專題十四熱和能能源與可持續(xù)發(fā)展易錯(cuò)清單1.溫度、內(nèi)能、熱量三者之間有什么區(qū)別與聯(lián)系(1)區(qū)別:①溫度是表示物體冷熱程度的物理量,它是一個(gè)狀態(tài)量,所以只能說(shuō):“是”多少,兩個(gè)不同狀態(tài)的物體間可以比較溫度的高低.溫度是不能“傳遞”和“轉(zhuǎn)移”的,其單位是“攝氏度(℃)”.從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)看,它跟物體內(nèi)分子的熱運(yùn)動(dòng)情況有關(guān),溫度越高,分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)得越劇烈.可以說(shuō),溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度的標(biāo)志,它是大量分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的集中體現(xiàn),對(duì)于個(gè)別分子毫無(wú)意義.②內(nèi)能是能量的一種形式,它是物體內(nèi)所有分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和.內(nèi)能跟溫度有密切關(guān)系,當(dāng)一個(gè)物體的溫度升高時(shí),它的內(nèi)能增大.內(nèi)能和溫度一樣,也是一個(gè)狀態(tài)量,通常用“具有”等詞來(lái)修飾.③熱量是在熱傳遞的過(guò)程中,傳遞能量的多少.它反映了熱傳遞過(guò)程中,內(nèi)能轉(zhuǎn)移的數(shù)量,是內(nèi)能轉(zhuǎn)移多少的量度,是一個(gè)過(guò)程量,要用“吸收”或“放出”來(lái)描述,而不能用“具有”或“含有”.物體本身沒(méi)有熱量,如果物體之間沒(méi)有溫度差,就沒(méi)有熱傳遞,就沒(méi)有內(nèi)能的轉(zhuǎn)移,也就不存在”熱量”的問(wèn)題.(2)聯(lián)系:溫度的變化,可以改變一個(gè)物體的內(nèi)能,傳遞熱量的多少可以量度物體內(nèi)能改變的多少.物體吸收或放出熱量,它的內(nèi)能將發(fā)生改變,但它的溫度不一定改變.如冰熔化時(shí)要吸收熱量,內(nèi)能增加,但溫度卻保持在0℃不變.同樣,物體放出熱量時(shí),溫度也不一定降低.內(nèi)能與機(jī)械能有什么區(qū)別?內(nèi)能與機(jī)械能是兩種不同形式的能.內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子的動(dòng)能和分子間相互作用的勢(shì)能的總和,物體內(nèi)能的大小跟物體的溫度、物體內(nèi)分子數(shù)和體積有關(guān);機(jī)械能是物體的動(dòng)能和勢(shì)能的總和,它的大小與物體的速度、質(zhì)量、所處高度和彈性形變的大小有關(guān).2.汽油機(jī)與柴油機(jī)不同點(diǎn)汽油機(jī)柴油機(jī)構(gòu)造汽缸頂部有火花塞汽缸頂部有噴油嘴燃料汽油,吸氣沖程吸入汽油和空氣的混合物柴油,吸氣沖程吸入空氣點(diǎn)火方式點(diǎn)燃式壓燃式壓縮比壓縮沖程末氣體體積為汽缸體積的~壓縮沖程末氣體體積為汽缸體積的~效率20%~30%30%~45%重量輕便笨重應(yīng)用飛機(jī)、小汽車(chē)、摩托車(chē)等坦克、拖拉機(jī)、載重汽車(chē)等3.能源的分類能源的分類一次能源是指從自然界直接取得,而不改變其基本形態(tài)的能源,如煤、石油、天然氣等;二次能源是一次能源經(jīng)過(guò)加工,轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)的能源,如電力、蒸汽、焦碳等.常規(guī)能源是指當(dāng)前被廣泛利用的一次能源;新能源是目前尚未被廣泛利用而正在積極研究以便推廣利用的一次能源.不可再生能源是指短期內(nèi)無(wú)法再生的一次能源,如煤、石油、天然氣、核能等.可再生能源是能夠不斷得到補(bǔ)充的以供使用的一次能源,如風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、潮汐能?名師點(diǎn)撥1.溫度、內(nèi)能、熱量的理解溫度內(nèi)能熱量型號(hào)容積/L集熱管采光面積/m2吸熱功率/WA821-1.8m5002.41200~2100(1)在這4h內(nèi)水吸收了多少熱量?