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热学专题
《热和能》复习
一、知识归纳
（一）分子热运动
1、物质是由组成的；
2.扩散现象：
在接触时彼此进入对方的现象，叫做扩散。
扩散现象与有关。
一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则的运动叫做。
温度越高，热运动越剧烈。
3．分子间的作用力
分子之间既有又有，这就好像被弹簧连着的小球。
当分子间的距离很小时，作用力表现为斥力：
当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力。
如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。
（二）内能
1．物体的内能
（1）物体中所有分子热运动的和的总和，叫做物体的内能。
（2）物体的内能大小是由、、体积和物态来决定。
（3）内能与机械能的区别：
2．物体的内能改变的两种方式
（1）可以改变物体的内能
如果外力对物体做功全部用于物体内能改变，外力做多少功，物体的内能就增加多少；
如果物体对外做功全部用于物体内能改变，物体的内能减少多少，就做了多少功，；
（2）可以改变物体的内能
物体吸收热量，内能。
物体放出热量，内能。
。
（3）做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
做功使物体内能改变的过程是与的转化过程。
而热传递的过程只是物体之间内能的转移，没有能量形式的转化。
（三）、比热容：
⑴定义：
。
⑵物理意义：
表示物体吸热或放热的本领的物理量。
比热容是物质的一种特性，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）水的比热容为4.2×103J（kg·℃）表示：
（4）水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大
（5）计算公式：
Ｑ吸＝，Ｑ放＝
（四）热机与热值
1、内能的获得——燃料的燃烧：
转化为能。
2、热值
（1）定义：
，叫做这种燃料的热值。
（2）公式：
Q＝。
3、热机：
（1）定义：
利用燃料的燃烧来做功的装置。
能的转化：
转化为能
（2）内燃机：
将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用来做功的机器叫内燃机。
它主要有汽油机和柴油机。
（3）内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：
吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
4、热机的效率：
①定义：
热机用来那部分能量和的能量之比叫做热机的效率。
②公式：
η=
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。
5、汽油机和柴油机的工作过程：
冲程：
活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。
一个工作循环，活塞往复运动次，曲轴和飞轮转动周，经历个冲程，对外做功次。
（五）热现象
1、温度：
温度表示物体的。
常用单位是。
规定：
在一个标准大气压下的温度为0度，的温度为100度。
2、温度计（常用液体温度计）利用进行工作。
使用时：
温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中，不要碰到；温度计玻璃泡浸入被测液体中稍候一会儿，待温度计的后再读数；读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计中液柱的相平。
3、熔化和凝固
① 晶体熔化和凝固特点：
②非晶体熔化和凝固特点：
4、汽化和液化：
①蒸发：
液体在任何温度下都能发生的，并且只在发生的汽化现象叫蒸发。
影响因素：
⑴；⑵；⑶。
作用：
蒸发吸热，具有制冷作用。
沸腾：
在一定温度下，在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
沸点与气压的关系：
一切液体的沸点都是气压减小时，气压增大时
②液化：
使气体液化的方法⑴；⑵。
液化的好处：
体积缩小便于运输。
作用：
液化放热
5、升华和凝华：
①升华：
物质从直接变成的过程，吸热，易升华的物质有：
碘、冰、干冰、樟脑、钨。
②凝华：
物质从气态直接变成固态的过程，放热
二、例题分析
1．下列关于燃料热值概念的叙述正确的是（）
A．燃烧时放出热量多的燃料的热值大B．相同质量燃烧时放出热量多的燃料的热值大
C．质量1kg完全燃烧时放出热量多的燃料的热值大
D．质量1kg充分燃烧时放出热量多的燃料的热值大
2．热机效率高是指（）
A．热机的温度高B．热机的功率大
C．热机在单位时间内消耗的燃料少D．燃料消耗的内能转化为机械能的百分比大3．两台汽油机，甲的效率为35％，乙的效率为25％，这两个数据表示（）
A．甲机做的功比乙机的多B．在相同时间内甲机燃烧的汽油较乙机多
C．在消耗相同的汽油时，甲机做的有用功比乙机多D．甲机的功率比乙机的大
4、关于热机错误的说法是（）
A.利用内能来做功的机器叫热机B.蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机都叫热机
C.一切热机的工作过程都包括四个冲程
D.用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率
5、完全燃烧140g焦炭（焦炭的热值为3．0×107J／kg）能放出多少热量?
