1、初三物理內(nèi)能與內(nèi)能的利用知識(shí)總結(jié)第十三章熱和能第一節(jié)分子熱運(yùn)動(dòng)1、擴(kuò)散現(xiàn)象：定義：不同物質(zhì)在相互接觸時(shí)，彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象。擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明：一切物質(zhì)的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)；分子之間有間隙。固體、液體、氣體都可以發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，只是擴(kuò)散的快慢不同，氣體間擴(kuò)散速度最快，固體間擴(kuò)散速度最慢。汽化、升華等物態(tài)變化過(guò)程也屬于擴(kuò)散現(xiàn)象。擴(kuò)散速度與溫度有關(guān)，溫度越高，分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈，擴(kuò)散越快。由于分子的運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)，所以這種無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做分子的熱運(yùn)動(dòng)。2、分子間的作用力：分子間相互作用的引力和斥力是同時(shí)存在的。 當(dāng)分子間距離等于ro （ro=10-10m）時(shí)，分子間引力和斥力相等，合力為0,對(duì)外

2、不顯力；當(dāng)分子間距離減小，小于 r。時(shí)，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，分子間作用力表現(xiàn)為斥力； 當(dāng)分子間距離增大，大于 r。時(shí)，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，分子間作用力表現(xiàn)為引力； 當(dāng)分子間距離繼續(xù)增大，分子間作用力繼續(xù)減小，當(dāng)分子間距離大于10 r。時(shí)，分子間作用力就變得十分微弱，可以忽略了。第二節(jié)內(nèi)能1、內(nèi)能：定義：物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，叫做物體的內(nèi)能。任何物體在任何情況下都有內(nèi)能。內(nèi)能的單位為焦耳（J）。內(nèi)能具有不可測(cè)量性。2、影響物體內(nèi)能大小的因素：溫度：在物體的質(zhì)量、材料、狀態(tài)相同時(shí)，物體的溫度升高，內(nèi)

3、能增大，溫度降低，內(nèi)能減小；反之，物體的內(nèi)能增大， 溫度卻不一定升高（例如晶體在熔化的過(guò)程中要不斷吸 熱，內(nèi)能增大，而溫度卻保持不變） ，內(nèi)能減小，溫度也不一定降低（例如晶體在凝固的過(guò) 程中要不斷放熱，內(nèi)能減小，而溫度卻保持不變） 。質(zhì)量：在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，物體的內(nèi)能越大。材料：在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時(shí)，物體的材料不同，物體的內(nèi)能可能不同。存在狀態(tài)：在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時(shí)，物體存在的狀態(tài)不同時(shí)，物體的內(nèi)能也 可能不同。3、改變物體內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞。做功：做功可以改變內(nèi)能：對(duì)物體做功物體內(nèi)能會(huì)增加（將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）。物體對(duì)外做功物體內(nèi)能會(huì)減少（將內(nèi)

4、能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）。做功改變內(nèi)能的實(shí)質(zhì)：內(nèi)能和其他形式的能（主要是機(jī)械能）的相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。 如果僅通過(guò)做功改變內(nèi)能，可以用做功多少度量?jī)?nèi)能的改變大小。熱傳遞：定義：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分傳到低溫部分 的過(guò)程。熱量：在熱傳遞過(guò)程中， 傳遞內(nèi)能的多少叫做熱量。熱量的單位是焦耳。 （熱量是變化 量，只能說(shuō)“吸收熱量”或“放出熱量”，不能說(shuō)“含”、“有”熱量。“傳遞溫度”的說(shuō)法也 是錯(cuò)的。）熱傳遞過(guò)程中，高溫物體放出熱量，溫度降低，內(nèi)能減少；低溫物體吸收熱量，溫度 升高，內(nèi)能增加；注息： 在熱傳遞過(guò)程中，是內(nèi)能在物體間的轉(zhuǎn)移，能的形式并未發(fā)生改變； 在熱傳遞過(guò)程中，若

5、不計(jì)能量損失，則高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸 收的熱量； 因?yàn)樵跓醾鬟f過(guò)程中傳遞的是能量而不是溫度，所以在熱傳遞過(guò)程中，高溫 物體降低的溫度不一定等于低溫物體升高的溫度； 熱傳遞的條件：存在溫度差。如果沒(méi)有溫度差，就不會(huì)發(fā)生熱傳遞。做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。第三節(jié)比熱容1、比熱容:定義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（或降低）1C時(shí)吸收（或放出）的熱量。比熱容用符號(hào)c表示，它的單位是焦每千克攝氏度，符號(hào)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= 4.2 X 103J/（kg C）,物理意義為：1kg的水溫度升高（或 降低）1C,吸收（