(2)若這些熱量由效率為20%的火爐燃燒焦炭來(lái)提供,則需要燃燒多少千克焦炭?(焦炭的熱值是q=3×107J/kg)【核心提示】①由密度公式的變形公式求出水的質(zhì)量;②由吸熱公式求出水吸收的熱量;③由熱效率公式Q吸=Q放η的變形公式求出焦炭完全燃料放出的熱量Q放;④固體燃料完全燃燒釋放的熱量的計(jì)算公式Q放=mq的變形公式求出焦炭的質(zhì)量.【解析】(1)水的體積:V=500L=500×10-3m3,水的質(zhì)量:m=ρV=1×103kg/m3×500×10-3m3=500kg,水吸收的熱量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(40℃-20℃)=4.2×107J;(2)因?yàn)镼吸=Q放×20%,所以需要焦炭的質(zhì)量為:【答案】(1)水吸收的熱量為4.2×107J;(2)至少需要燃燒7kg焦炭.提分策略【趨勢(shì)總覽】從近三年的各地中考來(lái)看,對(duì)本部分的考查呈現(xiàn)如下趨勢(shì):1.中考涉及到本專題的題型有選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題、實(shí)驗(yàn)題和計(jì)算題.其中實(shí)驗(yàn)題和計(jì)算題主要是關(guān)于比熱容的探究和計(jì)算問(wèn)題.2.本專題包含的主要知識(shí)點(diǎn)有分子動(dòng)理論、內(nèi)能、熱量、熱值、比熱容、熱機(jī)、能量守恒定律、常規(guī)能源和新能源等知識(shí).3.本專題的知識(shí)與生活、社會(huì)的聯(lián)系密切,應(yīng)該多觀察身邊的物理現(xiàn)象,積極參與到社會(huì)調(diào)查中去,實(shí)現(xiàn)將物理教學(xué)與生活、科技、社會(huì)問(wèn)題進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,了解科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展所起的作用.另外涉及的中考試題,學(xué)科內(nèi)和學(xué)科間綜合題也在逐漸增多,學(xué)科內(nèi)綜合主要是內(nèi)能與其他形式能之間的綜合,而學(xué)科間綜合涉及到與化學(xué)、生物和地理等學(xué)科的綜合.2015年的中考命題方向預(yù)測(cè):重視基礎(chǔ)知識(shí)考查,結(jié)合最新的生活、生產(chǎn)、科技發(fā)展的新材料進(jìn)行命題.難度很低.【錦囊妙計(jì)】1.理解分子間作用力分子之間存在著相互作用的引力和斥力,這是比較抽象的概念.理解這一點(diǎn),同樣也需要根據(jù)一些實(shí)際現(xiàn)象來(lái)認(rèn)識(shí).例如,液體、固體都有一定的體積,分子不是處于各自散開(kāi)的狀態(tài),而是聚合在一起;要將物體分開(kāi)需要外力……這些現(xiàn)象都說(shuō)明分子之間存在引力.液體和固體很難被壓縮、分子之間總存在空隙等現(xiàn)象則說(shuō)明分子之間存在斥力.分子間的引力和斥力是同時(shí)存在的.當(dāng)斥力大于引力時(shí),分子力表現(xiàn)為斥力;當(dāng)斥力小于引力時(shí),分子力表現(xiàn)為引力.分子間的引力和斥力的作用范圍很小,只有分子彼此靠得很近時(shí)才能產(chǎn)生,分子間距離太大時(shí),分子間的作用力就十分微弱甚至沒(méi)有了.2.物體內(nèi)能的改變內(nèi)能的改變會(huì)影響物體內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)及結(jié)構(gòu)的變化,從而引起熱膨脹、熔化、凝固、蒸發(fā)等各種熱現(xiàn)象.改變和利用內(nèi)能的方式有兩種:(1)熱傳遞:以內(nèi)能的形式從一個(gè)物體向另一個(gè)物體直接傳遞,叫做熱傳遞.發(fā)生熱傳遞的條件:物體之間或同一物體的不同部分存在著溫度差.熱傳遞的方向:從高溫物體傳遞到低溫物體,或者從物體的高溫部分傳遞到低溫部分.注意:熱傳遞傳遞的是能量而不是溫度.(2)做功:從其他形式的能量轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái).對(duì)物體做功,物體的內(nèi)能會(huì)增加;物體對(duì)外做功,物體內(nèi)能會(huì)減少.