易錯(cuò)點(diǎn)13內(nèi)能、比熱容與熱值

目錄

oi易錯(cuò)陷阱

易錯(cuò)點(diǎn)一.內(nèi)能、熱量與溫度

易錯(cuò)點(diǎn)二.比熱容與熱值

易錯(cuò)點(diǎn)三.熱機(jī)與熱機(jī)效率

02舉一反三—易錯(cuò)題型

題型一.內(nèi)能、熱量與溫度的區(qū)別

題型二.比熱容與熱值的計(jì)算

題型三.比熱容與熱值的實(shí)驗(yàn)探究

題型四.熱機(jī)的工作原理

題型五.熱機(jī)效率的計(jì)算

03易錯(cuò)題通關(guān)

易錯(cuò)陷阱

易錯(cuò)點(diǎn)一、內(nèi)能、熱量與溫度

【鏈接知識(shí)】

知識(shí)點(diǎn)一、內(nèi)能、熱量與溫度的關(guān)系

1、內(nèi)能

物體內(nèi)所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和叫作物體的內(nèi)能，一切物體在任何情況下都有內(nèi)能

內(nèi)能的影響因素：物體的溫度、質(zhì)量和狀態(tài)

2、熱量

在熱傳遞過(guò)程中，傳遞能量的多少叫作熱量。熱量總是從高溫物體傳遞到低溫物體，這個(gè)過(guò)程叫做熱

傳遞

3、溫度

溫度是表示物體冷熱程度的物理量，它反映了物體內(nèi)部分子平均動(dòng)能的大小

4、總結(jié)分析

溫度反映了物體內(nèi)能的宏觀表現(xiàn)，對(duì)于相同的物質(zhì)，溫度的升高意味著其內(nèi)能的增加。

物體的內(nèi)能可以通過(guò)做功或熱傳遞的方式進(jìn)行改變。施加外力做功于物體或使其吸收熱量，會(huì)導(dǎo)致其

內(nèi)能的增大；而物體對(duì)外做功或釋放熱量，則會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部能量的減少。

熱量是一個(gè)過(guò)程性的量，我們只能在描述物體在特定過(guò)程中“釋放”或“吸收”熱量的行為時(shí)使用，

而不應(yīng)表述物體“具有”或“含有”熱量。

【陷阱分析】①物體內(nèi)能的大小跟溫度、質(zhì)量等因素都有關(guān)，所以溫度高的物體內(nèi)能不一定大。例如,

一杯熱水的溫度雖高，但其內(nèi)能可能遠(yuǎn)小于一個(gè)大冰塊的內(nèi)能②物體內(nèi)能增加時(shí)，溫度不一定升高，如

晶體的熔化過(guò)程，但物體溫度升高時(shí)，不考慮對(duì)外做功的情況，其內(nèi)能必定增加③熱量也可能從內(nèi)能小

的物體傳遞給內(nèi)能大的物體，原因是內(nèi)能小的物體溫度也可能高

易錯(cuò)點(diǎn)二、比熱容與熱值

【鏈接知識(shí)】

知識(shí)點(diǎn)二、比熱容

比熱容是反映物質(zhì)吸放熱本領(lǐng)的物理量，在數(shù)值上等于單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（或降低）所

吸收（或放出）的熱量

公式：c=Q/mAt,其中c為比熱容，Q為吸收或放出的熱量，m為質(zhì)量，At為溫度變化。比熱容越

大，物質(zhì)吸放熱能力越強(qiáng)

知識(shí)點(diǎn)三、海陸風(fēng)的形成

海陸風(fēng)的形成是由于海洋和陸地的比熱容不同，白天陸地升溫快，海洋空氣流向陸地，形成海風(fēng)；夜晚

陸地降溫快，陸地空氣流向海洋，形成陸風(fēng)

知識(shí)點(diǎn)四、熱值

熱值是燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量，通常用符號(hào)q表示，單位為J/kg。其物理意義為1kg燃料完全燃

燒時(shí)所釋放的熱量

【陷阱分析】①比熱容是物質(zhì)的一種特性，只與物質(zhì)的種類、狀態(tài)有關(guān)，與物體的質(zhì)量、吸收或放出熱

量的多少、升高或降低的溫度無(wú)關(guān)②海陸風(fēng)的判斷可以用“白海夜陸”快速記憶，實(shí)質(zhì)是海洋與陸地比

熱容的不同③熱值是衡量燃料能量釋放能力的指標(biāo)，不同燃料熱值各異，熱值與比熱容之間無(wú)必然關(guān)系

易錯(cuò)點(diǎn)三、熱機(jī)與熱機(jī)效率

【鏈接知識(shí)】

知識(shí)點(diǎn)五、汽油機(jī)的工作循環(huán)

