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【期中单元考点讲义】（沪科版）2023-2024学年九年级物理上册 第十三单元 内能与热机 单元讲义
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第十三单元 内能与热机
考点一、内能
物体内部大量分子做无规则运动所具有的能量叫分子动能。由于分子之间有一定的距离，也有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫物体的内能。
要点：
1、单位：焦耳，符号J。
2、同一个物体，它的温度越高，内能越大。物体内能的大小，除与温度有关外，还与物体的体积、状态、质量等因素有关。
3、一切物体都有内能。
4、内能与机械能的区别
物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关，是物体能量的微观表现；物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关，是物体能量的宏观表现。物体的内能在任何情况下都不会为零（因为分子不停地做无规则运动总有动能），而物体的机械能可以相对为零。所以内能和机械能是两种不同形式的能量。
5、内能的改变，通过做功和热传递这两种方法都可以改变物体的内能。
考点二、比热容
单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做物质的比热容。符号c，单位为焦每千克摄氏度，符号为J/(㎏·℃）。
要点：
1、比热容是物质本身的一种性质。
（1）同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收（或放出）热量的多少及温度的改变无关。
（2）同一种物质在不同的状态下比热容不同，如冰、水的比热容是不同的。
2、水的比热容比较大，是4.2×103J/(㎏·℃）。主要表现：
（1）由于水的比热容较大，一定质量的水升高（或降低）一定的温度吸收（或放出）的热量较多，我们用水作为冷却剂和取暖用。
（2）由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）较多的热量而自身的温度却改变不多，这一点有利于调节气候。夏天，太阳晒到海面上，海水的温度升高过程中吸收大量的热，所以人们住在海边并不觉得特别热；冬天，气温低了，海水由于温度降低而放出大量的热，使沿海气温降得不是太低，所以住在海边的人又不觉得特别冷。
3、热量的计算
（1）吸热公式：Q吸=cm(t-t0)
式中Q吸表示物体吸收的热量，c表示物质的比热容，m表示物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度。（t-t0）表示温度的升高量。
（2）放热公式：Q放=cm(t0-t)
式中（t0-t）表示物体温度的降低量。
考点三、热机
把内能转化为机械能的机器叫热机。热机常见种类有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
要点：
1、内燃机及其工作原理
（1）内燃机：内燃机是热机的一种，内燃机在气缸里燃烧汽油或柴油。
（2）内燃机的工作原理。汽油或柴油在气缸里燃烧时生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功。活塞通过连杆使内燃机的飞轮转动，从而带动其他机械转动。
（3）内燃机的四个冲程，活塞在气缸内往复运动，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程，汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。在一个工作循环中，汽缸内的活塞往复两次，曲轴转动两周。四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的。一个工作循环有两次能量转化，在压缩过程中，机械能转化为内能，在做功过程中，内能转化为机械能。
2、汽油机和柴油机的异同点
不同点
相同点
项目
汽油机
柴油机
（1）构造基本相同都是燃料在气缸内燃烧，都是内燃机。
（2）都将内能转化为机械能。
（3）每一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
构造
气缸顶部有火花塞
气缸顶部有喷油嘴
点火方式
压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，称点燃式
压缩冲程末由喷油嘴向气缸内喷雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式
燃料
汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物
柴油、吸气冲程吸进气缸的只是空气
压缩比
压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／9至1／6
压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／22至1／16
做功
做功冲程初燃气压强为30至50个大气压，温度2000℃至2500℃，高温高压的气体推动活塞做功
做功冲程初燃气压强为50至100个大气压，温度1700℃至2000℃，高温高压的气体推动活塞做功
效率
效率较低20％至30％
效率较高30％至45％
用途
轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具
笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械
3、燃料的热值及热机的效率
（1）燃料的热值。把某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值，热值的单位是焦每千克（J/kg）。热值是反映燃料燃烧释放热量的本领大小的物理量。热值是燃料本身的一种特性，同种燃料的热值不随燃烧充分与否而变，不随燃料质量的大小而变，即每种燃料都有一个确定的燃烧值，不同燃料的燃烧值一般不同。
（2）热机的效率。在热机中，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。燃料在热机中燃烧时，总有一小部分燃料不能完全燃烧而损失掉，燃料释放出的内能只有一部分用来推动热机的运动，即转化为热机的机械能，其余的能量在废气、散热、机械摩擦中损失掉了，其中废气带走的能量最多，所以设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。
4、热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题，需要我们注意环境保护。
【例题1】．关于内能、热量和温度，下列说法正确的是（ ）
A．物体温度升高，内能一定增大 B．物体内能增大，温度一定升高
C．热量一定是从内能大的物体传向内能小的物体 D．物体温度越高，含有的热量越多
【答案】A
【解析】A．物体温度升高，内能增大，可能是吸收了热量，也可能是由于外界物体对它做了功，故A正确；
B．物体内能增大，温度不一定升高，比如晶体熔化过程中，吸热内能增加，但温度不变，故B错误；
C．热传递的定义可知，热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，不能说是从内能大的物体传向内能小物体，故C错误；
