第14講 熱和能專題復習

李曉慧

本專題涉及的考點有分子熱運動，內能和改變內能的兩種方式，比熱容的概念，燃料的熱值，熱量的計算，熱機的工作原理與熱機效率，能量的轉化與守恒.

本專題的重點足分子熱運動，改變內能的兩種方式，水比熱容大的特點的應用，熱量計算，燃料的熱值及放出熱量的計算，四沖程汽油機的工作過程及能量轉化.

本專題的難點是影響內能大小的因素，比熱容概念，熱機的效率及相關的綜合應用.

本專題的易錯易混點是宏觀的機械運動和分子的熱運動，內能和機械能，溫度、熱量與內能問的關系，溫度的改變量△t的理解（溫度“升高”與“升高到”的不同）.

第1節 分子熱運動

重點考點

本考點的重點內容是：擴散現象和分子間的相互作用力.

常考查的內容有：擴散現象的識別，擴散的快慢與溫度的關系，利用分子熱運動的觀點解釋牛活中的相關現象與問題，

中考常見題型

本考點常與身邊的生活實例聯系，如廚房炒菜在客廳里就能聞到菜香味，很多桌面、凳面都是碎木用膠粘在一起的膠合板等都可利用分子熱運動理論的觀點給以解釋.

區別宏觀的機械運動和分子熱運動的試題也是常出類型，因分子十分微小，人眼是難以直接看到分子熱運動的，而人眼能看到的煙囪冒出的濃煙、空中飄動的塵埃都不是分子熱運動，而是小顆粒的機械運動，不能把微小的顆粒（如塵埃、細菌）當成分子，它們都是很多分子的集合體.

有些物體斷裂后不能重新結合，不能認為是分子問斥力的作用所致，實際上當分子間距離超過分子限度十倍以上時，分子間可認為沒有作用力了.

例1（2014.邵陽）我們經常在中央電視臺的公益廣告中看到：“為了他人的健康，清勿在公共場所吸煙，”一個人在公共場所吸煙，不儀影響自己的身體健康，而且由于煙分子________，還會影響他人的健康.

思路分析：本題主要考查對分子運動的了解和掌握，是一道基礎題.解答本題需掌握：一切物體的分子都在永不停息地做無規則運動.在空氣不流通的房間里，只要有一個人吸煙，整個房間就會充滿煙味，這足因為一切物體的分子都在永不停息地做無規則運動.公共場所，為了他人的健康，請不要抽煙.

答案：永不停息地做無規則運動

例2用分子的觀點對下列觀象的解釋小正確的是（）.

A.氧氣被壓縮裝入鋼瓶——分子間有間隔

B.破碎的玻璃無法復原——分子間存在斥力

C.聞到路邊怡人的花香——分子不停地運動

D.兩塊表面平滑的鉛塊緊壓后會結合起來——分子間存在引力

思路分析：不論是固體、液體還是氣體，分子問都有間隙，所以固體、液體和氣體都能被壓縮，故A選項說法正確；破碎的玻璃無法復原是因為多數分子間的距離遠大于分子力作用的范圍，分子力不起作用，所以B選項說法不正確；由于分子在不停地做無規則運動，所以花的分子能夠進入路人的鼻子，使人聞到花香，C選項說法也正確；分子間的相互作用力，只有在距離很小時才起作用，將表而光滑的鉛塊相互接觸并緊壓，就能使多數分子間距減小到分子力起作用的范圍內，則選項D正確.選13.

第2節 內能與內能的改變

重點考點

本考點的重點內容是：內能概念的理解及改變物體內能的兩種方式.

常考查的內容有：判斷物體內能改變的方式及物體內能的變化情況，內能、溫度與熱量之間的關系，內能與機械能的聯系與區別等.

中考常見題型

改變物體內能的方式是做功和熱傳遞，兩者在改變內能上雖是等效的，但本質不同.做功改變內能的本質是能的轉化，外界對物體做功，機械能轉化為內能，物體內能增加：物體對外界做功，內能轉化為機械能，物體內能減少.熱傳遞改變內能的本質是能的轉移，物體通過熱傳遞吸收熱量，內能增加；物體通過熱傳遞放出熱量，內能減少.