(3)做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的.一個(gè)物體的內(nèi)能改變了,可以通過(guò)做功的方式,也可以通過(guò)熱傳遞的方式,如果事先沒(méi)有說(shuō)明,我們無(wú)法判斷是通過(guò)什么方式改變的.但做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是不一樣的,做功使物體內(nèi)能發(fā)生改變的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化,熱傳遞使物體內(nèi)能發(fā)生改變的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移.3.熱量問(wèn)題的計(jì)算(1)熱量計(jì)算公式:Q=cmΔt.變形式:其中c=只能用于計(jì)算比熱容的大小,但不能認(rèn)為比熱容與熱量成正比,與質(zhì)量和溫度變化量成反比,因?yàn)楸葻崛菔俏镔|(zhì)的一種特性,只與物質(zhì)種類和狀態(tài)有關(guān).在計(jì)算過(guò)程中,特別注意溫度變化的語(yǔ)言描述,如:“升高”“升高了”“升高到”“降低”“降低了”“降低到”要正確識(shí)別.(2)燃料完全燃燒放出熱量計(jì)算公式:Q=mq,有時(shí)寫(xiě)成Q=Vq.兩種公式中q的單位不同,前者是“J/kg”,后者是“J/m3”.(3)熱機(jī)效率的計(jì)算:η=×100%或η=×100%.4.理解能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律(1)在應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律時(shí),要分清轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的區(qū)別,能的轉(zhuǎn)移是指同一種能量從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,能的形式不發(fā)生變化.如熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體;能的轉(zhuǎn)化是指一種形式的能轉(zhuǎn)化成另一種形式的能,能的形式發(fā)生了改變.如摩擦生熱時(shí)機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,電動(dòng)機(jī)工作將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能等.(2)能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有一定的方向性,因此能量的利用是有條件的,不是什么能量都可以利用.如高溫物體能”自發(fā)地”將熱量傳遞給低溫物體,而低溫物體必須靠外界的輔助才能將熱量傳遞給高溫物體.5.核電站的工作原理首先核反應(yīng)堆將核裂變釋放的熱能傳給第一回路的水;第二步,熱交換機(jī)將第一回路水的能量傳給第二回路的水,使其產(chǎn)生高溫高壓水蒸氣;第三步,高溫高壓水蒸氣驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電.這一過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化是:核能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能,再轉(zhuǎn)化為汽輪機(jī)的機(jī)械能,最后轉(zhuǎn)化為電能.6.能源利用效率提高能源的利用率,主要依靠科技進(jìn)步,為改進(jìn)應(yīng)用能源的技術(shù),常采用以下措施:(1)燃料充分燃燒;(2)采用保溫隔熱措施,減少熱量損失;(3)充分利用余熱和減少有害摩擦;(4)減少能量轉(zhuǎn)化的中間環(huán)節(jié).7.能源危機(jī)與未來(lái)能源傳統(tǒng)能源煤、石油、天然氣隨著不斷的開(kāi)采會(huì)逐漸枯竭,人們稱其為”能源危機(jī)”.要解決能源問(wèn)題:一方面必須形成全民節(jié)能意識(shí),注重技術(shù)創(chuàng)新,提高能源利用效率;另一方面開(kāi)發(fā)綠色新能源,加強(qiáng)能源利用中的防護(hù)措施,提高能源使用的安全性.