6、或放出）的熱量為 4.2 X103J。比熱容是物質(zhì)的一種特性，比熱容的大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān)，與質(zhì)量、體積、溫 度、密度、吸熱放熱、形狀等無(wú)關(guān)。水常用來(lái)調(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因?yàn)樗谋葻崛荽蟆１容^比熱容的方法：:吸收熱量多，比熱溫度升高慢，比熱容大。質(zhì)量相同，升高溫度相同，比較吸收熱量多少（加熱時(shí)間） 容大。質(zhì)量相同，吸收熱量（加熱時(shí)間）相同，比較升高溫度:2、熱量的計(jì)算公式：溫度升高時(shí)用：Q®=cm （tb）cm (tt0)Q吸=一+ to cmm=Q吸c(diǎn) (t t0)Q吸 to = t- cm溫度降低時(shí)用： Q放=5 （bt）只給出溫度變化量時(shí)用：Q = cmA

7、tQ放 cm (t0t)Q放，* to=一 + tcmc= Q-m=_Q_：mA tcA tm=Q放c (t0 t)t=t0-也 cm t=Q熱量一一焦耳（J）; c比熱容一一焦耳每千克攝氏度（ J/（kg ）； m- 質(zhì)量千克（kg）; t 末溫 攝氏度（C） ； t0初溫 攝氏度（C）審題時(shí)注意“升高僻低）到 10C”還是“升高（降低）（了）10C”，前者的“ 10C 是末溫（t）,后面的“ 10C”是溫度的變化量（ t）。由公式0= cmAt可知：物體吸收或放出熱量的多少是由物體的比熱容、質(zhì)量和溫度變 化量這三個(gè)因素決定的。第十四章：內(nèi)能的利用內(nèi)能的利用內(nèi)能的利用方式利用內(nèi)能來(lái)加熱：實(shí)質(zhì)

8、是熱傳遞。利用內(nèi)能來(lái)做功：實(shí)質(zhì)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。第一節(jié)：熱機(jī)1、熱機(jī)：定義：熱機(jī)是利用內(nèi)能來(lái)做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。熱機(jī)的種類：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)（汽油機(jī)和柴油機(jī)）、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等2、內(nèi)燃機(jī)：內(nèi)燃機(jī)活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從氣缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程，叫做一個(gè)沖程。四沖程內(nèi)燃機(jī)包括四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)中，吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程為一個(gè)工作循環(huán)，每個(gè)工作 循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)2周，活塞上下往復(fù) 2次，做功1次。在這四個(gè)沖程中只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)活塞做功，而其它三個(gè)沖程（吸氣沖程、壓縮沖 程和排氣沖程）是依靠飛輪的慣性來(lái)完成的。壓縮沖程將機(jī)

9、械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。做功沖程是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。汽油機(jī)工作過(guò)程：吸氣沖程|進(jìn)氣門打爪徘氣門關(guān)植活塞向下運(yùn)動(dòng)I汽油樹空氣的混合 物進(jìn)入汽缸.造沖程:選氣門前律氣門都關(guān)用，活塞向上運(yùn)動(dòng)，愚科混合物被卷婚.懶動(dòng)沖程:£££縮神程結(jié)束時(shí)，火花眼產(chǎn)生也火花.使燃料5£烈熱境產(chǎn) 'Iq與高里的氣體高心高!£峙線匍t動(dòng)話惠向下運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)外 僮功.排氣沖程;進(jìn)氣門美的,持氣門打開(kāi)，活需向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排（H氣靛.柴油機(jī)工作過(guò)程：3、汽油機(jī)和柴油機(jī)的比較：汽油機(jī)的氣缸頂部是火花塞；柴油機(jī)的氣缸頂部是噴油嘴。汽油機(jī)吸氣沖程吸入氣缸的是汽油和空氣組

10、成的燃料混合物；柴油機(jī)吸氣沖程吸入氣缸的是空氣。汽油機(jī)做功沖程的點(diǎn)火方式是點(diǎn)燃式；柴油機(jī)做功沖程的點(diǎn)火方式是壓燃式。柴油機(jī)比汽油及效率高，比較經(jīng)濟(jì)，但笨重。汽油機(jī)和柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)之前都要靠外力輔助啟動(dòng)。4、熱值燃料燃燒，使燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫彳這種燃料的熱值。用符號(hào) 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(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否 完全燃燒等無(wú)關(guān)。公式:(l)Q = qmQ m= 一 qq= mQ放出的熱量一一焦耳（J）; q熱值

11、一一焦耳每千克（J/kg ）; m燃料質(zhì) 量千克（kg） 0Q = qV V=Q q=QqQ放出的熱量一一焦耳（J）; q一一熱值一一焦耳每立方米（ J/m3）； V一一燃料 體積一一立方米（岳）。物理意義：酒精的熱值是3.0 x 107J/kg ,它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0x 107J。煤氣的熱值是 3.9 x 107J/m3,它表示：1ms煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9x 107J。第二節(jié)：熱機(jī)效率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。有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末狀、用空氣吹進(jìn)爐膛（提高燃燒的完全

