初三物理《內能》與《內能的利用》知識總結第十三章熱和能

第一節分子熱運動一、擴散現象：概念：不同物質在彼此接觸時，彼此進入對方的現象。擴散現象說明：①一切物質的分子都在不斷地做無規那么的運動；②分子之間有間隙。固體、液體、氣體都能夠發生擴散現象，只是擴散的快慢不同，氣體間擴散速度最快，固體間擴散速度最慢。汽化、升華等物態轉變進程也屬于擴散現象。擴散速度與溫度有關，溫度越高，分子無規那么運動越猛烈，擴散越快。由于分子的運動跟溫度有關，因此這種無規那么運動叫做分子的熱運動。二、分子間的作使勁：分子間彼此作用的引力和斥力是同時存在的。當分子間距離等于r0（r0=10-10m）時，分子間引力和斥力相等，合力為0，對外不顯力；當分子間距離減小，小于r0時，分子間引力和斥力都增大，但斥力增大得更快，斥力大于引力，分子間作使勁表現為斥力；當分子間距離增大，大于r0時，分子間引力和斥力都減小，但斥力減小得更快，引力大于斥力，分子間作使勁表現為引力；當分子間距離繼續增大，分子間作使勁繼續減小，當分子間距離大于10r0時，分子間作使勁就變得十分微弱，能夠忽略了。°第二節內能一、內能：概念：物體內部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和，叫做物體的內能。任何物體在任何情形下都有內能。內能的單位為焦耳（J）。內能具有不可測量性。二、阻礙物體內能大小的因素：溫度：在物體的質量、材料、狀態相同時，物體的溫度升高，內能增大，溫度降低，內能減小；反之，物體的內能增大，溫度卻不必然升高（例如晶體在熔化的進程中要不斷吸熱，內能增大，而溫度卻維持不變），內能減小，溫度也不必然降低（例如晶體在凝固的進程中要不斷放熱，內能減小，而溫度卻維持不變）。質量：在物體的溫度、材料、狀態相同時，物體的質量越大，物體的內能越大。材料：在溫度、質量和狀態相同時，物體的材料不同，物體的內能可能不同。存在狀態：在物體的溫度、材料質量相同時，物體存在的狀態不同時，物體的內能也可能不同。3、改變物體內能的方式：做功和熱傳遞。做功：做功能夠改變內能：對物體做功物體內能會增加（將機械能轉化為內能）。物體對外做功物體內能會減少（將內能轉化為機械能）。做功改變內能的實質：內能和其他形式的能（主若是機械能）的彼此轉化的進程。若是僅通過做功改變內能，能夠用做功多少氣宇內能的改變大小。熱傳遞：概念：熱傳遞是能量從高溫物體傳到低溫物體或從同一物體的高溫部份傳到低溫部份的進程。熱量：在熱傳遞進程中，傳遞內能的多少叫做熱量。熱量的單位是焦耳。（熱量是轉變量，只能說“吸收熱量”或“放出熱量'，不能說“含”、“有”熱量。“傳遞溫度”的說法也是錯的。）熱傳遞進程中，高溫物體放出熱量，溫度降低，內能減少；低溫物體吸收熱量，溫度升高，內能增加；注意：在熱傳遞進程中，是內能在物體間的轉移，能的形式并未發生改變；在熱傳遞進程中，假設不計能量損失，那么高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸收的熱量；因為在熱傳遞進程中傳遞的是能量而不是溫度，因此在熱傳遞進程中，高溫物體降低的溫度不必然等于低溫物體升高的溫度；熱傳遞的條件：存在溫度差。若是沒有溫度差，就可不能發生熱傳遞。做功和熱傳遞改變物體內能上是等效的。第三節比熱容一、比熱容：概念：單位質量的某種物質溫度升高（或降低）1°c時吸收（或放出）的熱量。比熱容用符號c表示，它的單位是焦每千克攝氏度，符號是J/（kg?C）比熱容是表示物體吸熱或放熱能力的物理量。物理意義：水的比熱容c水=X103j/（kg?C），物理意義為：1kg的水溫度升高（或降低）1C，吸收（或放出）的熱量為X103J。比熱容是物質的一種特性，比熱容的大小與物體的種類、狀態有關，與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。水經常使用來調劑氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為水的比熱容大。比較比熱容的方式：質量相同，升高溫度相同，比較吸收熱量多少（加熱時刻）：吸收熱量多，比熱容大。質量相同，吸收熱量（加熱時刻）相同，比較升高溫度：溫度升高慢，比熱容大。二、熱量的計算公式：①溫度升高時用：Q吸=cm（t-t0）②溫度降低時用：Q放=cm（t-1）Q

