孔亞紅

《內(nèi)能》和《內(nèi)能的利用》是初中熱學部分的重點和難點。該內(nèi)容概念很抽象，并且與溫度、做功、熱傳遞之間存在著較為復雜的關(guān)系，學生對概念的理解不全面、不透徹，處理具體問題時經(jīng)常出錯。本文對常見易錯點進行簡要分析，供參考。

一、內(nèi)能、溫度和熱量

例1.關(guān)于溫度、內(nèi)能和熱量，下列說法正確的是（ ）

A.物體溫度越低，分子運動越劇烈

B.物體溫度越高，含有的熱量越多

C.水沸騰時吸收熱量，溫度保持不變

D.物體的溫度為0℃時，其內(nèi)能為零

解析：物體溫度越高，分子的運動越劇烈，選項A錯。物體溫度越高，具有的內(nèi)能越大，不能說含有的熱量越多，選項B錯。水沸騰時吸收熱量，溫度不變，內(nèi)能增加，選項C正確。任何物體都具有內(nèi)能，選項D錯。

答案：C

點評：該題考查內(nèi)能與溫度、熱量的關(guān)系，一定要記住晶體熔化、晶體凝固、液體沸騰等特殊例子。

二、做功與熱傳遞

例2.在如圖1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

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圖所示的演示實驗；汽油機利用內(nèi)能來做功的沖程是

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圖。

圖1解析：甲圖對試管中的水加熱，加快水的蒸發(fā)，使試管中水的內(nèi)能增大，體積膨脹，對外做功，使塞子飛出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)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(nèi)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(nèi)能的，是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。

丙圖兩氣門都關(guān)閉，活塞下行，汽缸容積變大，是做功沖程，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。

丁圖兩氣門都關(guān)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(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。

由以上分析不難看出：（1）壓縮沖程是機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，與此原理相同的是乙圖所示的演示實驗；（2）汽油機利用內(nèi)能來做功的沖程是丙圖。

答案：乙 丙

點評：此題是通過內(nèi)燃機的工作原理和課本中的實驗來驗證做功改變物體內(nèi)能的方法，掌握熱機的工作原理，學會變通。

（1）解決此題需要知道內(nèi)燃機的四個沖程有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，其中在做功沖程中，是內(nèi)燃機的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，在壓縮沖程中是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

（2）改變物體內(nèi)能的方式有熱傳遞和做功兩種。做功改變物體內(nèi)能的實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化，具體來說是內(nèi)能和機械能的相互轉(zhuǎn)化。對物體做功，物體的內(nèi)能增加，溫度升高；物體對外做功，物體的內(nèi)能減少，溫度降低。

三、熱值與比熱容

A.物質(zhì)的比熱容與物質(zhì)的狀態(tài)無關(guān)

B.100g水的比熱容是50g水的比熱容的兩倍

C.質(zhì)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(jié)，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

解析：水和冰是同一種物質(zhì)，但比熱容不同，說明比熱容與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)，A選項錯誤；比熱容是物質(zhì)本身的一種特性，同種物質(zhì)狀態(tài)一定時，比熱容一定，與質(zhì)量大小無關(guān)，B選項錯誤；質(zhì)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Δt=Qcm可知，銅塊溫度變化較大，C選項正確；水結(jié)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(guān)，D選項錯誤。

答案：C

點評：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。

（1）比熱容是物質(zhì)本身的一種特性，與物質(zhì)的種類和狀態(tài)有關(guān)，與質(zhì)量、吸收或放出的熱量均無關(guān)；

（2）質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，吸收相同的熱量，溫度變化與物質(zhì)的比熱容成反比；

（3）水在0～4℃時具有熱縮冷脹的反?，F(xiàn)象。

例4.關(guān)于燃料和燃料的熱值，以下說法正確的是（ ）

A.燃料的熱值與燃料的燃燒情況無關(guān)

B.容易燃燒的燃料，熱值一定大

C.煤的熱值大于干木柴的熱值，燃燒煤放出的熱量比燃燒干木柴放出的熱量一定多

D.為了提高鍋爐的效率，一定要用熱值高的燃料

解析：1kg的某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值，可見熱值是區(qū)分不同燃料放熱本領(lǐng)不同的物理量，它是燃料的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)。

答案：A

點評：因為思維的片面性，只考慮到燃料的熱值，而忽略了決定燃料燃燒放出熱量多少的其他因素：燃料的質(zhì)量大小和是否完全燃燒。

（1）熱值是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒等無關(guān)。

（2）影響燃料有效利用的因素：一是燃料很難完全燃燒，二是燃料燃燒放出的熱量散失很多，只有一小部分被有效利用。

四、熱機功率與熱機效率

例5.關(guān)于熱機的效率，以下說法正確的是（ ）

A.熱機做的有用功越多，效率就一定越高

B.熱機的功率大，效率就一定高

C.熱機單位時間里耗費的燃料少，熱機的效率就一定高

D.以上說法都不對

解析：熱機效率是用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的熱量之比。熱機做的有用功多，但消耗的燃料完全燃燒所放出的熱量沒有確定，就無法比較熱機的效率高低，A選項錯。熱機的功率大，只表示單位時間內(nèi)做的有用功多，熱機在單位時間里所消耗燃料完全燃燒所放出的熱量沒有確定，也無法判斷熱機效率的高低，選項B錯。熱機單位時間里消耗的燃料少，在熱機功率沒有確定的情況下，無法確定單位時間里熱機所做的有用功的多少，因而無法判斷熱機的效率高低，選項C錯。

答案：D

點評：學生容易把熱機的功率和熱機效率兩個概念混淆。熱機功率表示熱機做功快慢的能力；熱機效率是用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的熱量之比。提高熱機效率的途徑是提高燃料的利用率，減少各種熱量的損失。