12、程度）； 以較強(qiáng)的氣流，將煤粉在爐膛里吹起來(lái)燃燒（減少煙氣帶走的熱量）。熱機(jī)的效率：熱機(jī)用來(lái)做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機(jī)的效 率。Q有用Q總二熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要標(biāo)志，與熱機(jī)的功率無(wú)關(guān)。公式:Q有用qT由于熱機(jī)在工作過(guò)程中總有能量損失，所以熱機(jī)的效率總小于1。熱機(jī)能量損失的主要途徑：廢氣內(nèi)內(nèi)、散熱損失、機(jī)器損失。提高熱機(jī)效率的途徑： 使燃料充分燃燒，盡量減小各種熱量損失； 機(jī)件間保持良 好的潤(rùn)滑，減小摩擦。在熱機(jī)的各種能量損失中，廢氣帶走的能量最多，設(shè)法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。常見(jiàn)熱機(jī)的效率：蒸汽機(jī) 63 15%汽油機(jī)203 30%柴油機(jī)3

13、03 45%內(nèi)燃機(jī)的效率比蒸汽機(jī)高，柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)高。第三節(jié)：能量的轉(zhuǎn)化與守恒1、能量的轉(zhuǎn)化與守恒（1）能量及其存在的形式： 如果一個(gè)物體能對(duì)別的物體做功，我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能。自然界有多種形式的能量，如機(jī)械能、內(nèi)能、光能、電能、化學(xué)能、核能等。（2）能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化：能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，如發(fā)生碰撞或熱傳遞 時(shí)；也可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，如太陽(yáng)能電池、發(fā)電機(jī)等。（3）能量守恒定律：能量既不會(huì)憑空消滅，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為 其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能的總量保持不變。2、能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的

14、基本定律。大到天體，小到原子核，也無(wú) 論是物理學(xué)問(wèn)題還是化學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、天文學(xué)的問(wèn)題，所有能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，都遵從 能量守恒定律。3、“第一類永動(dòng)機(jī)”永遠(yuǎn)不可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗`背了能量守恒定律。4,汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程，圖10是一 粒功沖現(xiàn)沖程, 在此沖程中內(nèi)篦轉(zhuǎn)化為機(jī)械能2,下面實(shí)例中，通過(guò)做功使物體內(nèi)能發(fā)生變化的是ACD ）A.鋸木頭時(shí)鋸條發(fā)燙 B.冬天把手放在爐子旁邊取暖C.衛(wèi)星殘骸墜入大氣層時(shí)與大氣摩擦燃燒D,劃火柴取火看完汽油機(jī)的工作原理，我們可以發(fā)現(xiàn)內(nèi) 燃機(jī)完成4個(gè)沖程活塞往復(fù)一次，曲軸轉(zhuǎn) 動(dòng)周，對(duì)外做功 次中例：臺(tái)汽油機(jī)的軸用秒轉(zhuǎn)40圈* iomin對(duì)外rt做功 96

15、000001在這個(gè)過(guò)程中，曲軸共轉(zhuǎn)動(dòng)勢(shì)吵一圈，活塞往復(fù) 二000 次,對(duì)外做功:000 次.3山每次做功800 J.7汽油機(jī)與柴 油機(jī)的 異 同汽浦機(jī)W小機(jī)構(gòu)璉頂覦打午火化騫頂邰有 個(gè)他兩幗小吸氣沖程吸入汽油空F 的濕令氣體吸入空FIrrj14耀方式點(diǎn)燃式_匹或式點(diǎn)低同應(yīng)用小型汽軍、摩托車蛾重汽4、大H'J施仲機(jī)L i中F二涓琳往紜運(yùn)中從汽不的一初運(yùn)，力利力生 制.同點(diǎn) -個(gè)T h-帕r活塞f】鴕運(yùn)動(dòng)2次.曲柄用I E輪M前2周.第J/j 1個(gè)沖擰，做功L次- 下列事例中,足機(jī)械能轉(zhuǎn)化為 內(nèi)能的星： ）A）鋼子釧木頭，釧了發(fā)燙- B）爆竹飛上天空C）熱水施窣被水蒸氣沖出- D）蹺水水源升高 的甲，乙兩個(gè) ，甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)配 鴕們理收了相等 的熱鼓后.讓它們接觸在一當(dāng)則1 A,熱量由乙球傳給用球. B.熱量日甲球傳給心魂. C.溫度由甲球傳紿乙球.0.泡度由乙球槎給用球 我們說(shuō)煤的熱值大于木柴的熱值，這是指t】A,燃煤比燃木柴產(chǎn)生的熱星多. B燒煤比燒木柴產(chǎn)生的溫度府.匚要使它捫放出同樣多的熱量，燒的煤 比燒的木柴的質(zhì)量少.D.煤比木柴含有