沖程名進(jìn)氣門狀排氣門狀活塞運(yùn)動(dòng)方

主要過(guò)程能量轉(zhuǎn)化

稱態(tài)態(tài)向

吸氣沖燃料和空氣的混合氣體被吸入

打開(kāi)關(guān)閉向下運(yùn)動(dòng)

程氣缸

壓縮沖燃料混合氣體被壓縮，溫度升機(jī)械能轉(zhuǎn)化為

關(guān)閉關(guān)閉向上運(yùn)動(dòng)

程高內(nèi)能

做功沖內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)

關(guān)閉關(guān)閉向下運(yùn)動(dòng)混合氣體燃燒，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)

程械能

排氣沖

關(guān)閉打開(kāi)向上運(yùn)動(dòng)將廢氣排出氣缸-

程

在汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，4個(gè)沖程，曲軸（又叫飛輪）旋轉(zhuǎn)2圈，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)2次，對(duì)外做功1

次

知識(shí)點(diǎn)六、熱機(jī)效率

熱機(jī)效率是指熱機(jī)有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，該物理量可以用于表示熱機(jī)性能的

好壞。

【陷阱分析】①熱機(jī)的壓縮沖程和做功沖程的能量轉(zhuǎn)化是反著來(lái)的，不能通過(guò)名字去判斷能量轉(zhuǎn)化方向,

需結(jié)合實(shí)際過(guò)程分析②改變內(nèi)能的兩種方式是做功和熱傳遞,對(duì)外做功會(huì)導(dǎo)致內(nèi)能降低，溫度也會(huì)下降,

如果考慮水蒸氣則會(huì)產(chǎn)生“白氣”③熱機(jī)效率的計(jì)算需準(zhǔn)確區(qū)分有用功和總功，避免混淆。一般來(lái)說(shuō),

熱機(jī)中的有用功是使汽車行駛的功，總功是燃料完全燃燒放出的熱量

題型一.內(nèi)能、熱量與溫度的區(qū)別

【例1】下列有關(guān)溫度、內(nèi)能和熱量的說(shuō)法中，正確的是（）

A.物體的溫度不變，它的內(nèi)能一定不變

B.物體內(nèi)能增加，它一定吸收了熱量

C.物體放出了熱量，它的溫度一定降低

D.物體溫度降低，它的內(nèi)能一定減少

【變式1-1］下列關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能的說(shuō)法中正確的是（）

A.溫度低的物體內(nèi)能一定小B.物體的溫度不變，其內(nèi)能一定不變

C.物體的內(nèi)能減少，不一定放出了熱量D.熱的物體具有的熱量一定多

題型二.比熱容與熱值的計(jì)算

【例2】小明同學(xué)為了比較質(zhì)量均為200g的水和燃油的吸熱能力，利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)

驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)酒精燈完全一樣，加熱lOmin后每個(gè)酒精燈消耗酒精5g（q超=3xl07j/kg）,水的比熱

容為4.2X103J/（kg.℃）,用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時(shí)間變化圖像（如圖乙）。若單位時(shí)間內(nèi)水和煤油

吸收的熱量相等，則下列說(shuō)法正確的是（）

V）!Y11

溫度計(jì)溫度計(jì)

「溫度/°c

/煤油

108/

?水煤油98------彳-7——水

o5101520時(shí)間/min

甲乙

A.煤油的末溫比水的高，所以吸熱能力更強(qiáng)

B.lOmin酒精完全燃燒放出的熱量為1.5X104J

C.20min內(nèi)煤油吸收的熱量為1.26x10^

D.他使用的酒精燈的加熱效率為8.4%

【變式2-1］如圖所示，規(guī)格相同的甲、乙兩容器中分別裝有3kg和2kg的水，并用不同的加熱器加

熱，不計(jì)熱損失，得到如圖丙所示的水溫與加熱時(shí)間的關(guān)系圖像。下列說(shuō)法正確的是（）

A.甲、乙兩容器中的水的內(nèi)能是通過(guò)做功的方式來(lái)增加的

B.甲、乙兩容器中的加熱器每分鐘放出的熱量相同

C.加熱相同的時(shí)間，甲、乙兩容器中的水升高的溫度之比為2：3

D.將甲、乙兩容器中的水從20℃加熱至沸騰所需要的時(shí)間之比為2：3

題型三.比熱容與熱值的實(shí)驗(yàn)探究

【例3】小明和其他小組利用如圖1所示的裝置探究“水和沙子吸熱本領(lǐng)的大小”，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下:

圖I圖2

物質(zhì)質(zhì)量/g升溫10℃所需時(shí)間/S升溫20℃所需時(shí)間/s升溫30℃所需時(shí)間/s

沙子306489124

水3096163220

（1）為了完成實(shí)驗(yàn)，除了圖中所示器材以外，還需要的測(cè)量工具是天平和

（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，小明確定以下需控制的變量，其中多余的是

A.用完全相同的加熱方式

B.酒精燈里所加的酒精量相同

C.質(zhì)量相同的水和沙子

D.規(guī)格相同的燒杯

（3）在此實(shí)驗(yàn)中，比較水和沙子吸熱能力的方法是：相同比較；

（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：①等質(zhì)量的沙子和水升高相同的溫度，沙子加熱的時(shí)間短；②等質(zhì)量的沙子和水

加熱相同的時(shí)間，沙子的溫度上升得多，說(shuō)明（選填“沙子”或“水”）的吸熱本領(lǐng)強(qiáng)；但是實(shí)

驗(yàn)中仔細(xì)觀察的小華同學(xué)還發(fā)現(xiàn)：剛開(kāi)始加熱時(shí)，沙子升溫情況與結(jié)論②不符，你認(rèn)為可能的原因

是：;

（5）小剛同學(xué)又利用該裝置研究酒精和汽油的熱值是否一樣。要完成該實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在圖2容器中裝入相

同質(zhì)量的（選填“同種”或“不同種”）物質(zhì)，容器內(nèi)分別裝入質(zhì)量相同的酒精和汽油，比較兩

種燃料（選填“燃燒相同時(shí)間”或“燃盡后”）容器里物質(zhì)升高的溫度。

【變式3-1］在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，做“觀察水的沸騰”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，甲、乙、丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)分別從圖

甲中A、B兩套實(shí)驗(yàn)裝置中任選一套來(lái)完成實(shí)驗(yàn)。

時(shí)間/min01234567891011

溫度/℃9092949698100101102102102102102

AB

甲

丙T

（1）甲組從水溫升高到90。時(shí)開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，以后每隔Imin記錄一次水的溫度，直到水沸騰5min為

止，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表，分析表中的數(shù)據(jù)可知，甲組同學(xué)選擇的是圖甲中的（選填"A”或"B”）套裝

置；

（2）如圖乙所示，_____圖（選填“左”或“右”）是水沸騰前氣泡上升過(guò)程的情況；

（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中小剛不小心碰到了水沸騰時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣，感覺(jué)很燙。他進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作，如圖

丙所示，將燒瓶?jī)?nèi)水沸騰時(shí)所產(chǎn)生的水蒸氣通入試管A中，試管A放在裝水的容器B內(nèi)，過(guò)一段時(shí)

間，你看到的現(xiàn)象是：試管A中有小水珠出現(xiàn)，溫度計(jì)示數(shù)（選填“升高”、“降低”或“不變”），這

個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明;

（4）如圖丁所示，甲容器內(nèi)裝有水，乙試管內(nèi)也裝有水，并通過(guò)甲容器密封蓋上的孔插入甲容器的水

中，且乙試管與密封蓋緊密接觸?，F(xiàn)給甲容器加熱，則經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后；

A.甲容器內(nèi)的水先沸騰

B.甲容器、乙試管內(nèi)的水同時(shí)沸騰

C.乙試管內(nèi)的水先沸騰

D.甲容器內(nèi)的水沸騰，乙試管內(nèi)的水不會(huì)沸騰

（5）小明、小紅兩名同學(xué)分別探究“水的沸騰”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們所用的器材規(guī)格完全相同，同時(shí)將水加

熱16min。如圖戊是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的水溫隨時(shí)間變化的圖象。請(qǐng)根據(jù)圖象分析，若不計(jì)熱量損失，

小明、小紅從給水加熱到水沸騰所需熱量為Q/、。2,則Q：Q為,若小明、小紅所選水的質(zhì)量

為電、m2,則預(yù)_____m2（選填"大于"、"小于''或"等于"）。

題型四.熱機(jī)的工作原理

【例4】下圖為四缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理：內(nèi)燃機(jī)通過(guò)連桿把四個(gè)汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸

的做功過(guò)程錯(cuò)開(kāi)，在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的每半周里，都有一個(gè)汽缸在做功，其他三個(gè)汽缸分別在做吸氣、壓縮

和排氣工作。

（1）有一臺(tái)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其主要技術(shù)指標(biāo)如表所示。其中排量等于四個(gè)汽缸工作容積的總和，汽缸工

作容積指活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過(guò)的容積，又稱單缸排量，它取決于活塞的面積和活塞上下運(yùn)動(dòng)

的距離（即沖程長(zhǎng)），轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù)，單缸排量丫=L,該發(fā)

動(dòng)機(jī)的做功沖程每次做功J?

（2）在做功沖程里，燃?xì)鈱?duì)活塞所做的功可表示為W招匕式中p表示燃?xì)鈱?duì)活塞的壓強(qiáng)，則°=

Pa。

【變式4-1】科學(xué)家發(fā)明了一款單缸六沖程內(nèi)燃機(jī)，它每一個(gè)工作循環(huán)的前四個(gè)沖程與單缸四沖程內(nèi)燃

機(jī)相同，在第四沖程結(jié)束后，立即向汽缸內(nèi)噴水，水在高溫汽缸內(nèi)迅速汽化成高溫、高壓水蒸氣，推

動(dòng)活塞再次做功，如圖是四沖程內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程示意圖，則六沖程發(fā)動(dòng)機(jī)個(gè)工作循環(huán)的正確順序?yàn)?/p>

()

A.甲、丁、乙、丙、乙、丙B.甲、丁、乙、丁、乙、丙

C.甲、丁、乙、丙、甲、丙D.甲、丁、乙、丁、甲、丙

題型五.熱機(jī)效率的計(jì)算

【例5】“山東艦”是我國(guó)首艘國(guó)產(chǎn)航母，滿載排水量為6義10丸，最大吃水深度為10m,至少可以搭載36

架殲-15艦載機(jī)。若“山東艦”發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的燃料為重油，重油的熱值為4.5xl07j/kg,正常航行時(shí)發(fā)動(dòng)

機(jī)的功率為1.5xl()3kw,速度為36km/h。(p^l.lxlO3kg/m3,g取10N/kg)請(qǐng)你完成下列問(wèn)題：

(1)滿載時(shí)艦底受到海水的壓強(qiáng)是多大？

(2)滿載時(shí)，“山東艦”受到海水的浮力是多大？

(3)航母正常航行時(shí)牽引力是多大？

(4)若航母發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的熱效率是30%,則正常航行l(wèi)h消耗重油的質(zhì)量是多少？

【變式5-1］我國(guó)南海海底存儲(chǔ)著豐富的“可燃冰”資源。可燃冰被視為21世紀(jì)新型綠色能源，可燃冰

的主要成分是甲烷，InP的可燃冰可轉(zhuǎn)化生成164m3的甲烷氣體和0.8m3的水。已知甲烷氣體的熱值是

3.6xl07J/m\我市公交車以天然液化氣為燃料，其主要成分就是甲烷。如果一輛公交車滿載乘客時(shí)總

質(zhì)量是6000kg,那么InP可燃冰轉(zhuǎn)化生成的甲烷氣體完全燃燒產(chǎn)生的能量可供公交車滿載時(shí)以

36km/h的速度勻速行駛1640min。勻速行駛中公交車受到的平均阻力為車重的0.05倍。求：

（1）這段時(shí)間內(nèi)公交車牽引力所做功的功率；

（2）1m3的可燃冰轉(zhuǎn)化生成的甲烷氣體完全燃燒所產(chǎn)生的能量能將多少千克的水從20℃加熱到沸騰。

（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，c*=4.2x103J/（kg.℃）

（3）這段時(shí)間內(nèi)公交車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多大？

1.關(guān)于熱量、溫度、內(nèi)能之間的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（）