^吸m(t-t0)=Q吸+tcm0_0放_m(t0-t)m=O

^吸—c(Lt0)Q吸cm-_0放_

m=c(；-t)t0=t-t0=^放+tt=t—^放cm0cm只給出溫度轉變量時用：Q=cm*c=~mQ^tm=~cAt△t=cQiQ——熱量一一焦耳（J）;c——比熱容一一焦耳每千克攝氏度（J/（kg?°C））；m——質量——千克（kg）；t——末溫——攝氏度（C）；t0——初溫——攝氏度（C）審題時注意“升高（降低）到10C”仍是“升高（降低）（了）10C”，前者的“10C”是末溫（t）,后面的“10C”是溫度的轉變量（At）o由公式Q=cmAt可知：物體吸收或放出熱量的多少是由物體的比熱容、質量和溫度轉變量這三個因素決定的。第十四章：內能的利用內能的利用內能的利用方式利用內能來加熱：實質是熱傳遞。利用內能來做功：實質是內能轉化為機械能。第一節：熱機1、熱機：概念：熱機是利用內能來做功，把內能轉化為機械能的機械。熱機的種類：蒸汽機、內燃機（汽油機和柴油機）、汽輪機、噴氣發動機等2、內燃機：內燃機活塞在汽缸內往復運動時，從氣缸的一端運動到另一端的進程，叫做一個沖程。四沖程內燃機包括四個沖程：吸氣沖程、緊縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在單缸四沖程內燃機中，吸氣、緊縮、做功、排氣四個沖程為一個工作循環，每一個工作循環曲軸轉2周，活塞上下往復2次，做功1次。在這四個沖程中只有做功沖程是燃氣對活塞做功，而其它三個沖程（吸氣沖程、緊縮沖程和排氣沖程）是依托飛輪的慣性來完成的。緊縮沖程將機械能轉化為內能。做功沖程是由內能轉化為機械能。①汽油機工作進程：