機械能與內能這兩種不同形式的能量，通過做功而相互轉化.中考題常通過列舉生活事例，讓考生識別出內能是通過哪種方式改變的.內能、溫度與熱量之間的關系考查重點是概念的理解.

要明確溫度指的是物體的冷熱程度，它反映了分子做無規則熱運動的劇烈程度，而不是進行熱傳遞的條件.溫度越高，分子運動越劇烈，分子具有的動能就越大.對溫度只能說“是”多少度或“升高”“降低”多少度.

熱量是熱傳遞過程中物體內能轉移的數量，是一個與過程有關的量，不能說“含有”“具有”多少熱量，只能說“吸收”或“放出”多少熱量，也就是說，熱量只有物體在溫度或狀態發生變化時才有意義.

內能是物體內部所有分子無規則運動的動能和分子勢能的總和，一切物體都有內能，它是由物體狀態決定的量，因此內能可以說“含有”或“具有”.

例3 （2014.東營）大型載重汽車下坡時間較長時，為防止剎乍片過熱造成剎車失靈，要向剎車片和輪胎噴水降溫，剎乍片過熱是通過_______方式增加內能的，

思路分析：此題考查改變內能的兩種方式——做功和熱傳遞，改變物體的內能有做功和熱傳遞兩種方式，做功是能量的轉化過程，熱傳遞是能量的轉移過程，二者在改變內能上是等效的.剎車片過熱是通過做功方式增加內能的，

答案：做功

例4 （2014.江西）《舌尖上的中國2》聚焦于普通人的家常菜，讓海內外觀眾領略了中華飲食之美，如圖l所示，通過煎、炒、蒸、拌烹調的四種美食中所包含的物理知識，認識正確的是（）.

A.甲中“煎”：煎鍋一般用鐵制造，主要足利用了鐵的比熱容大

B.乙中“炒”：主要是通過做功的方式使藜蒿和臘肉的內能增加

C.丙中“蒸”：是通過熱傳遞和高溫水蒸氣液化放熱，使榆錢飯蒸熟

D.丁中“拌”：香蔥和豆腐要拌著才能人味，說明分子沒有做無規則運動

思路分析：漱本題以中華美食為背景，考查的物理知識有物體內能的改變、液化及液化現象、物質的基本屬性，以及分子的運動，注重物理和生活的聯系，是中考的熱點.金屬的物質，一般都具有良好的導熱性，煎鍋一般用鐵制造，主要是利用鐵具有良好的導熱性，A不正確：改變物體內能有做功和熱傳遞兩種方式，做功是能量的轉化過程，熱傳遞是能量的轉移過程，炒主要是通過熱傳遞的方式使藜蒿和臘肉的內能增加，B不正確：物質由氣態變成液態的過程叫作液化，液化放熱，蒸是通過熱傳遞和高溫水蒸氣液化放熱，使榆錢飯蒸熟，C正確；物質是由分子組成的，分子在不停地做無規則運動，香蔥和豆腐要拌著才能人味，恰恰說明了分子在做無規則運動.D不正確.選C.

第3節 比熱容與熱量計算

重點考點

本考點的重點內容是：比熱容概念，水比熱容人的特點的應用，物體溫度改變時吸收、放出熱量的計算.

常考查的內容有：對比熱容概念的理解，用比熱容解釋簡單的自然現象，熱量的計算，探究不同物質的吸熱能力的實驗是近年來中考的亮點.

中考常見題型

比熱容是所有物質都具有的一種特性，與物質的種類、狀態有關，跟物體的質量、升高的溫度無關，它不隨物體的質量、溫度，以及吸收、放出熱量的變化而改變：比熱容是反映物質吸、放熱能力大小的物理量.