若这些热量的30％被水吸收，则能使30kg20℃的水温升高到多少度?
6、用天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）,天然气的热值q=7.0×107J/m3。
求：
（1）0.5m3天然气
完全燃烧放出的热量Q放。
（2）水吸收的热量Q吸。
（3）燃气灶的效率η。
3、训练
1（黄冈）下列现象中利用了熔化吸热的是（）
A．运输食品时利用干冰降温防止食品腐烂B．天热时向地上洒水会感到凉快
C．在发烧的病人头上涂酒精以缓解症状D．向可乐饮料中加冰块会使饮料变得更
2．[黄冈]我国古代有许多艺术性、科学性较高的饮器。
有一种杯叫“常满杯”，杯中有用上等白玉做成的圆锥体，放在空气中，不断有水滴产生，使其常满。
关于此杯，下列说法错误的是（）
A．杯中的水是水蒸气在白玉上液化形成的
B．杯中的水是空气在白玉上液化形成的
C．白玉是一种比热较小的物质，相同条件下温度变化显著
D．利用杯子在缺少水源的崇山峻岭中能自动“生”水
4．下列有关热现象的解释错误的是
A．炒菜时冒出的“白气”是汽化后的水蒸气B．高压锅是利用液体的沸点随气压增大而升高的原理工作的C．高空中的冰晶下落变成雨滴时内能增加了D．雪灾时在马路上撒盐是为了降低积雪的熔点
5.[黄埔]下列对各种气象形成原因的叙述中正确的是（）
A.雾是地面的冰块升华而形成的B.石头上的霜是水滴放热凝固而形成的
C.荷叶上的露珠是空气中的水蒸气放热液化而形成的D.雪是雨水汽化而形成的
1、关于物体的内能，下列说法中正确的是（）
A.物体运动的越快，物体的内能越大B.物体举得越高，物体的内能越大
C.温度为-40℃的冰块没有内能
D.火箭点火升空过程中将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能
2、下列现象中，利用内能做功的是（）
A、冬天在户外时两手相搓一会儿就暖和B、刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花
C、在烈日之下柏油路面被晒熔化了D、火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起
3、下列事列中，用做功的方法使物体内能增加的是（）
A、热水淋浴后全身感到暖和B、冬天，对手“哈气”，手感到暖和
C、冬天，两手互相摩擦，手感到暖和D、冬天，在房间内用暖气取暖，全身感到暖和
4、飞机在万米高空飞行时，舱外大气压比舱内气压低．要使舱内获得新鲜空气,必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内．在这个过程中，压缩机对空气做功，空气的
A.温度升高 内能增加 B．温度降低 内能减少
C.沮度升高 内能减少 D．温度降低 内能增加
5、.两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体．用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图5所示
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B．如果升高相同的温度，两液体吸收的热量相同
C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D．加热相同的时间，甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多
6、关于燃料的热值，以下说法中正确的是
A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关
B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值
C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大
D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
7、下列有关热的说法正确的是【】
A．任何温度计都不能离开被测物体读数B．水往低处流，是因为分子在不停地运动
C．用水作汽车冷却液，是因为水的比热容较大D．晶体熔化过程中温度不变，内能也不变
8、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况.关于对图中①②③④的补充正确的是【】
A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能
B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能
C．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能
D．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能
9、1千克20℃的水吸收4.2×105焦的热量后，它的温度为（）（1标准大气压）
①80℃ ②100℃ ③120℃ ④130℃
10、甲、乙两种物体质量相同比热不同，当它们升高相同温度时，一定是（）
A、比热小的吸收热量多B、比热大的吸收热量多
C、甲、乙吸收的热量一样多D、因初温不知道无法判定
11、初温相同，质量也相同的水和铜块，吸收相等的热量后，再将铜块投入水中，则会出（）
A、铜块放热，水吸热B、铜块吸热，水放热
C、铜块与水之间不发生热传递D、水的内能传递到铜块上
12、下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是（）
