90%天然氣熱值8.0107J/m3額定功率1000W天然氣價格2元/ m3市電價格0.5元/kWh 如果小明家每天做飯、燒水所需熱量為8.0106J。若這些熱量靠燃氣灶提供，需要燃燒多少燃氣?若這些熱量靠電磁爐提供，需要消耗多少電能?你認為這兩種爐具各有什么優(yōu)缺點?17 / 17