未來(lái)的理想能源應(yīng)滿足以下條件:(1)必須足夠豐富,可以保證長(zhǎng)期使用;(2)足夠便宜,可以保證多數(shù)人用得起;(3)相關(guān)技術(shù)必須成熟,可以保證大規(guī)模使用;(4)必須足夠安全、清潔,可以保證不會(huì)嚴(yán)重影響環(huán)境.專項(xiàng)訓(xùn)練一、選擇題1.(2014·吉林長(zhǎng)春·模擬)如圖所示是四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)示意圖,其中屬于做功沖程的是().2.(2014·山東煙臺(tái)·模擬)兩個(gè)相同的容器分別裝了質(zhì)量相同的兩種液體,用同一熱源分別加熱,液體溫度與加熱時(shí)間關(guān)系如圖所示.根據(jù)圖線可知().A.加熱時(shí)間相同,甲液體吸收的熱量大于乙液體吸收的熱量B.如果升高相同的溫度,兩種液體吸收的熱量相同C.甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容D.加熱時(shí)間相同,甲液體溫度升高比乙液體溫度升高得多3.(2014·江西高安·模擬)下列說(shuō)法不符合“節(jié)能減排、低碳生活”理念的是().A.大量植樹(shù)造林,禁止亂砍濫伐B.大量使用一次性塑料餐具C.開(kāi)發(fā)回收利用二氧化碳的新技術(shù)D.開(kāi)發(fā)和利用風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源4.(2014·江蘇常熟·模擬)摩擦起電現(xiàn)象說(shuō)明了().A.物質(zhì)是由分子組成的B.分子是由原子組成的C.原子是由更小的微粒組成的D.用摩擦的方法可能創(chuàng)造電荷5.(2013·山東濟(jì)南天橋·模擬)熱機(jī)的廣泛使用已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)化程度的標(biāo)志,人類的現(xiàn)代生活已越來(lái)越離不開(kāi)各種熱機(jī),熱機(jī)從根本上改變著我們的世界.下列相關(guān)說(shuō)法正確的是().A.熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置B.內(nèi)燃機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)對(duì)外做功兩次C.使用熱值大的燃料可提高熱機(jī)效率D.采取有效措施可以使熱機(jī)效率達(dá)到100%6.(2013·江蘇如皋·模擬)環(huán)境保護(hù)、開(kāi)發(fā)新能源是未來(lái)能源利用的主旋律.下列做法中最利于環(huán)保的是().A.開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能取代煤、天然氣等能源B.用天然氣代替煤和石油C.用核能代替水力發(fā)電D.廢電池與其他廢品一起填埋7.(2013·江蘇蘇州吳江·模擬)100g熱水和50g冷水混合后,若不考慮熱量損失,則().A.熱水降低的溫度等于冷水升高的溫度B.熱水降低的溫度小于冷水升高的溫度C.熱水降低的溫度大于冷水升高的溫度D.熱水放出的熱量小于冷水吸收的熱量8.(2013·江蘇如皋·模擬)在下列實(shí)驗(yàn)或裝置所示的情景中,能量轉(zhuǎn)化情況相同的是().A.丙和丁 B.甲和丙C.甲和乙 D.乙和丁9.(2013·江蘇無(wú)錫濱湖·模擬)水的比熱容比煤油的大.如圖所示,用規(guī)格相同的兩試管分別裝上質(zhì)量相同的煤油和水,隔著石棉網(wǎng)同時(shí)對(duì)兩試管加熱.下面四圖中的哪一圖線能反映該實(shí)驗(yàn)情況().二、填空題10.(2014·山東濟(jì)寧·模擬)眾所周知,愛(ài)因斯坦是一位偉大的理論科學(xué)家,他曾發(fā)明過(guò)“環(huán)?！辈缓碾姷碾姳?這種電冰箱內(nèi)部有一種小型的浸入式制冷器,它能浸在需要冷卻的液體中.這種電冰箱根本不需要常規(guī)電源,它的運(yùn)行僅靠水龍頭的壓力帶動(dòng)一臺(tái)射水泵,從而在一個(gè)氣室內(nèi)產(chǎn)生真空,水和少量甲醇則在此處化為蒸汽.管內(nèi)甲醇會(huì)慢慢用完,但是這種液體不僅價(jià)格便宜,而且很容易弄到.這種冰箱在工作時(shí),被冷卻的液體內(nèi)能(填“增大”或“減小”).你認(rèn)為這種不用電的冰箱(填“遵守”或“不遵守”)能量守恒定律.