A.熱傳遞過(guò)程中，高溫物體可以將溫度傳向低溫物體

B.物體溫度升高，內(nèi)能增大，一定是吸收了熱量

C.熱傳遞時(shí)熱量可以從內(nèi)能少的物體傳向內(nèi)能多的物體

D.質(zhì)量相同時(shí)，高溫的物體比低溫物體含有的熱量更多

2.有兩個(gè)溫度為100℃質(zhì)量相等的金屬球，先把甲球放入溫水杯中，熱平衡后水溫升高了10℃；取出甲

球，將乙球放入該杯中，熱平衡后水溫又升高了10℃（末溫未達(dá)100℃）,則甲球比熱容c用和乙球比

熱容cz,大小的關(guān)系是（）

A.。甲<。乙B.。甲=c乙

C./>C乙D.以上三種情況都有可能

3.如圖所示為某柴油水泵機(jī)組（水泵機(jī)組動(dòng)力由單缸四沖程柴油機(jī)提供），正常工作1小時(shí)可以將54m3

的水抽到20m高處，水泵機(jī)組對(duì)水做功為J,若該水泵機(jī)組的效率為40%,水泵機(jī)組消耗柴

油kg（結(jié)果保留兩位小數(shù)）。若飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min,則柴油機(jī)每分鐘對(duì)外做功次。

(=1.0xl03kg/m3,q柴油=4.6xl()7j/kg,g取10N/kg)

4.如圖甲所示，用20N的水平拉力拉著質(zhì)量為5kg的鋁塊在水平地面上運(yùn)動(dòng)，鋁塊運(yùn)動(dòng)的s-r圖像如圖

乙所示，則鋁塊受到的摩擦力大小為_(kāi)N；若克服摩擦力所做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能并有44%被鋁塊吸

收，則鋁塊在10s內(nèi)的溫度升高_(dá)℃。［鋁的比熱容為cM).88xl()3j/(kg℃)］

5.如圖所示是質(zhì)量是200g固體的熔化實(shí)驗(yàn)裝置和根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出的曲線圖，如果從開(kāi)始記錄到剛沸

騰時(shí)，完全燃燒了熱值為3.OxlCTJ/kg的酒精5g,假設(shè)酒精燈在相等的時(shí)間內(nèi)提供的內(nèi)能一樣多，此

過(guò)程中，則CD段吸收的熱量為J,ABC。段的熱轉(zhuǎn)化效率是。［該物質(zhì)液態(tài)時(shí)的比熱容為

1.5xl03J/(kg-℃)]

6.在“比較不同液體的吸熱能力”實(shí)驗(yàn)中:

XX工X

煤油;精

甲乙

(1)除了圖中所示器材，還需要的測(cè)量?jī)x器有天平和.

（2）在甲裝置中，分別給初溫相同且—相等的水和食用油加熱.

（3）在甲裝置中，用相同酒精燈給兩種液體加熱相同時(shí)間，其目的是為了保證兩種液體—相同.

（4）在甲裝置中，兩種液體升高相同的溫度，給—加熱時(shí)間更長(zhǎng).

（5）乙裝置中兩個(gè)相同燒杯裝有相同質(zhì)量的水，燈中煤油和酒精的質(zhì)量相等，進(jìn)行“比較煤油和酒精

的熱值大小關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

加熱時(shí)間/min0123456

甲杯水溫/℃25272932343638

乙杯水溫/℃25262728293031

分析數(shù)據(jù)可知：熱值較大的是—.

（6）通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)直接計(jì)算出燃料的熱值將—（選填“偏大”或“偏小”）.

7.發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源。汽油機(jī)以汽油為燃料，使活塞在氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)工作循環(huán)經(jīng)歷吸氣、

壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程，汽油機(jī)的性能和汽缸排量有關(guān)。汽缸排量指活塞一個(gè)沖程中活塞在氣缸

內(nèi)通過(guò)的容積，它取決于活塞的面積和活塞上下運(yùn)動(dòng)的距離（沖程長(zhǎng)度）。如果發(fā)動(dòng)機(jī)有若干個(gè)氣缸，

所有氣缸“工作容積”之和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量，實(shí)際汽車往往采用多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。如圖所示發(fā)動(dòng)機(jī)有4個(gè)汽

缸（圖中標(biāo)注1、2、3、4）,通過(guò)連桿把4個(gè)汽缸的活塞連在一根曲軸上。各個(gè)汽缸的做功過(guò)程錯(cuò)開(kāi)，

在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的每半周里，都有一個(gè)汽缸在做功，其他三個(gè)汽缸分別在吸氣、壓縮和排氣沖程。

（1）汽油機(jī)工作時(shí)將燃料燃燒的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為能；

（2）已知汽油的熱值為4xl07j/kg,如果汽車油箱裝有40kg的汽油，這些汽油充分燃燒2kg；放出的

熱量為J,剩余汽油的熱值為J/kg；

（3）四缸發(fā)動(dòng)機(jī)中3號(hào)汽缸在壓縮沖程中，則