第14讲 热和能专题复习

李晓慧

本专题涉及的考点有分子热运动，内能和改变内能的两种方式，比热容的概念，燃料的热值，热量的计算，热机的工作原理与热机效率，能量的转化与守恒.

本专题的重点足分子热运动，改变内能的两种方式，水比热容大的特点的应用，热量计算，燃料的热值及放出热量的计算，四冲程汽油机的工作过程及能量转化.

本专题的难点是影响内能大小的因素，比热容概念，热机的效率及相关的综合应用.

本专题的易错易混点是宏观的机械运动和分子的热运动，内能和机械能，温度、热量与内能问的关系，温度的改变量△t的理解（温度“升高”与“升高到”的不同）.

第1节 分子热运动

重点考点

本考点的重点内容是：扩散现象和分子间的相互作用力.

常考查的内容有：扩散现象的识别，扩散的快慢与温度的关系，利用分子热运动的观点解释牛活中的相关现象与问题，

中考常见题型

本考点常与身边的生活实例联系，如厨房炒菜在客厅里就能闻到菜香味，很多桌面、凳面都是碎木用胶粘在一起的胶合板等都可利用分子热运动理论的观点给以解释.

区别宏观的机械运动和分子热运动的试题也是常出类型，因分子十分微小，人眼是难以直接看到分子热运动的，而人眼能看到的烟囱冒出的浓烟、空中飘动的尘埃都不是分子热运动，而是小颗粒的机械运动，不能把微小的颗粒（如尘埃、细菌）当成分子，它们都是很多分子的集合体.

有些物体断裂后不能重新结合，不能认为是分子问斥力的作用所致，实际上当分子间距离超过分子限度十倍以上时，分子间可认为没有作用力了.

例1（2014.邵阳）我们经常在中央电视台的公益广告中看到：“为了他人的健康，清勿在公共场所吸烟，”一个人在公共场所吸烟，不仪影响自己的身体健康，而且由于烟分子________，还会影响他人的健康.

思路分析：本题主要考查对分子运动的了解和掌握，是一道基础题.解答本题需掌握：一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动.在空气不流通的房间里，只要有一个人吸烟，整个房间就会充满烟味，这足因为一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动.公共场所，为了他人的健康，请不要抽烟.

答案：永不停息地做无规则运动

例2用分子的观点对下列观象的解释小正确的是（）.

A.氧气被压缩装入钢瓶——分子间有间隔

B.破碎的玻璃无法复原——分子间存在斥力

C.闻到路边怡人的花香——分子不停地运动

D.两块表面平滑的铅块紧压后会结合起来——分子间存在引力

思路分析：不论是固体、液体还是气体，分子问都有间隙，所以固体、液体和气体都能被压缩，故A选项说法正确；破碎的玻璃无法复原是因为多数分子间的距离远大于分子力作用的范围，分子力不起作用，所以B选项说法不正确；由于分子在不停地做无规则运动，所以花的分子能够进入路人的鼻子，使人闻到花香，C选项说法也正确；分子间的相互作用力，只有在距离很小时才起作用，将表而光滑的铅块相互接触并紧压，就能使多数分子间距减小到分子力起作用的范围内，则选项D正确.选13.

第2节 内能与内能的改变

重点考点

本考点的重点内容是：内能概念的理解及改变物体内能的两种方式.

常考查的内容有：判断物体内能改变的方式及物体内能的变化情况，内能、温度与热量之间的关系，内能与机械能的联系与区别等.

中考常见题型

改变物体内能的方式是做功和热传递，两者在改变内能上虽是等效的，但本质不同.做功改变内能的本质是能的转化，外界对物体做功，机械能转化为内能，物体内能增加：物体对外界做功，内能转化为机械能，物体内能减少.热传递改变内能的本质是能的转移，物体通过热传递吸收热量，内能增加；物体通过热传递放出热量，内能减少.

机械能与内能这两种不同形式的能量，通过做功而相互转化.中考题常通过列举生活事例，让考生识别出内能是通过哪种方式改变的.内能、温度与热量之间的关系考查重点是概念的理解.

要明确温度指的是物体的冷热程度，它反映了分子做无规则热运动的剧烈程度，而不是进行热传递的条件.温度越高，分子运动越剧烈，分子具有的动能就越大.对温度只能说“是”多少度或“升高”“降低”多少度.

热量是热传递过程中物体内能转移的数量，是一个与过程有关的量，不能说“含有”“具有”多少热量，只能说“吸收”或“放出”多少热量，也就是说，热量只有物体在温度或状态发生变化时才有意义.