用比熱容解釋相關自然現象的關鍵是各種物質的比熱容不同，在不同物質質量m、吸收或放出熱量Q相同的條件下導致溫度的變化△t的不同.

吸、放熱量的計算是中考熱點之一，題目雖不復雜，但常與電熱知識相結合，其關鍵是確定溫度的變化△t.

要熟記如下公式，并明確公式中各物理量的意義：

Q=cm△t，

Q吸=cm（t-to），

Q放=cm（to—t）.

探究物質的吸熱能力、比熱容大小時，探究原理基本相同，采用的物理方法都是控制變量法，只是控制的物理量較多.處理這類問題時，要針對不同的問題合理控制某些因素.

例5 （2014.南京）表1是一些物質的比熱容口V（kg.C）]：

根據表中數據，下列判斷正確的是（）.

A.物質的比熱容與物質的狀態無關

B.100 g水的比熱容是50 g水的比熱容的兩倍

C.質量相等的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量，銅塊溫度變化較大

D.寒冬季節，放在室外盛有水的水缸會破裂，主要是因為水的比熱容較大

思路分析：此題考查了比熱容的物理意義、熱量的變形公式的應用，其中利用熱量或其變形公式分析問題時一定要嚴謹，自覺應用控制變量法.比熱容是物質本身的一種特性，與物質的種類和狀態有關，與質量、溫度及吸放熱情況無關，水和冰是同一種物質，但狀態不同，故比熱容不同，A錯誤；同種物質狀態一定時，比熱容一定，與質量大小無關，所以B錯誤；質量相等的鋁塊和銅塊吸收相同的熱量，銅的比熱容較小，由公式△t=（）知，銅塊溫度變化較大，故C正確：水在0℃～4℃之間具有熱縮冷脹的反常現象，水結冰時，體積膨脹密度變小，所以冬天放在室外盛有水的水缸會破裂，與水的比熱容大小無關，故D錯誤，選C.

第4節 熱值與熱量計算

重點考點

本考點的重點內容是：熱值的概念和燃料燃燒放出熱量的計算，

常考查的內容有：燃料燃燒放出熱量的計算.

中考常見題型

燃料的熱值是燃料的特性之一，它的大小與燃料的質量、是否完全燃燒、放出的熱量多少無關：而燃料燃燒放出的熱量多少跟燃料的熱值、燃料的質量、燃料是否充分燃燒（與燃爐的性能關系較大）等因素有關，

計算熱量時，應記住并理解如下公式：

Q放=mq，

Q放=Vq（適用于氣體燃料），

（）.

例6（2014.蘇州）燃氣灶燒水時，把質量為2 kg、初溫為20℃的水加熱到100℃，共燃燒了0.02 m3天然氣（假設天然氣完全燃燒）.已知水的比熱容為4.2×103 J/（kg.℃），天然氣的熱值為8.4xl07 J/m3，求：

（1）水吸收的熱量.

（2）天然氣完全燃燒放出的熱量.

（3）燃氣灶燒水時的效率，

思路分析：本題是一個簡單綜合應用題.第（1）問直接把已知條件代人公式Q吸=cm（t—t0）即可計算出2 kg的水由20℃加熱到100℃吸收的熱量.第（2）問直接使用公式Q放= Vq直接計算出天然氣完全燃燒放出的熱量.第（3）問燃氣灶的加熱效率由公式（）直接計算即可.

答案：（1）水吸收的熱量Q吸=cm（t一t0）=4.2xl03 J/（ kg.℃）x2 kgx（100.C-20.C）=6.72xlOs J.

（2）天然氣完全燃燒放出的熱量Q放=qV =8.4xl07 J/m3x2xl0-2 m3=l.68xl06 J.

（3）燃氣灶的效率（）

第5節 熱機 能量的轉化與守恒

重點考點

本考點的重點內容是：內燃機和熱機的效率，能量的轉化和能量守恒定律.

本考點常考查的內容有：四沖程汽油機的工作過程及對應的能量轉化：從能的觀點出發，用能量守恒定律分析、解決實際問題；熱機效率（能量轉化效率）的計算，這類題目綜合性、應用性較強，難度較大，解題關鍵是能夠綜合應用所學知識解決問題.