A、烧水时，水蒸气顶起壶盖B、闭合开关后，灯泡发光
C、冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷D、给电动自行车的蓄电池充电
13、汽油机是由四个冲程不断循环而工作的，图2中表示内能转化为机械能的冲程是（）
14、
如图8所示，其中能量转化形式相同的是（）
图8
A．甲和乙B．乙和丙C．甲和丙D．乙和丁
15、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
D．晶体和非晶体都有一定的熔点
16、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
1、小明在烈日当空的海边玩耍，发现沙子烫脚，而海水却很凉。
同样，太阳光照射，为什么会出现不同的结果呢？
小明想：
是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢？
于是他从海边取一些沙子和海水带回家进行探究。
小明在两个相同的玻璃杯中分别装上了相同质量的海水和沙子，用一个100W的白炽灯同时照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值。
记录的数据如下表所示。
照射时间/min
0
2
4
6
8
10
12
温度/℃
海水
31．0
31．6
32．1
32．5
32．8
33．0
33．1
沙子
31．0
32．5
33．8
34．8
35．8
36
36．3
（1）小明探究的物理问题是什么？
（2）分析小明探究中收集到的数据，你可以得出什么探究结论？
（3）小明发现“夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉”，请你用简单的语言从日常生活中或自然中举出一个类似的现象
2、改变物体内能的方式有两种，饮料放进冰箱后温度降低，是用______的方式减少饮料的内能；在汽油机的压缩冲程中，是通过______的方式增加燃料混合物的内能．用铝壶烧开水，壶中的水蒸气将壶盖顶起来，这是消耗水蒸气的能对外做功，将水蒸气的能转化成壶盖的能。
3、内燃机的一个工作循环的四个冲程，图中表示的是其中的________冲程；它将______能转化成_______能．
4、现代生活中最重要的交通运输工具——汽车，与我们的生活走得越来越近了。
⑴某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是5×105Pa。
汽油的热值是4.6×107J／kg，每次做功耗油0.2g，气体一次膨胀对活塞做的功是J；若每次做功过程中汽油的90％完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是J；排气过程中，废气温度，内能。
⑵汽油机的效率很低，主要原因之一是带走了大量的能量。
电动汽车是未来汽车的发展方向，它的发动机是利用原理制成的。
5、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。
1、铝的比热是0.88×103焦/（千克·℃），水的比热是4.2×103焦/（千克·℃）．质量为0.3千克的铝锅中放有2千克的水，把它们从20℃加热到80℃时，
（1）铝锅需要吸收多少热量
（2）水需要吸收多少热量
（3）一共需要吸收多少热量
2、重410N的汽车在水平路面匀速运动，所受阻力为920N，汽车牵引力功率为9.2kW，其汽油发动机效率为20%（汽油热值是（4.6×107J/kg）
（1）在图表示汽车的方框上画出汽车匀速运动过程中水平方向受力示意图。
（2）求汽车运动100s内①发动机对汽车的牵引力多大？
②牵引力做了多少功？
③汽车通过的距离多长？
④发动机消耗汽油质量是多少？
3、2010年上海世博会通过大面积推广应用太阳能等以低能耗、低污染、低排放为特点的绿色环保技术，来体现“城市，让生活更美好”的主题。
如图21所示的太阳能热水器，它的水箱容量为120L，热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%，在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W。
如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃，需要阳光照射5h，那么：
（1）一箱水需要吸收的热量是多少？
（2）热水器上集热器的面积至少要多大？
［水的比热容是：
4.2×103J/（kg·℃）］
4.如图为泸州市某风景区山中的一段盘山公路照片。
以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路（盘山公路近似处理为斜面）以36Km/h的速度匀速行驶，经过15min从山脚到达山顶；汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2×103N。
已知汽油完全燃烧释放的热量转化为汽车牵引力做功的效率为30%，汽油热值q=4.6×107J/Kg，求：
（1）汽车上山时牵引力发挥的功率为多大。
（9.2×104W）
（2）汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油。
（6kg）
5、液化石油气的热值高达4.6×107J/kg，一些不法商贩为谋取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9×107J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户．常州市质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测：