内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，一切物体都有内能，它是由物体状态决定的量，因此内能可以说“含有”或“具有”.

例3 （2014.东营）大型载重汽车下坡时间较长时，为防止刹乍片过热造成刹车失灵，要向刹车片和轮胎喷水降温，刹乍片过热是通过_______方式增加内能的，

思路分析：此题考查改变内能的两种方式——做功和热传递，改变物体的内能有做功和热传递两种方式，做功是能量的转化过程，热传递是能量的转移过程，二者在改变内能上是等效的.刹车片过热是通过做功方式增加内能的，

答案：做功

例4 （2014.江西）《舌尖上的中国2》聚焦于普通人的家常菜，让海内外观众领略了中华饮食之美，如图l所示，通过煎、炒、蒸、拌烹调的四种美食中所包含的物理知识，认识正确的是（）.

A.甲中“煎”：煎锅一般用铁制造，主要足利用了铁的比热容大

B.乙中“炒”：主要是通过做功的方式使藜蒿和腊肉的内能增加

C.丙中“蒸”：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟

D.丁中“拌”：香葱和豆腐要拌着才能人味，说明分子没有做无规则运动

思路分析：漱本题以中华美食为背景，考查的物理知识有物体内能的改变、液化及液化现象、物质的基本属性，以及分子的运动，注重物理和生活的联系，是中考的热点.金属的物质，一般都具有良好的导热性，煎锅一般用铁制造，主要是利用铁具有良好的导热性，A不正确：改变物体内能有做功和热传递两种方式，做功是能量的转化过程，热传递是能量的转移过程，炒主要是通过热传递的方式使藜蒿和腊肉的内能增加，B不正确：物质由气态变成液态的过程叫作液化，液化放热，蒸是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟，C正确；物质是由分子组成的，分子在不停地做无规则运动，香葱和豆腐要拌着才能人味，恰恰说明了分子在做无规则运动.D不正确.选C.

第3节 比热容与热量计算

重点考点

本考点的重点内容是：比热容概念，水比热容人的特点的应用，物体温度改变时吸收、放出热量的计算.

常考查的内容有：对比热容概念的理解，用比热容解释简单的自然现象，热量的计算，探究不同物质的吸热能力的实验是近年来中考的亮点.

中考常见题型

比热容是所有物质都具有的一种特性，与物质的种类、状态有关，跟物体的质量、升高的温度无关，它不随物体的质量、温度，以及吸收、放出热量的变化而改变：比热容是反映物质吸、放热能力大小的物理量.

用比热容解释相关自然现象的关键是各种物质的比热容不同，在不同物质质量m、吸收或放出热量Q相同的条件下导致温度的变化△t的不同.

吸、放热量的计算是中考热点之一，题目虽不复杂，但常与电热知识相结合，其关键是确定温度的变化△t.

要熟记如下公式，并明确公式中各物理量的意义：

Q=cm△t，

Q吸=cm（t-to），

Q放=cm（to—t）.

探究物质的吸热能力、比热容大小时，探究原理基本相同，采用的物理方法都是控制变量法，只是控制的物理量较多.处理这类问题时，要针对不同的问题合理控制某些因素.

例5 （2014.南京）表1是一些物质的比热容口V（kg.C）]：

根据表中数据，下列判断正确的是（）.

A.物质的比热容与物质的状态无关

B.100 g水的比热容是50 g水的比热容的两倍

C.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大

D.寒冬季节，放在室外盛有水的水缸会破裂，主要是因为水的比热容较大

思路分析：此题考查了比热容的物理意义、热量的变形公式的应用，其中利用热量或其变形公式分析问题时一定要严谨，自觉应用控制变量法.比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类和状态有关，与质量、温度及吸放热情况无关，水和冰是同一种物质，但状态不同，故比热容不同，A错误；同种物质状态一定时，比热容一定，与质量大小无关，所以B错误；质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜的比热容较小，由公式△t=（）知，铜块温度变化较大，故C正确：水在0℃～4℃之间具有热缩冷胀的反常现象，水结冰时，体积膨胀密度变小，所以冬天放在室外盛有水的水缸会破裂，与水的比热容大小无关，故D错误，选C.

第4节 热值与热量计算

重点考点

本考点的重点内容是：热值的概念和燃料燃烧放出热量的计算，

常考查的内容有：燃料燃烧放出热量的计算.