D．在热传递过程中传递内能的多少叫热量，热量是个过程量，不能说含有，故D错误。
故选A。
【例题2】．下列说法正确的是（ ）
A．比热容是物质的一种属性
B．一切物质的比热容均不相同，所以比热容是物质的一种特性
C．比热容大的物体比比热容小的物体吸收热量多
D．比热容大的物质比比热容小的物质吸收热量能力强
【答案】D
【解析】A．比热容是物质的一种特性，同一物质的比热容一般不变，故A错误；
B．比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一般不同，但也有些物质的比热容相同，故B错误；
C．当质量与升高温度相同时，比热容大的物体比比热容小的物体吸收热量多，选项中没有控制变量，故C错误；
D．比热容表示物体吸热能力的大小，比热容大的物质比比热容小的物质吸收热量能力强，故D正确。
故选D。
【例题3】．下列四个现象中，属于机械能转化为内能的是（ ）
A． 压缩点燃棉花 B． 蒸汽顶起壶盖
C． 冬天哈气取暖 D． 燃气推动活塞
【答案】A
【解析】A．压缩点燃棉花，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，棉花燃烧，故A符合题意；
B．蒸汽顶起壶盖，内能转化为机械能，故B不符合题意；
C．冬天哈气取暖，是热传递的过程，发生了内能的转移，不是能量的转化，故C不符合题意；
D．燃气推动活塞，内能转化为机械能，故D不符合题意。
故选A。
【例题4】．下列说法正确的是（ ）
A．擦黑板时粉笔灰四处飞扬是因为分子在不停息的运动
B．通过技术改进，热机效率可达100%
C．用酒精灯烧水时，热损失很大，酒精的热值变小
D．水壶里的水烧开时，水蒸气把壶盖顶起，内能转化为机械能
【答案】D
【解析】A．擦黑板时粉笔灰不是分子，不能说明解分子在运动，故A错误；
B．使用燃料燃烧放出的能量过程中， 由于摩擦阻力和尾气带走热量，不可能全部转化为机械的有用功，总有一部分能量损失，所以热机的效率总是小于100%，故B错误；
C．酒精灯烧水时，热损失很大，但酒精的热值与热损失无关，热值不变，故C错误；
D．水壶里的水烧开时，水蒸气对壶盖做功，所以水蒸气把壶盖顶起，是将内能转化为机械能，故D正确。
故选D。
【例题5】．小明家在郊外野餐时，用酒精炉子将2kg初温为20℃的水烧开，消耗了80g的酒精。下列相关说法正确的是[当地大气压为标准大气压，酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]（ ）
A．随着水温度的升高水的比热容逐渐变大
B．水沸腾以后继续加热温度不断升高
C．整个过程中水吸收的热量为8.4×105J
D．酒精炉子烧水的效率为28%
【答案】D
【解析】A．比热容是物质的一种特性，只与这种物质存在的状态有关，而与物体的温度、质量无关，所以，温度升高，比热容不变，故A错误；
B．液体沸腾时的特点：吸热，但温度保持不变。所以，水沸腾时，要继续加热，但水的温度不变，故B错误；
C．水吸收的热量
故C错误；
D．完全燃烧80g的酒精放出的热量
Q放＝m酒精q＝80×10﹣3kg×3×107J/kg＝2.4×106J
酒精炉子烧水的效率
故D正确。
故选D。
【例题6】．如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出，下列描述正确的是（ ）
A．试管中的水在升温过程中所含热量增加
B．在水沸腾前后，试管内的气压不变
C．酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
D．水蒸气对橡皮塞做功，其原理与汽油机做功冲程相同
【答案】D
【解析】A．热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故A错误；
B．在水沸腾后，试管内的水汽化为水蒸气，气压增大，故B错误；
C．酒精燃烧放出的热量要散失到空气中一部分，被试管吸收一部分，所以酒精燃烧放出的热量不能全部被试管中的水吸收，故C错误；
D．水蒸气膨胀对橡皮塞做功，将水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能，水蒸气的内能减少，能量转化情况与汽油机的做功冲程相同，故D正确。
故选D。
【例题7】．质量相同，温度相同的铝块甲和铁块乙（），将它们分别加热，吸收相同的热量后接触，此时（ ）
A．温度从甲传向乙
B．内能从甲传向乙
C．内能从乙传向甲
D．甲、乙间不发生热传递
【答案】C
【解析】由公式
可知，，铁块和铝块的质量以及吸收的热量相同，铁的比热容小于铝的比热容，所以铁块的温度升高值大于铝的温度升高值，由于初温相同，所以铁的末温大于铝的末温，热传递是从高温物体传向低温物体，所以热量会从铁块传给铝块。
故选C。
【例题8】．如图所示为济南和青岛两市2022年全年平均气温的变化。由图可知：济南全年的平均气温和青岛相差不大，但济南的平均高温要明显高于青岛，而平均低温要比青岛低。从物理学的角度看，这主要是因为（ ）
A．海水的密度比砂石的密度大
B．海水的内能比砂石的内能大
C．海水的比热容比砂石的比热容大
D．海水的温度比砂石的温度高
【答案】C
【解析】由于青岛是沿海城市，济南是内陆城市，海水的比热容比砂石的比热容大，相同质量的海水和砂石，吸收或放出相同的热量时，海水的温度比砂石的温度变化少，所以青岛的温差比济南的温差小，与密度、内能、温度都无关，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【例题9】．通过学习热机的工作的过程，小王知道了汽油机工作的四个过程，如图所示。关于下列四幅图说法中正确的是（ ）
A．丙冲程是吸气冲程 B．甲冲程是压缩冲程
C．乙冲程是把内能转化为机械能 D．丁冲程是排气冲程
【答案】B
【解析】A．丙冲程两气阀关闭，火花塞点火，是做功冲程，故A错误；
B．甲冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故B正确；
C．乙冲程排气阀开启，是排气冲程，没有能量转化，故C错误；
D．丁冲程进气阀开启，是吸气冲程，故D错误。
故选B。
【例题10】．如图所示为四冲程汽油机的某一冲程，下列说法不正确的是（ ）
A．该冲程为做功冲程
B．四个冲程中，只有该冲程向外提供动力
C．该冲程将内能转化为机械能，气缸内气体内能减少
D．若此时汽油机飞轮的转速为300r/min，则1s对外做功50次
【答案】D
【解析】A．图中的进气门和排气门关闭，活塞下行，气缸容积变大，所以是做功冲程，故A正确，不符合题意；
B．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，气缸内气体内能减少，故B正确，不符合题意；
C．内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，气缸内气体内能减少，其它三个冲程是依靠飞轮的惯性工作的，故C正确，不符合题意；
D．四冲程汽油机的飞轮转速为300r/min，则该飞轮每秒钟转5圈，完成了10个冲程，对外做功2次左右，故D错误，符合题意。
故选D。
【例题11】．赵阳同学从下面一些常见物质的比热容表中，分析归纳出几个结论，其中正确的是（ ）
一些常见物质的比热容
水
水银
砂石
煤油
玻璃
铁
干泥土
铝
A．在同样的阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢
B．不同物质的比热容一定不同
C．给小质量的物体测量温度时适宜用水银温度计
D．给常温下质量相同的铁块、铝块用相同方式加热相同时间，铁的温度升高得少
【答案】C
【解析】A．在同样的阳光照射下，干泥土吸收的热量和湿泥土吸收的热量相同，但湿泥土中含有较多的水，水的比热容大，吸热升温慢，所以在同样的阳光照射下，湿泥土比干泥土升温慢，故A错误；
B．同一种物质比热容一般相同，不同的物质比热容一般不同，但也有相同的，比如：玻璃和干泥土，故B错误；
C．因为水银的比热容小，吸热升温快，所以给小质量的物体测量温度适宜用水银温度计，故C正确；
D．用相同的加热器给质量相同的铁块、铝块加热相同的时间，铁快、铝块吸收的热量相同，但铁的比热容小，升高的温度更大，故D错误。
故选C。
【例题12】．如图所示，规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水，并用不同加热器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图，已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），则下列说法正确的是（ ）
A．由丙图知，甲杯中水的比热容小于乙
B．甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为9︰4
C．加热相同的时间，甲、乙两杯水升高的温度之比2︰3
D．加热相同时间时，两杯水将吸收相等的热量
【答案】B
【解析】A．水的比热容与质量无关，故甲、乙中水的比热容相同，故A错误；
B．由图丙的甲图线可知，加热2min时，甲容器中水升高的温度
Δt=40℃-20℃=20℃
由图像还可知，水的温度变化随时间的增加而均匀升高，所以加热1min时，甲容器中水升高的温度
此时甲容器中的水每分钟吸收热量
Q吸1=cm1Δt=4.2×103J/（kg·℃）×3kg×10℃=1.26×105J
由图丙可知，水的温度从20℃升高到40℃时，乙的加热时间为3min；此时乙容器中的水吸收热量
Q乙吸=cm2Δt=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（40℃-20℃）=1.68×105J
乙容器中的水每分钟吸收热量
由于忽略散热损失，所以两加热器每分钟放出的热量与水每分钟吸收的热量相同，则加热器每分钟放出的热量之比
Q甲放︰Q乙放=1.26×105J︰5.6×104J=9︰4
故B正确；
C．甲每分钟升高10℃，乙的加热时间为3min升高20℃，故每分钟升高，每分钟升高的温度之比
故C错误；
D．此时甲容器中的水每分钟吸收热量
Q吸1=1.26×105J
乙容器中的水每分钟吸收热量
Q吸2=5.6×104J
加热相同时间时，每分钟吸收的热量不等，故相同时间两杯水吸收的热量不等，故D错误。
故选B。
【例题13】．有两个温度为质量相等的金属球，先把甲球放入温水杯中，热平衡后水温升高了；取出甲球，将乙球放入该杯中，热平衡后水温又升高了10℃（末温未达100℃），则甲球比热容c甲和乙球比热容c乙，大小的关系是（ ）
A． B．
C． D．以上三种情况都有可能
【答案】A
【解析】把甲球放入温水杯中，热平衡后水温升高了，设水的初温为，则水的末温为
金属球甲的末温等于水的末温，则金属球的末温
金属球甲温度变化为
金属球甲放出的热量等于水吸收的热量为
把乙球放入该温水杯中，热平衡后水温又升高了，则水的末温为
金属球乙的末温等于水的末温，则金属球的末温
金属球乙温度变化为
金属球乙放出的热量等于水吸收的热量为
即甲乙球放出的热量相等，甲球温度变化大于乙球温度变化，依题意得，甲乙球质量相等，由得，甲球比热容小于乙球比热容。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【强化1】．关于物体内能、热量和温度，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的内能增加，温度一定升高
B．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能减少
C．的物体内能为零
D．热值大的燃料，燃烧放热就多
【答案】B
【解析】A．物体内能变大，温度不一定升高，比如：晶体在熔化过程中吸收热量，内能增大，而温度保持不变，故A错误；
B．在汽油机的做功冲程，高温高压的燃气对外做功，内能转化为机械能，所以，燃气内能减少，温度降低，故B正确；
C．一切物体在任何情况下都有内能，即的冰块也有内能，故C错误；
D．燃料完全燃烧放出的热量多少跟燃料的热值和燃料的质量大小有关，所以，热值高的燃料完全燃烧放出的热量不一定比热值低的燃料完全燃烧放出的热量多，故D错误。
故选B。
【强化2】．双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，汽车在行驶过程中燃料的热值将（ ）
A．始终不变 B．逐渐变小
C．逐渐变大 D．先小后大
【答案】A
【解析】燃料的热值仅与燃料的种类有关，与燃料燃烧放出热量的多少无关，双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，汽车在行驶过程中燃料的热值将始终不变。
故选A。
【强化3】．关于热机及其效率，下列说法正确的是（ ）
A．热机做的有用功越多，效率就一定越高
B．热机的功率越大，效率就一定越高
C．热机把燃料燃烧所释放出的内能全部转化为机械能
D．以上说法都不正确
【答案】D
【解析】A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，热机做的有用功多，但无法确定燃料完全燃烧放出的热量，因此效率不一定高，故A错误；
B．功率是反映物体做功快慢的物理量，与效率无关，故B错误；
C．有一部分内能通过废气散失掉，还有一部分克服机械摩擦做了功，所以燃料燃烧所释放出的内能没有全部转化为机械能，故C错误；
D．综上，以上选项均不正确，故D正确。
故选D。
【强化4】．如图所示，四冲程内燃机工作循环中一个冲程的示意图，它是（ ）
A．压缩冲程，将内能转化为机械能 B．压缩冲程，将机械能转化为内能
C．做功冲程，将内能转化为机械能 D．做功冲程，将机械能转化为内能
【答案】C
【解析】图中的气门关闭，活塞下行，因此这是做功冲程，在做功冲程中，将内能转化机械能，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
二、填空题
【强化5】．“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 很大。以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J（q煤气=3.9×107J/kg）。
【答案】 热值 3.9×108
【解析】[1]同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，由得，新型能源的“可燃冰”的热值很大。
[2]1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量
【强化6】．某汽车汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图为 冲程工作示意图，在这个过程中 能转化为机械能；汽车发动机工作时，会在汽车周围闻到汽油味， 这是 现象。
【答案】 做功 内 扩散
