比熱容熱機(jī)

3.3內(nèi)能3.

3.1了解內(nèi)能和熱量。從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)燃料的熱值。3.

3.2通過實(shí)驗(yàn)，了解比熱容。能運(yùn)用比熱容說明簡(jiǎn)單的自然

現(xiàn)象。3.

3.3了解熱機(jī)的工作原理。知道內(nèi)能的利用在人類社會(huì)發(fā)展史中

的重要意義。

比熱容和熱值比熱容熱值物理意義反映物質(zhì)吸熱或放熱本領(lǐng)的

大小反映燃料完全燃燒放熱本領(lǐng)的大小定義一定質(zhì)量的某種物質(zhì)，在溫

度升高時(shí)

?

與

和

?

?乘積之比，叫作這種

物質(zhì)的比熱容某種燃料完全燃燒

?

與其

?之比，叫作這種燃料

的熱值吸收的熱量

它的質(zhì)量

升高的

溫度

放出的熱量

質(zhì)量

比熱容熱值公式c＝q＝或q＝單位焦每千克攝氏度，符號(hào)

?

?焦每千克，符號(hào)

?焦每立方米，符號(hào)

?舉例c水＝4.2×103

J/（kg?℃）表示：質(zhì)量為1

kg的水溫

度

?時(shí)吸收的熱

量是4.2×103

Jq汽油＝4.6×107

J/kg表示：質(zhì)量為1

kg的汽油

?

放出的熱量為4.6×107

J熱量的

計(jì)算Q＝cmΔtQ＝qm或Q＝qV應(yīng)用暖氣片用水散熱取暖利用了

水的比熱容大的特性火箭用液氫作為燃料是因?yàn)橐簹涞?/p>

密度小而熱值大J/

（kg?℃）J/kg

J/m3

升高1

℃

完全燃

燒

理解：（1）比熱容是物質(zhì)的一種特性，與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)，

與物體的體積、質(zhì)量、形狀、位置、溫度和吸、放熱無關(guān)。

（2）熱值只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積及是否

完全燃燒等均無關(guān)。不同燃料的熱值一般不同，在燃料燃燒過程中將化學(xué)

能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

（3）水的比熱容大，吸熱能力強(qiáng)，相同條件下溫度變化慢。

熱機(jī)

1.

熱機(jī)：把

能轉(zhuǎn)化為

能的機(jī)器。常見的熱機(jī)有蒸汽

機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。

2.

內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)

?內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)叫內(nèi)燃

機(jī)。內(nèi)燃機(jī)分為

和

兩大類。內(nèi)

機(jī)械

汽缸

汽油機(jī)

柴油機(jī)

3.汽油機(jī)與柴油機(jī)四沖程每個(gè)工作循環(huán)分為四個(gè)沖程：

沖程、

?沖

程、

沖程和

?沖程。此過程中曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)

2周，活塞往復(fù)2次，對(duì)外做功1次吸氣、壓縮和排氣沖程是依靠飛輪的

來完成的，

?

?沖程是唯一對(duì)外做功的沖程做功沖程是將

能轉(zhuǎn)化為

能；壓縮沖程是將

?

能轉(zhuǎn)化為

?能說明汽油機(jī)和柴油機(jī)在構(gòu)造上有所不同，汽油機(jī)頂部有火花塞，而

柴油機(jī)頂部有噴油嘴，另外，兩者在工作過程中也略有不同吸氣

壓縮

做功

排氣

慣性

做

功

內(nèi)

機(jī)械

機(jī)

械

內(nèi)

熱機(jī)效率定義熱機(jī)用來做

的那部分能量和燃料

?放出

的能量之比公式η＝×100％提高熱機(jī)

效率的途徑①讓燃料盡可能

?，如將煤粒磨成煤粉、加大送風(fēng)

量等；②盡量減少各種

；③機(jī)件間保持良好

的

?，減小摩擦

注意：由于在熱機(jī)工作的過程中，總有能量損失，所以熱機(jī)的效率總

小于1。有用功

完全燃燒

充分燃燒

熱量損失

潤(rùn)滑

比熱容

小明根據(jù)下表所提供的數(shù)據(jù)得出了四個(gè)結(jié)論，其中正確的是（

D

）D幾種物質(zhì)的比熱容/［J?（kg?℃）－1］水4.2×103水銀0.14×103酒精2.4×103沙石0.92×103煤油2.1×103鋁0.88×103冰2.1×103銅0.39×103A.