中考常见题型

燃料的热值是燃料的特性之一，它的大小与燃料的质量、是否完全燃烧、放出的热量多少无关：而燃料燃烧放出的热量多少跟燃料的热值、燃料的质量、燃料是否充分燃烧（与燃炉的性能关系较大）等因素有关，

计算热量时，应记住并理解如下公式：

Q放=mq，

Q放=Vq（适用于气体燃料），

（）.

例6（2014.苏州）燃气灶烧水时，把质量为2 kg、初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了0.02 m3天然气（假设天然气完全燃烧）.已知水的比热容为4.2×103 J/（kg.℃），天然气的热值为8.4xl07 J/m3，求：

（1）水吸收的热量.

（2）天然气完全燃烧放出的热量.

（3）燃气灶烧水时的效率，

思路分析：本题是一个简单综合应用题.第（1）问直接把已知条件代人公式Q吸=cm（t—t0）即可计算出2 kg的水由20℃加热到100℃吸收的热量.第（2）问直接使用公式Q放= Vq直接计算出天然气完全燃烧放出的热量.第（3）问燃气灶的加热效率由公式（）直接计算即可.

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

（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放=qV =8.4xl07 J/m3x2xl0-2 m3=l.68xl06 J.

（3）燃气灶的效率（）

第5节 热机 能量的转化与守恒

重点考点

本考点的重点内容是：内燃机和热机的效率，能量的转化和能量守恒定律.

本考点常考查的内容有：四冲程汽油机的工作过程及对应的能量转化：从能的观点出发，用能量守恒定律分析、解决实际问题；热机效率（能量转化效率）的计算，这类题目综合性、应用性较强，难度较大，解题关键是能够综合应用所学知识解决问题.

中考常见题型

四冲程汽油机工作过程由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，考题多以判断冲程和分析冲程的能量转化为对象，以选择题、填空题为主要题型.

判断冲程的方法是：看气门是否关闭及活塞的运动方向.例如两个气门都关闭，如果活塞向上运动，是压缩冲程，如果活塞向下运动，是做功冲程等，

各冲程的能量转化情况是：压缩冲程中机械能转化为内能：做功冲程中燃料的化学能转化为内能，高温高压燃气推动活塞做功，内能又转化为机械能；吸气、排气两冲程靠惯性完成，不发生能量转化.

热机效率的计算是难点，确定做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量是解题关键.提高热机效率的途径有：尽量减小各种热量散失，保持良好的润滑，尽可能使燃料充分燃烧等.

例7 （2014.威海）在如图2所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图，丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，与压缩冲程原理相同的是________ 图所示的演示实验：汽油机利用内能来做功的冲程是________图，

思路分析：解决此题要知道内燃机的四个冲程，其中在做功冲程中，是内燃机的内能转化为机械能，在压缩冲程中是机械能转化为内能.改变物体内能的方式有热传递和做功两种.甲图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，是内能转化为塞子的机械能.乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程.丙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，足做功冲程，做功冲程将内能转化为机械能.丁图两气门郁关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能的过程.

答案：乙 丙

例8 （2014.邵阳）如图3所示为一种人们设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动又带动抽水机将水从低处抽到高处，从而循环工作，这种永动机________（填“能够”或“不能够”）永远工作下去.

思路分析：本题考查了能量守恒定律，要注意机械能和电能之间的转化并不是l000/o的转化，在转化过程中总会有一部分能量以热的形式向四周扩散，成为无用的能量，所以抽水机的机械能会逐渐减小，所以他设想的机械能的装置不可能实现，部分机械能会转化为内能，机械能会减少，其总量不守恒，

答案：不能够

例9（2014.甘肃）下列说法中正确的是（）.

A.-桶水的比热容比一杯水的比热容大

B.水壶里的水烧开时，水蒸气把壶盖顶起，机械能转化为内能

C.用锯条锯木板时，锯条发热，锯条的内能增加

D.糖放入水中，过一段时间后整杯水都变甜了，表明分子在不停地做无规则运动

思路分析：本题综合考查能量转化、分子运动、比热容的应用，涉及的知识点多，但都属于基础知识考查的范围，是一道基础题，同一种状态下的物质比热容是不变的，不会因其质量不同而发生变化，所以一桶水的比热容和一杯水的比热容相同，故A是错误的；做功可以改变物体的内能，水蒸气把壶盖顶起，是水蒸气受热膨胀，从而对瓶盖做功，是内能转化为机械能，故B选项错误：用锯条锯木板时，锯条发热，摩擦做功，锯条的内能增加，故C选项正确；糖放入水中，过一段时问后整杯水都变甜了，表明分子在不停地做无规则运动.故D选项正确.选C、D.