JKW1牌］拍?耳3加伸理加灑鄲LJKW1牌］拍?耳3加伸理加灑鄲LI：件航耘R4內w-fjj丁■??吸氣神程|姓氣門打開.排氣門糊活塞向下運動，汽油和空氣的粘合物進人汽叵「壓縮沖程=進氣門和排氣n都關閉，活塞向上運動，燃并混合物被壓編.侃以沖程』:壓蜀沖程結束時，火花筆產生電火花.使燃料址烈臨產生高溫高任的氣體.高溫高壓的氣體推浙活塞曲下運動.帶動曲軸轉動，對外排氣沖程】逃氣門美用，排氣門打開，活勒句上運劫，把廢氣排擔氣臨。②柴油機工作進程:柴油機四沖程2.壓爆沖程4②柴油機工作進程:柴油機四沖程2.壓爆沖程4.卜沖程3、汽油機和柴油機的比較：汽油機的氣缸頂部是火花塞；柴油機的氣缸頂部是噴油嘴。汽油機吸氣沖程吸入氣缸的是汽油和空氣組成的燃料混合物；柴油機吸氣沖程吸入氣缸的是空氣。汽油機做功沖程的點火方式是點燃式；柴油機做功沖程的點火方式是壓燃式。柴油機比汽油及效率高，比較經濟，但笨重。汽油機和柴油機在運轉之前都要靠外力輔助啟動。4、熱值燃料燃燒，使燃料的化學能轉化為內能。概念：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。用符號q表示。單位：固體燃料的熱值的單位是焦耳每千克（J/kg）、氣體燃料的熱值的單位是焦耳每立方米（J/m3）。熱值是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態、質量、體積、是不是完全燃燒等無關。公式：?Q=qmQm=q_Qq_mQ——放出的熱量一一焦耳（J）；q——熱值一一焦耳每千克（J/kg）；m——燃料質量——千克（kg）。②Q=qVV=Qq=QQ——放出的熱量一一焦耳（J）；q——熱值一一焦耳每立方米（J/m3）；V——燃料體積立方米（m3）。物理意義：酒精的熱值是X1Q7J/kg，它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是X107J。煤氣的熱值是X107J/m3，它表示：1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是X107J。第二節：熱機效率阻礙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，只有一小部份被有效利用。有效利用燃料的一些方式：把煤磨成粉末狀、用空氣吹進爐膛（提高燃燒的完全程度）；以較強的氣流，將煤粉在爐膛里吹起來燃燒（減少煙氣帶走的熱量）。熱機的效率:熱機用來做有效功的那部份能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。熱機的效率是熱機性能的一個重要標志，與熱機的功率無關。Q_Q有用Q總Q_Q有用Q總—n由于熱機在工作進程中總有能量損失，因此熱機的效率總小于1。熱性能量損失的要緊途徑：廢氣內內、散熱損失、機械損失。提高熱機效率的途徑：①使燃料充分燃燒，盡可能減小各類熱量損失；②機件間維持良好的潤滑，減小摩擦。③在熱機的各類能量損失中，廢氣帶走的能量最多，設法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要方法。常見熱機的效率：蒸汽機6%?15%、汽油機20%?30%、柴油機30%?45%內燃機的效率比蒸汽機高，柴油機的效率比汽油機高。第三節：能量的轉化與守恒一、能量的轉化與守恒能量及其存在的形式：若是一個物體能對別的物體做功，咱們就說那個物體具有能。自然界有多種形式的能量，如機械能、內能、光能、電能、化學能、核能等。能量的轉移與轉化：能量能夠從一個物體轉移到另一個物體，如發生碰撞或熱傳遞時；也能夠從一種形式轉化為另一種形式，如太陽能電池、發電機等。能量守恒定律：能量既可不能憑空消滅，也可不能憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的進程中，能的總量維持不變。二、能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的大體定律。大到天體，小到原子核，也不管是物理學問題仍是化學、生物學、地理學、天文學的問題，所有能量轉化的進程，都遵從能量守恒定律。3、“第一類永動機”永久不可能實現，因為它違抗了能量守恒定律。做功沖神沖程,汽油機的一個工作循環有四個沖程’圖10是在此沖料中內能轉化為機械能做功沖神沖程,2.下面實例中，通過做功使物體內能發生變化的題CD）A鋸木頭時鋸條發燙B.冬天把手放在爐子旁邊取暖C?衛星殘骸墜入大氣層時與大氣摩擦燃燒D.劃火柴取火■看完汽油機的工作原理，我們可以發現內燃機完成4個沖程活塞往復—次，曲軸轉動周，對外做功—次。例；■■臺汽油機曲軸每秒轉40圈，lOminx^外共做功9600000JL在這個過程中，曲軸共轉動圈，活塞往復次.削外做助冗，T二小混欠做均J.氣油機與柴油機的異i司A汕機柴洶機不同J點構造吸7沖程頂部n—-個火花基吸入汽油jj空氣FI勺混合氣體項部有一個唯油唯吸入寧FA燃方式~數率j■■su*七BE燃式應用小型"車、座托車蜷頂行年、大刑拖檢機和月1點山沖程,活塞在往堂設的中從汽成的-瑞江劫到另-端、②個工佇慎環活密件?建運冽2執，曲軻1利電栓做別M揭、蛤加4個|1|'程，做功L次■下-列事例中『是機械能轉化為內能的是A）錦于鋸木頭，鋸尸卷流爆竹飛上天空C〉熱水瓶親詼水慈氣沖出D）斑水水溫升高

的甲、乙兩個，甲伉質幕大?于乙的質鼠眷它你耍收了相等的甲、乙兩個，甲伉質幕大?于乙的質鼠眷它你耍收了相等的耘:之后翌它們接觸在一起m]A.it畝礎給甲球.■B.熱筮白甲球梅繪乙球’C,戡由甲球羅給乙球.?D.涓度由乙球傳紿甲球■我們說煤的熱值大于木柴的熱值，這是指[]A.燃煤比燒木柴產生的熱量務.■B.燒煤比燒木柴產生的溫度高.匚要使它們放出同樣多的熱量，燒的娛比燒的木柴的質量少