【解析】[1][2]图中的进气门和排气门关闭，燃料燃烧产生高温高压气体，推动活塞做功，活塞下行，所以是做功冲程，将内能转化为机械能。
[3]由于分子在永不停息地做无规则运动，所以会闻到汽油味，这是扩散现象。
【强化7】．小明在寒假期间去东北的舅舅家游玩，看到舅舅家有一辆雪地摩托，雪地摩托铭牌上的数据如下表所示。请回答下列问题。
车 型
雪地摩托
质 量
90kg
最大输出功率
12kW
最大时速
85km/h
（1）雪地摩托的汽油发动机的压缩冲程过程中将 能转化为 能；
（2）雪地摩托以36km/h的速度在水平地面上匀速直线行驶2h，输出功率为8kW，共消耗燃油3.6kg。求雪地摩托受到的阻力和发动机的效率。( )( )（燃油的热值q=4.0×107 J/kg）
【答案】 机械 内 800N 40%
【解析】（1）[1][2]汽油发动机的做功冲程是将内能转化为机械能，压缩冲程是将机械能转化为内能。
（2）[3]已知雪地摩托的速度
v=36km/h=10m/s
由
可得，雪地摩托受到的牵引力
雪地摩托做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则雪地摩托受到的阻力
[4]该车以8kW的输出功率行驶2h所做的功
W=Pt′=8×103W×2×3600s=5.76×107J
燃油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=3.6kg×4×107J/kg=1.44×108J
则雪地摩托发动机的效率
三、实验题
【强化8】．如图为同学们探究水和沙石的吸热能力的实验装置图。
次数
物质
质量/g
升高10℃所用的时间/s
1
水
20
55
2
沙石
40
26
（1）实验中除了温度计之外，还需要的测量工具是 ，实验中能说明被加热的物体内能增了的现象是 ；
（2）实验小组的同学决定采用比较加热时间的方法来判断水和沙石的吸热能力，他们应该收集的证据是 ；
（3）表一为某实验小组同学记录的部分实验数据。请根据表中的实验数据进行分析比较出水和沙石的吸热能力。结论： 。
【答案】 天平和停表 温度计示数增加 相同质量的水和沙石，升高相同的温度时对应的加热时间 水吸热能力比沙石强
【解析】（1）[1]探究水和沙石的吸热能力时，要记录加热时间，因此需要用停表，要称量物质的质量，因此需要用到天平。
[2]实验中，给物体加热，物体温度升高，内能增大。故能说明被加热的物体内能增加的现象是温度计示数增加。
（2）[3]采用比较加热时间的方法来判断水和沙石的吸热能力，应该使质量和初温相同的水和砂石升高相同的温度，比较所用的时间。因此应该收集的证据是质量和初温相同的水和砂石升高相同的温度所对应的加热时间。
（3）[4]根据表中数据，若酒精灯1秒供给的热量为q，水升高10℃所用的时间为55s，酒精灯提供的热量为，砂石升高10℃所用的时间为26s，酒精灯提供的热量为，由可得，水的比热容为
水的比热容大于砂石的比热容，即1kg的水和1kg砂石升高1℃，水吸收的热量更多，即水的吸热能力比砂石强。
【强化9】．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是 10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，实验时要观察 比较两种燃料的热值大小；
（2）若图甲烧杯中为 50mL的水，若 10g 酒精燃烧后放出的热量被水吸收，温度计示数升高了20℃，则酒精的热值是 。这种方法测出的热值比“标准值” （选填“偏大”“偏小”或“一样”）。理由是 。
（3）比较不同物质的比热容，老师选用图丁中的装置进行试验，根据实验结果绘制出 a、b两种液体的温-时间图像（如图戊）。由图像可看出液体 a的比热容 （选填“大于”、“小于”或“等于”）液体 b 的比热容。若液体 b 是水[]，则液体 a 的比热容为 。
【答案】 甲、乙 温度计升高的度数 小 酒精未完全燃烧及热量散失，导致吸收的热量小于放出的热量 小于
【解析】（1）[1][2]比较不同燃料的热值，根据控制变量法，要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后，给相同质量的同种液体吸热，通过比较液体升高的温度， 得出不同燃料放出热量的多少；故应选择甲、乙两图进行实验，实验时要观察温度计的示数或液体升高的温度）比较两种燃料的热值大小。
（2）[3]50mL水的质量为
温度计示数升高了 20℃，水吸收的热量
酒精的热值为
[4][5]这样算出的热值比标准值偏小，理由是：酒精未完全燃烧及热量散失，导致吸收的热量小于放出的热量。
（3）[6]根据绘制出温度-时间图像可知，使用相同的热源，加热相同时间，液体吸收的热量相同，a升温高，说明a的吸热能力弱，液体a的比热容小于液体 b的比热容。
[7]若液体b 是水，a、b两种液体温度从20℃升高到60℃升高的温度相同，即，b用的时间是a的2倍，说明b吸收的热量使a吸收热量的2倍，即，则液体 a 的比热容为
四、计算题
【强化10】．高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具将10kg的水从25℃加热到100℃。已知水的比热容是，高能聚合油的热值约为。求：
（1）这些水吸收的热量；
（2）若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%，则燃烧了多少千克高能聚合油。
【答案】（1）3.15×106J；（2）0.1kg
【解析】解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(100℃-25℃)=3.15×106J
（2）高能聚合油完全燃烧放出的热量
完全燃烧高能聚合油的质量
答：（1）这些水吸收的热量为3.15×106J；
（2）若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%，则燃烧了多少千克高能聚合油为0.1kg。
【强化11】．国家规定能效等级为2级的热水器，其热效率值不低于88%。李华想通过洗澡来估测一下他家新安装的能效等级为2级的燃气热水器是否达标，于是他将燃气热水器的温度设定在40℃（即水从热水器流出的温度），他家所用的花洒出水量为5kg/min，洗澡用时10min，洗澡前后查看燃气表上显示的余气量分别为165.6m3和165.4m3，已知进入热水器的冷水温度为10℃[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q=3.5×107J/m3]，求：
（1）洗澡10min水吸收的热量；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量；
（3）通过计算判定该款热水器能效等级是否达标。
【答案】（1）6.3×106J；（2）7.0×106J；（3）达标
【解析】解：（1）由题意可知，洗澡10min所用水的质量
m水=5kg/min×10min=50kg
水的初温t0=10℃，末温t=40℃，则洗澡10min水吸收的热量
Q吸=cm水（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×50kg×（40℃-10℃）=6.3×106J
（2）由题意可知，洗澡10min消耗的天然气体积
V天然气=165.6m3-165.4m3=0.2m3
消耗的天然气完全燃烧放出的热量
Q放=V天然气q=0.2m3×3.5×107J/m3=7.0×106J
（3）该热水器的热效率