液體的比熱容一定比固體

的比熱容大B.

同種物質(zhì)發(fā)生物態(tài)變化

后，比熱容不變C.

由于水的比熱容大，白天

海水溫度比沙灘溫度高D.

2?kg的水溫度升高50?℃，吸收的熱量是4.2×105?J【解析】冰的比熱容比水銀的比熱容大，故液體的比熱容不一定比固體的

比熱容大，故A錯(cuò)誤；水和冰是同種物質(zhì)，水變成冰后比熱容變化了，由

此可知同種物質(zhì)發(fā)生物態(tài)變化后，比熱容變化了，故B錯(cuò)誤；海水的比熱

容比沙石的比熱容大，所以在白天有太陽光照射時(shí)，吸收相同的熱量情況

下，海水升溫較慢，而陸地的沙石比熱容小，升溫就比較快，所以岸邊沙

石的溫度比海水的溫度高，故C錯(cuò)誤；水吸收的熱量：Q＝cmΔt＝

4.2×103?J/（kg?℃）×2?kg×50?℃＝4.2×105?J，故D正確?！军c(diǎn)撥】分析表中數(shù)據(jù)，可看出四種物質(zhì)比熱容的大??；根據(jù)Q＝cmΔt分

析判斷各選項(xiàng)正誤?！窘馕觥勘谋葻崛荼人y的比熱容大，故液體的比熱容不一定比固體的

比熱容大，故A錯(cuò)誤；水和冰是同種物質(zhì)，水變成冰后比熱容變化了，由

此可知同種物質(zhì)發(fā)生物態(tài)變化后，比熱容變化了，故B錯(cuò)誤；海水的比熱

容比沙石的比熱容大，所以在白天有太陽光照射時(shí)，吸收相同的熱量情況

下，海水升溫較慢，而陸地的沙石比熱容小，升溫就比較快，所以岸邊沙

石的溫度比海水的溫度高，故C錯(cuò)誤；水吸收的熱量：Q＝cmΔt＝

4.2×103?J/（kg?℃）×2?kg×50?℃＝4.2×105?J，故D正確?！军c(diǎn)撥】分析表中數(shù)據(jù)，可看出四種物質(zhì)比熱容的大小；根據(jù)Q＝cmΔt分

析判斷各選項(xiàng)正誤。【變式練習(xí)】1.如圖所示，小葉同學(xué)用酒精燈對(duì)冰塊加熱，研究冰的熔化

現(xiàn)象。甲、乙兩條圖線中的一條是他依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制而成。已知m冰＝

0.1?kg，c水＝4.2×103?J/（kg?℃），c冰＝2.1×103?J/（kg?℃）。下列分析

正確的是（

A

）AA.

小葉繪制的是乙圖線B.

0～1?min內(nèi)冰塊吸收的熱量為2.1×103?JC.

1～3?min內(nèi)溫度不變，說明冰塊沒有吸收熱量D.

如果酒精完全燃燒，酒精燈的加熱效率可以達(dá)到100％【解析】由圖可知，在0～1?min內(nèi)，冰吸收熱量，溫度升高了5?℃；冰熔

化成水后，質(zhì)量不變，根據(jù)題意可知，水的比熱容是冰的比熱容的2倍，

根據(jù)Q＝cmΔt可知，水升高5?℃所需的熱量為冰升高5?℃所需熱量的2倍，

即水升高5?℃，所需的加熱時(shí)間為2?min，故乙圖線是水的升溫圖像，故A

說法正確；冰吸收的熱量為：Q冰＝c冰m冰Δt＝2.1×103?J/（kg?℃）

×0.1?kg×5?℃＝1.05×103?J，故B說法錯(cuò)誤；由圖可知，冰在熔化的過程

中，溫度保持不變，為晶體，這個(gè)過程中，冰會(huì)吸收熱量，故C說法錯(cuò)