将质量为100kg、初始温度为31℃的水装入容器内，用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100℃恰好沸腾，瓶内燃气消耗了0.84kg．通过高效炉灶，水能吸收燃气完全燃烧释放热量的75%．已知水的比热容为c水=4.2×103J/（kg·℃），问：
（1）瓶内燃气的热值是多少？
（2）该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？
6、小明家新安装了一台如图14所示的太阳能、电能两用热水器。
平常使用太阳能，在阳光不足时，用电热丝辅助加热。
热水器名牌如下。
××牌热水器
型号HM-20
集热管数28支
额定频率50Hz
水箱容积200L
集热管管长180cm
额定电压220V
防水等级A
系统承压3.0MPa
额定功率4400W
（l）电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流各是多少？
（2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了多少热量？
（1L=10-3m3）
（3）若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从20℃升高到50℃时，不考虑热量的损失，需要多少立方米天然气？
（天然气的热值为4.0×107J／m3）
（4）由于寒冷阴雨，太阳能热水器只将水加热到35℃，现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作多长时间？
（设电能全部转化为内能）
四、武汉调考中考试题精选
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
12．（2012四调）下列说法错误的是
17．（2012五调）下列物理图象中，反映物理量之间关系正确的是
1．（2010武汉中考）如图所示，在小瓶里装一些带颜色的水，再取一根两端开口的细玻璃管，在它上面画上刻度，使玻璃管穿过橡皮塞插入水中，从管子上端吹入少量气体，就制成了一个简易的气压计。
小明把气压计从山脚带到山顶的水平地面上，玻璃管内水柱的高度，水对容器底的压强。
（填“变小”、“不变”或“变大”）如果在瓶中装满水，就可以制成一个较准确的测量仪器（请写出它的名称）。
4．（2011年武汉市）（4分）向云层投撒干冰是人工增雨、缓解旱情的方法之一。
投撒到云层中的干冰________为气体，并从周围________大量的热，使空气中的水蒸气________为小水滴或________为小冰晶，下落而形成雨。
5．（2010四调）（3分）如图是空调制冷时制冷剂循环的简化图，气态制冷剂由压缩机压入室外机的热交换器，在热交换器内液化热，然后在室内热交换器内汽化热，从而降低室内空气的温度。
在室外的热交换器中，气态制冷剂是通过的方式液化的。
6．（2010五调）（4分）如图所示，夏天里把一大块冰放在塑料袋中，过一段时间后，冰变成了水，这是______现象，塑料袋没有漏水，但是在塑料袋外面却出现一层水珠，这是_________现象，其中放热的物态变化主要发生在______（填“袋内”、“袋外”或“袋内和袋外”）表面；同时发现，冰变成水后，塑料袋向四周鼓起来，这是因为___________。
7．（2008中考）下列有关热现象的解释错误的是
A．炒菜时冒出的“白气”是汽化后的水蒸气B．高压锅是利用液体的沸点随气压增大而升高的原理工作的
C．高空中的冰晶下落变成雨滴时内能增加了D．雪灾时在马路上撒盐是为了降低积雪的熔点
8（2011四调）
25．（2012四调）为了比较水和食用油的吸热能力，某同学用如图所示的装置按下列步骤进行了实验。
A．在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的水和食用油；
B．用温度计分别测出水和煤油的初温；
C．用两个相同的酒精灯对水和食用油加热相同的时间；
D．用温度计分别测出水和食用油的末温。
请你回答下列问题：
（1）上述实验步骤中，存在错误的是：
。
（2）类似的实验发现：
不同的物质在相等、相同时，吸收的热量通常是不同的，即每种物质都有自己的比热容。
12．（2012中考）下列说法错误的是
28、（2013四调）甲图是一种即开即可以用的电热水龙头，乙图是它的电路原理图。
旋转水龙头的手柄可带动切换开关在1、2、3之间接通对应的电路，从而实现冷水、温水之间的切换。
电热水龙头的部分参数如丙图所示。
（1）开关处于位置1时，放出的水温最高，试求电热丝R1的阻值。
（2）
（2）当开关处于位置1、进水口的水温接近25℃时，超温保护器就切断了电路。
试估算水龙头每分钟可以放出多少千克的热水？
27．（2011四调）小明家买了一个电热水壶，其铭牌如下表所示。
额定电压
220V
额定频率
50Hz
加热功率
1000W
保温功率
40W
最大容量
2L
环境湿度
≤90%
（1）铭牌中“50Hz”的含义是。
（2）小明和小华想测量电热水壶的实际功率。
当只有电热水壶工作时，小明发现在3min
内脉冲式电能表的指示灯闪了90次（脉冲式电能表表盘上标有“2000imp/kW·h”字样，表示指示灯每闪2000次，电路中耗电1 kW·h），电热水壶的实际功率是多少?
（3）在进行上述测试时，小华在热水壶中装了2L温度为20℃的水，测得在3min内壶中的水温升高到了35℃。
试求这次测试时电热水壶的效率。
[c水＝4.2×l03J/（kg·℃）]
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