该款热水器能效等级达标。
答：（1）洗澡10min水吸收的热量为6.3×106J；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量为7×106J；
（3）通过计算判定该款热水器能效等级达标。
第十三单元 内能与热机
考点一、内能
物体内部大量分子做无规则运动所具有的能量叫分子动能。由于分子之间有一定的距离，也有一定的作用力，因而分子具有势能，称为分子势能。物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫物体的内能。
要点：
1、单位：焦耳，符号J。
2、同一个物体，它的温度越高，内能越大。物体内能的大小，除与温度有关外，还与物体的体积、状态、质量等因素有关。
3、一切物体都有内能。
4、内能与机械能的区别
物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关，是物体能量的微观表现；物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关，是物体能量的宏观表现。物体的内能在任何情况下都不会为零（因为分子不停地做无规则运动总有动能），而物体的机械能可以相对为零。所以内能和机械能是两种不同形式的能量。
5、内能的改变，通过做功和热传递这两种方法都可以改变物体的内能。
考点二、比热容
单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做物质的比热容。符号c，单位为焦每千克摄氏度，符号为J/(㎏·℃）。
要点：
1、比热容是物质本身的一种性质。
（1）同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收（或放出）热量的多少及温度的改变无关。
（2）同一种物质在不同的状态下比热容不同，如冰、水的比热容是不同的。
2、水的比热容比较大，是4.2×103J/(㎏·℃）。主要表现：
（1）由于水的比热容较大，一定质量的水升高（或降低）一定的温度吸收（或放出）的热量较多，我们用水作为冷却剂和取暖用。
（2）由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）较多的热量而自身的温度却改变不多，这一点有利于调节气候。夏天，太阳晒到海面上，海水的温度升高过程中吸收大量的热，所以人们住在海边并不觉得特别热；冬天，气温低了，海水由于温度降低而放出大量的热，使沿海气温降得不是太低，所以住在海边的人又不觉得特别冷。
3、热量的计算
（1）吸热公式：Q吸=cm(t-t0)
式中Q吸表示物体吸收的热量，c表示物质的比热容，m表示物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度。（t-t0）表示温度的升高量。
（2）放热公式：Q放=cm(t0-t)
式中（t0-t）表示物体温度的降低量。
考点三、热机
把内能转化为机械能的机器叫热机。热机常见种类有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
要点：
1、内燃机及其工作原理
（1）内燃机：内燃机是热机的一种，内燃机在气缸里燃烧汽油或柴油。
（2）内燃机的工作原理。汽油或柴油在气缸里燃烧时生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功。活塞通过连杆使内燃机的飞轮转动，从而带动其他机械转动。
（3）内燃机的四个冲程，活塞在气缸内往复运动，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程，汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。在一个工作循环中，汽缸内的活塞往复两次，曲轴转动两周。四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的。一个工作循环有两次能量转化，在压缩过程中，机械能转化为内能，在做功过程中，内能转化为机械能。
2、汽油机和柴油机的异同点
不同点
相同点
项目
汽油机
柴油机
（1）构造基本相同都是燃料在气缸内燃烧，都是内燃机。
（2）都将内能转化为机械能。
（3）每一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
构造
气缸顶部有火花塞
气缸顶部有喷油嘴
点火方式
压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，称点燃式
压缩冲程末由喷油嘴向气缸内喷雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式
燃料
汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物
柴油、吸气冲程吸进气缸的只是空气
压缩比
压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／9至1／6
压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1／22至1／16
做功
做功冲程初燃气压强为30至50个大气压，温度2000℃至2500℃，高温高压的气体推动活塞做功
做功冲程初燃气压强为50至100个大气压，温度1700℃至2000℃，高温高压的气体推动活塞做功
效率
效率较低20％至30％
效率较高30％至45％
用途
轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具
笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械
3、燃料的热值及热机的效率
（1）燃料的热值。把某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值，热值的单位是焦每千克（J/kg）。热值是反映燃料燃烧释放热量的本领大小的物理量。热值是燃料本身的一种特性，同种燃料的热值不随燃烧充分与否而变，不随燃料质量的大小而变，即每种燃料都有一个确定的燃烧值，不同燃料的燃烧值一般不同。
（2）热机的效率。在热机中，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。燃料在热机中燃烧时，总有一小部分燃料不能完全燃烧而损失掉，燃料释放出的内能只有一部分用来推动热机的运动，即转化为热机的机械能，其余的能量在废气、散热、机械摩擦中损失掉了，其中废气带走的能量最多，所以设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。
4、热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题，需要我们注意环境保护。
【例题1】．关于内能、热量和温度，下列说法正确的是（ ）
A．物体温度升高，内能一定增大 B．物体内能增大，温度一定升高
C．热量一定是从内能大的物体传向内能小的物体 D．物体温度越高，含有的热量越多
【答案】A
【解析】A．物体温度升高，内能增大，可能是吸收了热量，也可能是由于外界物体对它做了功，故A正确；
B．物体内能增大，温度不一定升高，比如晶体熔化过程中，吸热内能增加，但温度不变，故B错误；
C．热传递的定义可知，热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，不能说是从内能大的物体传向内能小物体，故C错误；