誤；如果酒精完全燃燒，酒精放出的熱量不可能全部被水吸收，存在能量

的散失，所以效率不可能達(dá)到100％，故D說法錯(cuò)誤?！窘馕觥坑蓤D可知，在0～1?min內(nèi)，冰吸收熱量，溫度升高了5?℃；冰熔

化成水后，質(zhì)量不變，根據(jù)題意可知，水的比熱容是冰的比熱容的2倍，

根據(jù)Q＝cmΔt可知，水升高5?℃所需的熱量為冰升高5?℃所需熱量的2倍，

即水升高5?℃，所需的加熱時(shí)間為2?min，故乙圖線是水的升溫圖像，故A

說法正確；冰吸收的熱量為：Q冰＝c冰m冰Δt＝2.1×103?J/（kg?℃）

×0.1?kg×5?℃＝1.05×103?J，故B說法錯(cuò)誤；由圖可知，冰在熔化的過程

中，溫度保持不變，為晶體，這個(gè)過程中，冰會(huì)吸收熱量，故C說法錯(cuò)

誤；如果酒精完全燃燒，酒精放出的熱量不可能全部被水吸收，存在能量

的散失，所以效率不可能達(dá)到100％，故D說法錯(cuò)誤。

熱值

（2025?連云港）運(yùn)載火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)

氫具有（

A

）A.

較大的熱值B.

較低的沸點(diǎn)C.

較大的比熱容D.

較高的凝固點(diǎn)A【變式練習(xí)】2.為了減少大氣污染，可對(duì)秸稈進(jìn)行回收加工制成秸稈煤，

完全燃燒2?kg秸稈煤可放出

J熱量；若這些熱量完全被水吸

收，可使

kg水溫度由20?℃升高到60?℃。［q秸稈煤＝2.1×107?J/kg，

c水＝4.2×103?J/（kg?℃）］【解析】（1）秸稈煤完全燃燒釋放的熱量：Q放＝m秸稈煤q秸稈煤＝2?kg×2.1×107?J/kg＝4.2×107?J。（2）由題意可知，水吸收的熱量Q吸＝Q放＝4.2×107?J；

4.2×107

250【解析】（1）秸稈煤完全燃燒釋放的熱量：Q放＝m秸稈煤q秸稈煤＝2?kg×2.1×107?J/kg＝4.2×107?J。（2）由題意可知，水吸收的熱量Q吸＝Q放＝4.2×107?J；由Q吸＝cmΔt可得，水的質(zhì)量：

熱機(jī)

如圖所示是我國古代發(fā)明的取火器模型圖，把推桿迅速推入牛角套筒時(shí)，套筒內(nèi)空氣被壓縮，推桿前端的艾絨立刻燃燒起來，此過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為

能，內(nèi)燃機(jī)工作的

沖程原理與該過程相同。內(nèi)

壓縮

【解析】把推桿迅速推入牛角套筒時(shí)，套筒內(nèi)空氣被壓縮，推桿前端的艾

絨立刻燃燒起來，此過程中壓縮套筒內(nèi)空氣做功，使套筒內(nèi)氣體的內(nèi)能增

加，達(dá)到艾絨的著火點(diǎn)。在該實(shí)驗(yàn)中，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為筒內(nèi)空氣的內(nèi)

能，與汽油機(jī)的壓縮沖程的能量轉(zhuǎn)化相同?！军c(diǎn)撥】對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能將增大，溫度升高；內(nèi)燃機(jī)有四個(gè)沖

程，在壓縮沖程中，活塞壓縮空氣做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?！窘馕觥堪淹茥U迅速推入牛角套筒時(shí)，套筒內(nèi)空氣被壓縮，推桿前端的艾

絨立刻燃燒起來，此過程中壓縮套筒內(nèi)空氣做功，使套筒內(nèi)氣體的內(nèi)能增

加，達(dá)到艾絨的著火點(diǎn)。在該實(shí)驗(yàn)中，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為筒內(nèi)空氣的內(nèi)

能，與汽油機(jī)的壓縮沖程的能量轉(zhuǎn)化相同?！军c(diǎn)撥】對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能將增大，溫度升高；內(nèi)燃機(jī)有四個(gè)沖

程，在壓縮沖程中，活塞壓縮空氣做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。【變式練習(xí)】3.如圖所示是某單缸四沖程汽油機(jī)的

沖程；若該汽

油機(jī)每1秒對(duì)外做功25次，那么該汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為

r/min?！窘馕觥坑蓤D可知，進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，所以是壓縮

沖程；每1秒鐘對(duì)外做功25次，因一個(gè)工作循環(huán)有4個(gè)沖程，飛輪轉(zhuǎn)2圈，

做功1次，則飛輪的轉(zhuǎn)速是25×2×60?r/min＝3?000?r/min。壓縮

3

000【解析】由圖可知，進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，所以是壓縮

沖程；每1秒鐘對(duì)外做功25次，因一個(gè)工作循環(huán)有4個(gè)沖程，飛輪轉(zhuǎn)2圈，

做功1次，則飛輪的轉(zhuǎn)速是25×2×60?r/min＝3?000?r/min。

熱機(jī)效率

為減少能源消耗，合理利用能源。下列方法中對(duì)提升熱機(jī)效率有用的

是（

C

）A.