中考常見題型

四沖程汽油機工作過程由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成，考題多以判斷沖程和分析沖程的能量轉化為對象，以選擇題、填空題為主要題型.

判斷沖程的方法是：看氣門是否關閉及活塞的運動方向.例如兩個氣門都關閉，如果活塞向上運動，是壓縮沖程，如果活塞向下運動，是做功沖程等，

各沖程的能量轉化情況是：壓縮沖程中機械能轉化為內能：做功沖程中燃料的化學能轉化為內能，高溫高壓燃氣推動活塞做功，內能又轉化為機械能；吸氣、排氣兩沖程靠慣性完成，不發生能量轉化.

熱機效率的計算是難點，確定做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量是解題關鍵.提高熱機效率的途徑有：盡量減小各種熱量散失，保持良好的潤滑，盡可能使燃料充分燃燒等.

例7 （2014.威海）在如圖2所示的四幅圖中，甲、乙是兩個演示實驗示意圖，丙、丁是四沖程汽油機工作過程中的兩個沖程示意圖，與壓縮沖程原理相同的是________ 圖所示的演示實驗：汽油機利用內能來做功的沖程是________圖，

思路分析：解決此題要知道內燃機的四個沖程，其中在做功沖程中，是內燃機的內能轉化為機械能，在壓縮沖程中是機械能轉化為內能.改變物體內能的方式有熱傳遞和做功兩種.甲圖對試管中的水加熱，加快水的蒸發，使試管中水的內能增大，體積膨脹，對外做功，使塞子飛出去，是內能轉化為塞子的機械能.乙圖是用力將活塞壓下，活塞對空氣做功，空氣的內能增大，溫度升高，達到了棉花的著火點，棉花就會燃燒，是通過對物體做功來增大物體內能的，即是將機械能轉化為內能的過程.丙圖兩氣門都關閉，活塞下行，汽缸容積變大，足做功沖程，做功沖程將內能轉化為機械能.丁圖兩氣門郁關閉，活塞上行，汽缸容積變小，是壓縮沖程，壓縮沖程是把機械能轉化為內能的過程.

答案：乙 丙

例8 （2014.邵陽）如圖3所示為一種人們設想中的永動機，它通過高處的水流沖擊葉片，葉片的轉動又帶動抽水機將水從低處抽到高處，從而循環工作，這種永動機________（填“能夠”或“不能夠”）永遠工作下去.

思路分析：本題考查了能量守恒定律，要注意機械能和電能之間的轉化并不是l000/o的轉化，在轉化過程中總會有一部分能量以熱的形式向四周擴散，成為無用的能量，所以抽水機的機械能會逐漸減小，所以他設想的機械能的裝置不可能實現，部分機械能會轉化為內能，機械能會減少，其總量不守恒，

答案：不能夠

例9（2014.甘肅）下列說法中正確的是（）.

A.-桶水的比熱容比一杯水的比熱容大

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.用鋸條鋸木板時，鋸條發熱，鋸條的內能增加

D.糖放入水中，過一段時間后整杯水都變甜了，表明分子在不停地做無規則運動

思路分析：本題綜合考查能量轉化、分子運動、比熱容的應用，涉及的知識點多，但都屬于基礎知識考查的范圍，是一道基礎題，同一種狀態下的物質比熱容是不變的，不會因其質量不同而發生變化，所以一桶水的比熱容和一杯水的比熱容相同，故A是錯誤的；做功可以改變物體的內能，水蒸氣把壺蓋頂起，是水蒸氣受熱膨脹，從而對瓶蓋做功，是內能轉化為機械能，故B選項錯誤：用鋸條鋸木板時，鋸條發熱，摩擦做功，鋸條的內能增加，故C選項正確；糖放入水中，過一段時問后整杯水都變甜了，表明分子在不停地做無規則運動.故D選項正確.選C、D.