D．在热传递过程中传递内能的多少叫热量，热量是个过程量，不能说含有，故D错误。
故选A。
【例题2】．下列说法正确的是（ ）
A．比热容是物质的一种属性
B．一切物质的比热容均不相同，所以比热容是物质的一种特性
C．比热容大的物体比比热容小的物体吸收热量多
D．比热容大的物质比比热容小的物质吸收热量能力强
【答案】D
【解析】A．比热容是物质的一种特性，同一物质的比热容一般不变，故A错误；
B．比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一般不同，但也有些物质的比热容相同，故B错误；
C．当质量与升高温度相同时，比热容大的物体比比热容小的物体吸收热量多，选项中没有控制变量，故C错误；
D．比热容表示物体吸热能力的大小，比热容大的物质比比热容小的物质吸收热量能力强，故D正确。
故选D。
【例题3】．下列四个现象中，属于机械能转化为内能的是（ ）
A． 压缩点燃棉花 B． 蒸汽顶起壶盖
C． 冬天哈气取暖 D． 燃气推动活塞
【答案】A
【解析】A．压缩点燃棉花，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，棉花燃烧，故A符合题意；
B．蒸汽顶起壶盖，内能转化为机械能，故B不符合题意；
C．冬天哈气取暖，是热传递的过程，发生了内能的转移，不是能量的转化，故C不符合题意；
D．燃气推动活塞，内能转化为机械能，故D不符合题意。
故选A。
【例题4】．下列说法正确的是（ ）
A．擦黑板时粉笔灰四处飞扬是因为分子在不停息的运动
B．通过技术改进，热机效率可达100%
C．用酒精灯烧水时，热损失很大，酒精的热值变小
D．水壶里的水烧开时，水蒸气把壶盖顶起，内能转化为机械能
【答案】D
【解析】A．擦黑板时粉笔灰不是分子，不能说明解分子在运动，故A错误；
B．使用燃料燃烧放出的能量过程中， 由于摩擦阻力和尾气带走热量，不可能全部转化为机械的有用功，总有一部分能量损失，所以热机的效率总是小于100%，故B错误；
C．酒精灯烧水时，热损失很大，但酒精的热值与热损失无关，热值不变，故C错误；
D．水壶里的水烧开时，水蒸气对壶盖做功，所以水蒸气把壶盖顶起，是将内能转化为机械能，故D正确。
故选D。
【例题5】．小明家在郊外野餐时，用酒精炉子将2kg初温为20℃的水烧开，消耗了80g的酒精。下列相关说法正确的是[当地大气压为标准大气压，酒精的热值为3.0×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]（ ）
A．随着水温度的升高水的比热容逐渐变大
B．水沸腾以后继续加热温度不断升高
C．整个过程中水吸收的热量为8.4×105J
D．酒精炉子烧水的效率为28%
【答案】D
【解析】A．比热容是物质的一种特性，只与这种物质存在的状态有关，而与物体的温度、质量无关，所以，温度升高，比热容不变，故A错误；
B．液体沸腾时的特点：吸热，但温度保持不变。所以，水沸腾时，要继续加热，但水的温度不变，故B错误；
C．水吸收的热量
故C错误；
D．完全燃烧80g的酒精放出的热量
Q放＝m酒精q＝80×10﹣3kg×3×107J/kg＝2.4×106J
酒精炉子烧水的效率
故D正确。
故选D。
【例题6】．如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出，下列描述正确的是（ ）
A．试管中的水在升温过程中所含热量增加
B．在水沸腾前后，试管内的气压不变
C．酒精燃烧放出的热量能全部被试管中的水吸收
D．水蒸气对橡皮塞做功，其原理与汽油机做功冲程相同
【答案】D
【解析】A．热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故A错误；
B．在水沸腾后，试管内的水汽化为水蒸气，气压增大，故B错误；
C．酒精燃烧放出的热量要散失到空气中一部分，被试管吸收一部分，所以酒精燃烧放出的热量不能全部被试管中的水吸收，故C错误；
D．水蒸气膨胀对橡皮塞做功，将水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能，水蒸气的内能减少，能量转化情况与汽油机的做功冲程相同，故D正确。
故选D。
【例题7】．质量相同，温度相同的铝块甲和铁块乙（），将它们分别加热，吸收相同的热量后接触，此时（ ）
A．温度从甲传向乙
B．内能从甲传向乙
C．内能从乙传向甲
D．甲、乙间不发生热传递
【答案】C
【解析】由公式
可知，，铁块和铝块的质量以及吸收的热量相同，铁的比热容小于铝的比热容，所以铁块的温度升高值大于铝的温度升高值，由于初温相同，所以铁的末温大于铝的末温，热传递是从高温物体传向低温物体，所以热量会从铁块传给铝块。
故选C。
【例题8】．如图所示为济南和青岛两市2022年全年平均气温的变化。由图可知：济南全年的平均气温和青岛相差不大，但济南的平均高温要明显高于青岛，而平均低温要比青岛低。从物理学的角度看，这主要是因为（ ）
A．海水的密度比砂石的密度大
B．海水的内能比砂石的内能大
C．海水的比热容比砂石的比热容大
D．海水的温度比砂石的温度高
【答案】C
【解析】由于青岛是沿海城市，济南是内陆城市，海水的比热容比砂石的比热容大，相同质量的海水和砂石，吸收或放出相同的热量时，海水的温度比砂石的温度变化少，所以青岛的温差比济南的温差小，与密度、内能、温度都无关，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
【例题9】．通过学习热机的工作的过程，小王知道了汽油机工作的四个过程，如图所示。关于下列四幅图说法中正确的是（ ）
A．丙冲程是吸气冲程 B．甲冲程是压缩冲程
C．乙冲程是把内能转化为机械能 D．丁冲程是排气冲程
【答案】B
【解析】A．丙冲程两气阀关闭，火花塞点火，是做功冲程，故A错误；
B．甲冲程两气阀关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故B正确；
C．乙冲程排气阀开启，是排气冲程，没有能量转化，故C错误；
D．丁冲程进气阀开启，是吸气冲程，故D错误。
故选B。
【例题10】．如图所示为四冲程汽油机的某一冲程，下列说法不正确的是（ ）
A．该冲程为做功冲程
B．四个冲程中，只有该冲程向外提供动力
C．该冲程将内能转化为机械能，气缸内气体内能减少
D．若此时汽油机飞轮的转速为300r/min，则1s对外做功50次
【答案】D
【解析】A．图中的进气门和排气门关闭，活塞下行，气缸容积变大，所以是做功冲程，故A正确，不符合题意；
B．汽油机的做功冲程将内能转化为机械能，气缸内气体内能减少，故B正确，不符合题意；
C．内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，气缸内气体内能减少，其它三个冲程是依靠飞轮的惯性工作的，故C正确，不符合题意；
D．四冲程汽油机的飞轮转速为300r/min，则该飞轮每秒钟转5圈，完成了10个冲程，对外做功2次左右，故D错误，符合题意。
故选D。
【例题11】．赵阳同学从下面一些常见物质的比热容表中，分析归纳出几个结论，其中正确的是（ ）
一些常见物质的比热容
水
水银
砂石
煤油
玻璃
铁
干泥土
铝
A．在同样的阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢
B．不同物质的比热容一定不同
C．给小质量的物体测量温度时适宜用水银温度计