盡量增加廢氣帶走的熱量B.

增加燃料的質(zhì)量C.

盡量使燃料充分燃燒D.

采用熱值更大的燃料C【變式練習(xí)】4.某汽車在平直路面上以75?km/h的速度勻速行駛1?h的過程

中，消耗了5?kg汽油，汽油燃燒釋放能量的40％隨廢氣通過熱電轉(zhuǎn)換裝

置，如圖所示，汽油熱值近似取q＝5×107?J/kg，設(shè)汽油在汽缸內(nèi)完全燃

燒。如圖所示，四沖程汽油機(jī)處于

沖程；若上述過程中汽油燃燒

釋放能量的30％用來驅(qū)動(dòng)汽車行駛，則汽車所受的阻力f＝

N。排氣

1

000

【解析】由圖可知，進(jìn)氣口關(guān)閉，排氣口打開，活塞上行，屬于排氣沖

程；汽油完全燃燒釋放的熱量：Q放＝mq汽油＝5?kg×5×107?J/kg＝

的過程中，通過的路程：s＝vt＝75?km/h×1?h＝75?km＝75?000?m，汽車勻

速直線行駛時(shí)，受到的阻力等于牽引力，由W＝Fs可得，汽車所受的阻力f

實(shí)驗(yàn)11比較不同物質(zhì)的吸熱能力【實(shí)驗(yàn)精講】1.

實(shí)驗(yàn)器材：天平、溫度計(jì)、停表、玻璃棒、水和食用油、兩個(gè)相同的燒

杯和兩個(gè)相同的酒精燈。2.

實(shí)驗(yàn)裝置：如圖所示。3.

按照

的順序組裝實(shí)驗(yàn)器材，目的是利用

。自下而上

酒精燈的外焰加熱

4.

在兩個(gè)相同的燒杯中分別放入

的水和食用油。

實(shí)驗(yàn)中用兩個(gè)相同的酒精燈加熱的目的是

?

。這種研究問題的方法是

法，通過溫度計(jì)示數(shù)

的變化反映物質(zhì)吸熱能力的大小，運(yùn)用了

法。初溫相同且質(zhì)量相等

使兩液體在相同的時(shí)間內(nèi)吸收

相同的熱量

控制變量

轉(zhuǎn)換

5.

比較水和食用油吸熱能力的方法：①

?

；②

?。6.

通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出來的比熱容比該物質(zhì)的實(shí)際比熱容小的原因是

?

?。吸收相同的熱量，比較升高的溫

度大小

升高相同的溫度，比較加熱時(shí)間的長(zhǎng)短

存

在熱量損失

7.

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)量相等的水和食用油，吸收相同的熱量時(shí)，食用油的溫度

升高得多，吸熱能力弱；質(zhì)量相等的水和食用油，升高相同的溫度時(shí)，食

用油比水所用時(shí)間短（即吸收的熱量少），吸熱能力弱?！緦?shí)驗(yàn)精練】為了探究不同物質(zhì)的吸熱能力，在兩個(gè)相同的容器中分別裝入質(zhì)量、初溫

都相同的液體A、B，并且用相同的裝置加熱，如圖甲所示。（1）實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該向兩個(gè)燒杯中加入

（填“質(zhì)量”或“體

積”）相同的兩種不同液體；當(dāng)它們吸收相同的熱量時(shí)，可以通

過

（填“升高的溫度”或“加熱時(shí)間”）判斷它們吸

熱性能的強(qiáng)弱。質(zhì)量

升高的溫度

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，小明做出了兩種液體的溫度隨時(shí)間變化的圖像如圖

乙所示。分析可知，兩溫度計(jì)示數(shù)都升高到30?℃時(shí)，A增加的內(nèi)能

?