11.(2013·江蘇常熟·模擬)長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭將于2013年6月把搭載三位航天員的神舟十號(hào)飛船送入太空.在火箭上升過(guò)程中,由于與空氣摩擦將導(dǎo)致其頭部溫度升高,這是通過(guò)方式改變內(nèi)能的;當(dāng)神舟十號(hào)飛船在預(yù)訂軌道飛行時(shí),其迎光面的溫度將很高,這是通過(guò)改變其內(nèi)能的.

12.(2013·江蘇南京聯(lián)合體·模擬)天然氣屬于高熱值、清潔燃料,我市已有部分機(jī)動(dòng)車(chē)使用天然氣代替柴油或汽油.天然氣是(填“可再生”或“不可再生”)能源,它在燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為能.天然氣的熱值為7.0×107J/m3,完全燃燒2L天然氣所釋放的熱量為J.

三、實(shí)驗(yàn)與簡(jiǎn)答題13.(2014·黑龍江齊齊哈爾·模擬)核能的利用給人們帶來(lái)很多好處,但發(fā)生事故后也會(huì)給人們帶來(lái)多種危害.日本福島核事故就給日本和周邊國(guó)家的人民造成影響.請(qǐng)你從物理學(xué)的角度簡(jiǎn)單說(shuō)明在搶險(xiǎn)過(guò)程中用水降溫的原因.并指出發(fā)生核事故后的一種危害.四、計(jì)算題14.(2014·江蘇無(wú)錫·模擬)隨著人們生活水平的提高,越來(lái)越多的家庭采用“水地暖”進(jìn)行取暖.其原理是:在房間地面裝飾層下鋪設(shè)散熱管道,通過(guò)管道內(nèi)的熱水散熱提高室溫.當(dāng)供水溫度為45℃時(shí),單位面積的散熱功率與地面裝飾層材料、散熱管材料的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)下表:地面裝飾層材料散熱管材料瓷磚塑料木地板聚乙烯(PE-RT)136.6W/m2103.5W/m293.5W/m2聚丁烯(PB)120W/m296.9W/m290.0W/m2(1)若該地暖系統(tǒng)的總水量為2×103kg,將全部的水從5℃加熱至45℃,水至少需要吸收多少熱量?[c水=4.2×103J/(kg·℃)](2)某家庭瓷磚面積為80m2,散熱管材料為聚丁烯(PB),供水溫度為45℃,則該供暖系統(tǒng)每小時(shí)的散熱量為多少焦耳?(3)“水地暖”散熱量除與散熱時(shí)間、面積有關(guān)外,你認(rèn)為還與哪些因素有關(guān)?請(qǐng)至少寫(xiě)出兩點(diǎn).參考答案與解析1.C[解析]A.進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟,氣體流入汽缸,是吸氣沖程;不符合題意;B.兩氣門(mén)都關(guān)閉,活塞上行,汽缸容積變小,是壓縮沖程,不符合題意;C.兩氣門(mén)都關(guān)閉,活塞下行,汽缸容積變大,是做功沖程,符合題意;D.排氣門(mén)開(kāi)啟,氣體流出汽缸,是排氣沖程;不符合題意;故選C.2.A[解析]A.根據(jù)下面的圖像可知:質(zhì)量相同的甲乙兩種液體升高相同的溫度,甲的加熱時(shí)間更長(zhǎng),吸收的熱量更多,根據(jù)公式Q吸=cm(t-t0),質(zhì)量、升高的溫度一定時(shí),吸收的熱量和物質(zhì)的比熱容成正比,甲吸收的熱量多說(shuō)明甲的比熱容大,所以A是正確的;B.根據(jù)下面的圖像可知:質(zhì)量相同的甲乙兩種液體升高相同的溫度,甲的加熱時(shí)間更長(zhǎng),吸收的熱量更多,所以B是錯(cuò)誤的;C.同一熱源加熱,相同的時(shí)間內(nèi)甲乙兩種液體吸收的熱量就是相同的,所以C是錯(cuò)誤的;D.根據(jù)下面的圖像可知:質(zhì)量相同的甲乙兩種液體加熱相同的時(shí)間,乙的溫度升高值更大,