D．给常温下质量相同的铁块、铝块用相同方式加热相同时间，铁的温度升高得少
【答案】C
【解析】A．在同样的阳光照射下，干泥土吸收的热量和湿泥土吸收的热量相同，但湿泥土中含有较多的水，水的比热容大，吸热升温慢，所以在同样的阳光照射下，湿泥土比干泥土升温慢，故A错误；
B．同一种物质比热容一般相同，不同的物质比热容一般不同，但也有相同的，比如：玻璃和干泥土，故B错误；
C．因为水银的比热容小，吸热升温快，所以给小质量的物体测量温度适宜用水银温度计，故C正确；
D．用相同的加热器给质量相同的铁块、铝块加热相同的时间，铁快、铝块吸收的热量相同，但铁的比热容小，升高的温度更大，故D错误。
故选C。
【例题12】．如图所示，规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水，并用不同加热器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图，已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），则下列说法正确的是（ ）
A．由丙图知，甲杯中水的比热容小于乙
B．甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为9︰4
C．加热相同的时间，甲、乙两杯水升高的温度之比2︰3
D．加热相同时间时，两杯水将吸收相等的热量
【答案】B
【解析】A．水的比热容与质量无关，故甲、乙中水的比热容相同，故A错误；
B．由图丙的甲图线可知，加热2min时，甲容器中水升高的温度
Δt=40℃-20℃=20℃
由图像还可知，水的温度变化随时间的增加而均匀升高，所以加热1min时，甲容器中水升高的温度
此时甲容器中的水每分钟吸收热量
Q吸1=cm1Δt=4.2×103J/（kg·℃）×3kg×10℃=1.26×105J
由图丙可知，水的温度从20℃升高到40℃时，乙的加热时间为3min；此时乙容器中的水吸收热量
Q乙吸=cm2Δt=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（40℃-20℃）=1.68×105J
乙容器中的水每分钟吸收热量
由于忽略散热损失，所以两加热器每分钟放出的热量与水每分钟吸收的热量相同，则加热器每分钟放出的热量之比
Q甲放︰Q乙放=1.26×105J︰5.6×104J=9︰4
故B正确；
C．甲每分钟升高10℃，乙的加热时间为3min升高20℃，故每分钟升高，每分钟升高的温度之比
故C错误；
D．此时甲容器中的水每分钟吸收热量
Q吸1=1.26×105J
乙容器中的水每分钟吸收热量
Q吸2=5.6×104J
加热相同时间时，每分钟吸收的热量不等，故相同时间两杯水吸收的热量不等，故D错误。
故选B。
【例题13】．有两个温度为质量相等的金属球，先把甲球放入温水杯中，热平衡后水温升高了；取出甲球，将乙球放入该杯中，热平衡后水温又升高了10℃（末温未达100℃），则甲球比热容c甲和乙球比热容c乙，大小的关系是（ ）
A． B．
C． D．以上三种情况都有可能
【答案】A
【解析】把甲球放入温水杯中，热平衡后水温升高了，设水的初温为，则水的末温为
金属球甲的末温等于水的末温，则金属球的末温
金属球甲温度变化为
金属球甲放出的热量等于水吸收的热量为
把乙球放入该温水杯中，热平衡后水温又升高了，则水的末温为
金属球乙的末温等于水的末温，则金属球的末温
金属球乙温度变化为
金属球乙放出的热量等于水吸收的热量为
即甲乙球放出的热量相等，甲球温度变化大于乙球温度变化，依题意得，甲乙球质量相等，由得，甲球比热容小于乙球比热容。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
【强化1】．关于物体内能、热量和温度，下列说法中正确的是（ ）
A．物体的内能增加，温度一定升高
B．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能减少
C．的物体内能为零
D．热值大的燃料，燃烧放热就多
【答案】B
【解析】A．物体内能变大，温度不一定升高，比如：晶体在熔化过程中吸收热量，内能增大，而温度保持不变，故A错误；
B．在汽油机的做功冲程，高温高压的燃气对外做功，内能转化为机械能，所以，燃气内能减少，温度降低，故B正确；
C．一切物体在任何情况下都有内能，即的冰块也有内能，故C错误；
D．燃料完全燃烧放出的热量多少跟燃料的热值和燃料的质量大小有关，所以，热值高的燃料完全燃烧放出的热量不一定比热值低的燃料完全燃烧放出的热量多，故D错误。
故选B。
【强化2】．双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，汽车在行驶过程中燃料的热值将（ ）
A．始终不变 B．逐渐变小
C．逐渐变大 D．先小后大
【答案】A
【解析】燃料的热值仅与燃料的种类有关，与燃料燃烧放出热量的多少无关，双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，汽车在行驶过程中燃料的热值将始终不变。
故选A。
【强化3】．关于热机及其效率，下列说法正确的是（ ）
A．热机做的有用功越多，效率就一定越高
B．热机的功率越大，效率就一定越高
C．热机把燃料燃烧所释放出的内能全部转化为机械能
D．以上说法都不正确
【答案】D
【解析】A．热机效率是有用功与燃料完全燃烧放出热量的比值，热机做的有用功多，但无法确定燃料完全燃烧放出的热量，因此效率不一定高，故A错误；
B．功率是反映物体做功快慢的物理量，与效率无关，故B错误；
C．有一部分内能通过废气散失掉，还有一部分克服机械摩擦做了功，所以燃料燃烧所释放出的内能没有全部转化为机械能，故C错误；
D．综上，以上选项均不正确，故D正确。
故选D。
【强化4】．如图所示，四冲程内燃机工作循环中一个冲程的示意图，它是（ ）
A．压缩冲程，将内能转化为机械能 B．压缩冲程，将机械能转化为内能
C．做功冲程，将内能转化为机械能 D．做功冲程，将机械能转化为内能
【答案】C
【解析】图中的气门关闭，活塞下行，因此这是做功冲程，在做功冲程中，将内能转化机械能，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
二、填空题
【强化5】．“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 很大。以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J（q煤气=3.9×107J/kg）。
【答案】 热值 3.9×108
【解析】[1]同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，由得，新型能源的“可燃冰”的热值很大。
[2]1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量
【强化6】．某汽车汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图为 冲程工作示意图，在这个过程中 能转化为机械能；汽车发动机工作时，会在汽车周围闻到汽油味， 这是 现象。
【答案】 做功 内 扩散
【解析】[1][2]图中的进气门和排气门关闭，燃料燃烧产生高温高压气体，推动活塞做功，活塞下行，所以是做功冲程，将内能转化为机械能。
[3]由于分子在永不停息地做无规则运动，所以会闻到汽油味，这是扩散现象。