（填“＞”“＝”或“＜”）B增加的內(nèi)能；冬天，如果你想自制暖手

袋，應(yīng)選液體

（填“A”或“B”）作為供暖物質(zhì)，其效果更佳。（3）若液體A是水，則液體B的比熱容為

J/（kg?℃）。［c水

＝4.2×103?J/（kg?℃）］＞

A

2.1×103

（4）如圖丙是我國沿海地區(qū)和內(nèi)陸地區(qū)同一天氣溫變化曲線，請(qǐng)你判斷

沿海地區(qū)一天氣溫變化所對(duì)應(yīng)的曲線是

（填“C”或“D”）。D

1.

（2025?黑龍江）下列實(shí)例中與水的比熱容有關(guān)的是（

B

）A.

北方冬天氣溫較低，戶外的水管容易凍裂B.

沿海地區(qū)的晝夜氣溫差比內(nèi)陸地區(qū)小C.

天熱時(shí)在地面上灑水是為了降低室內(nèi)溫度D.

剛洗的衣服放在通風(fēng)的環(huán)境中會(huì)干得快些B2.

（2025?廣元）端午節(jié)，小梅隨爸爸媽媽開車先去加油，隨后回老家看

望爺爺奶奶。下列說法正確的是（

A

）A.

剛一進(jìn)門，棕香撲鼻而來，表明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B.

水常作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑，是因?yàn)樗臒嶂荡驝.

小汽車內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.

小汽車內(nèi)燃機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周，對(duì)外做功一次A3.

（2025?黑龍江）一臺(tái)單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪的轉(zhuǎn)速是2

400?r/min，則

此汽油機(jī)每秒完成的沖程個(gè)數(shù)和對(duì)外做功次數(shù)分別是（

A

）A.

完成80個(gè)沖程，對(duì)外做功20次B.

完成80個(gè)沖程，對(duì)外做功40次C.

完成40個(gè)沖程，對(duì)外做功10次D.

完成40個(gè)沖程，對(duì)外做功40次A4.

（2025?成都）2025年4月24日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，搭載神舟二十號(hào)載

人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙二十運(yùn)載火箭發(fā)射升空。關(guān)于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，下列說

法正確的是（

D

）A.

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)使用比熱容大的燃料B.

火箭燃料燃燒越充分，熱值越大C.

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)主要通過熱傳遞獲得機(jī)械能D.

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)屬于熱機(jī)D5.

（2025?青羊區(qū)模擬）甗（yǎn）是我國古代一種獨(dú)特的蒸食用具，如圖

所示，其由上下兩部分組成。下半部分為鬲（gé），其形狀與鼎相似，主

要功能是以木材為燃料煮水。上半部分是甑（zèng），其底部有網(wǎng)眼，用

于蒸熟其內(nèi)的食物。下列說法正確的是（

C

）A.

木材燒水時(shí)燃燒越充分，其熱值越大B.

水沸騰后繼續(xù)加熱，水溫將持續(xù)升高C.

蒸熟食物是通過熱傳遞改變食物內(nèi)能D.

停止加熱，鬲中水的熱量會(huì)慢慢減少C6.

（2025?成都模擬）從內(nèi)能改變方式看，“炙手可熱”是通過

?

改變手的內(nèi)能。“鉆木取火”是通過

改變木頭的內(nèi)能；四沖

程汽油機(jī)工作時(shí)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是

沖程。熱傳遞

做功

做功

7.

（2025?德陽）小陽在家使用天然氣灶為家人煮面條，他將初溫為

20

℃、質(zhì)量為2?kg的水加熱至沸騰（在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），該過程中水吸收

的熱量是

J，水吸收的熱量相當(dāng)于完全燃燒2.24×10－2?m3天

然氣放出的熱量，則天然氣的熱值為

J/m3。［c水＝4.2×103?J/

（kg?℃）］6.72×105

3×107

8.

（2025?廣安）勞動(dòng)節(jié)假期，小莉一家出去旅游。汽車通過一條長(zhǎng)2

400?m的隧道，用時(shí)120?s，消耗0.1?kg的汽油，汽車通過隧道牽引力做的有

用功為1.38×106?J。（q汽油＝4.6×107?J/kg）求：（1）汽車通過隧道的平均速度。【答案】（1）20

m/s（2）完全燃燒0.1?kg汽油放出的熱量?！敬鸢浮浚?）4.6×106

J（3）汽車通過隧道發(fā)動(dòng)機(jī)的效率?！敬鸢浮浚?