【强化7】．小明在寒假期间去东北的舅舅家游玩，看到舅舅家有一辆雪地摩托，雪地摩托铭牌上的数据如下表所示。请回答下列问题。
车 型
雪地摩托
质 量
90kg
最大输出功率
12kW
最大时速
85km/h
（1）雪地摩托的汽油发动机的压缩冲程过程中将 能转化为 能；
（2）雪地摩托以36km/h的速度在水平地面上匀速直线行驶2h，输出功率为8kW，共消耗燃油3.6kg。求雪地摩托受到的阻力和发动机的效率。( )( )（燃油的热值q=4.0×107 J/kg）
【答案】 机械 内 800N 40%
【解析】（1）[1][2]汽油发动机的做功冲程是将内能转化为机械能，压缩冲程是将机械能转化为内能。
（2）[3]已知雪地摩托的速度
v=36km/h=10m/s
由
可得，雪地摩托受到的牵引力
雪地摩托做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，则雪地摩托受到的阻力
[4]该车以8kW的输出功率行驶2h所做的功
W=Pt′=8×103W×2×3600s=5.76×107J
燃油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=3.6kg×4×107J/kg=1.44×108J
则雪地摩托发动机的效率
三、实验题
【强化8】．如图为同学们探究水和沙石的吸热能力的实验装置图。
次数
物质
质量/g
升高10℃所用的时间/s
1
水
20
55
2
沙石
40
26
（1）实验中除了温度计之外，还需要的测量工具是 ，实验中能说明被加热的物体内能增了的现象是 ；
（2）实验小组的同学决定采用比较加热时间的方法来判断水和沙石的吸热能力，他们应该收集的证据是 ；
（3）表一为某实验小组同学记录的部分实验数据。请根据表中的实验数据进行分析比较出水和沙石的吸热能力。结论： 。
【答案】 天平和停表 温度计示数增加 相同质量的水和沙石，升高相同的温度时对应的加热时间 水吸热能力比沙石强
【解析】（1）[1]探究水和沙石的吸热能力时，要记录加热时间，因此需要用停表，要称量物质的质量，因此需要用到天平。
[2]实验中，给物体加热，物体温度升高，内能增大。故能说明被加热的物体内能增加的现象是温度计示数增加。
（2）[3]采用比较加热时间的方法来判断水和沙石的吸热能力，应该使质量和初温相同的水和砂石升高相同的温度，比较所用的时间。因此应该收集的证据是质量和初温相同的水和砂石升高相同的温度所对应的加热时间。
（3）[4]根据表中数据，若酒精灯1秒供给的热量为q，水升高10℃所用的时间为55s，酒精灯提供的热量为，砂石升高10℃所用的时间为26s，酒精灯提供的热量为，由可得，水的比热容为
水的比热容大于砂石的比热容，即1kg的水和1kg砂石升高1℃，水吸收的热量更多，即水的吸热能力比砂石强。
【强化9】．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是 10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，实验时要观察 比较两种燃料的热值大小；
（2）若图甲烧杯中为 50mL的水，若 10g 酒精燃烧后放出的热量被水吸收，温度计示数升高了20℃，则酒精的热值是 。这种方法测出的热值比“标准值” （选填“偏大”“偏小”或“一样”）。理由是 。
（3）比较不同物质的比热容，老师选用图丁中的装置进行试验，根据实验结果绘制出 a、b两种液体的温-时间图像（如图戊）。由图像可看出液体 a的比热容 （选填“大于”、“小于”或“等于”）液体 b 的比热容。若液体 b 是水[]，则液体 a 的比热容为 。
【答案】 甲、乙 温度计升高的度数 小 酒精未完全燃烧及热量散失，导致吸收的热量小于放出的热量 小于
【解析】（1）[1][2]比较不同燃料的热值，根据控制变量法，要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后，给相同质量的同种液体吸热，通过比较液体升高的温度， 得出不同燃料放出热量的多少；故应选择甲、乙两图进行实验，实验时要观察温度计的示数或液体升高的温度）比较两种燃料的热值大小。
（2）[3]50mL水的质量为
温度计示数升高了 20℃，水吸收的热量
酒精的热值为
[4][5]这样算出的热值比标准值偏小，理由是：酒精未完全燃烧及热量散失，导致吸收的热量小于放出的热量。
（3）[6]根据绘制出温度-时间图像可知，使用相同的热源，加热相同时间，液体吸收的热量相同，a升温高，说明a的吸热能力弱，液体a的比热容小于液体 b的比热容。
[7]若液体b 是水，a、b两种液体温度从20℃升高到60℃升高的温度相同，即，b用的时间是a的2倍，说明b吸收的热量使a吸收热量的2倍，即，则液体 a 的比热容为
四、计算题
【强化10】．高能聚合油是一种安全、清洁、可再生的新型环保燃料。某次用高能聚合油灶具将10kg的水从25℃加热到100℃。已知水的比热容是，高能聚合油的热值约为。求：
（1）这些水吸收的热量；
（2）若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%，则燃烧了多少千克高能聚合油。
【答案】（1）3.15×106J；（2）0.1kg
【解析】解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(100℃-25℃)=3.15×106J
（2）高能聚合油完全燃烧放出的热量
完全燃烧高能聚合油的质量
答：（1）这些水吸收的热量为3.15×106J；
（2）若该高能聚合油灶具烧水的热效率为75%，则燃烧了多少千克高能聚合油为0.1kg。
【强化11】．国家规定能效等级为2级的热水器，其热效率值不低于88%。李华想通过洗澡来估测一下他家新安装的能效等级为2级的燃气热水器是否达标，于是他将燃气热水器的温度设定在40℃（即水从热水器流出的温度），他家所用的花洒出水量为5kg/min，洗澡用时10min，洗澡前后查看燃气表上显示的余气量分别为165.6m3和165.4m3，已知进入热水器的冷水温度为10℃[水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值q=3.5×107J/m3]，求：
（1）洗澡10min水吸收的热量；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量；
（3）通过计算判定该款热水器能效等级是否达标。
【答案】（1）6.3×106J；（2）7.0×106J；（3）达标
【解析】解：（1）由题意可知，洗澡10min所用水的质量
m水=5kg/min×10min=50kg
水的初温t0=10℃，末温t=40℃，则洗澡10min水吸收的热量
Q吸=cm水（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×50kg×（40℃-10℃）=6.3×106J
（2）由题意可知，洗澡10min消耗的天然气体积
V天然气=165.6m3-165.4m3=0.2m3
消耗的天然气完全燃烧放出的热量
Q放=V天然气q=0.2m3×3.5×107J/m3=7.0×106J
（3）该热水器的热效率
该款热水器能效等级达标。
答：（1）洗澡10min水吸收的热量为6.3×106J；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量为7×106J；
（3）通过计算判定该款热水器能效等级达标。
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