內(nèi)能及內(nèi)能的利用

1、內(nèi)能及內(nèi)能的利用復(fù)習(xí)提綱（谷五召）一、分子熱運動1. 物質(zhì)是由分子組成的。分子若看成球型，其直徑以10-1°m來度 量。2. 一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。 擴散：不同物質(zhì)在相互接觸時，彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。 擴散現(xiàn)象說明：A、分子之間有間隙。B、分子在做不停的無規(guī) 則的運動。 課本中的裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是: 防止二氧化氮 擴散被誤認(rèn)為是重力作用的結(jié)果。 實驗現(xiàn)象：兩瓶氣體混合在一 起顏色變得均勻，結(jié)論：氣體分子在不停地運動。 固、液、氣都可擴散, 擴散速度與溫度 有關(guān)。 分子運動與物體運動要區(qū)分開：擴散、蒸發(fā)等是分子運動的結(jié)果，而飛揚的灰塵，液、氣體對流是物體運

2、動的結(jié)果。3. 分子間有相互作用的引力和斥力。 當(dāng)分子間的距離小=分子間平衡距離 r，引力=斥力。 d<r時，弓I力V斥力，斥力起主要作用， 固體和液體很難被 壓縮是因為：分子之間的斥力起主要作用。 d>r時，弓I力斥力，弓力起主要作用。固體很難被拉斷，鋼筆寫字，膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。 當(dāng)d> 10r時，分子之間作用力十分微弱，可忽略不計。破鏡不能重圓的原因是：鏡塊間的距離遠(yuǎn)大于分子之間的作用力的 作用范圍，鏡子不能因分子間作用力而結(jié)合在一起。二、內(nèi)能1. 內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。2. 物體在任何情況下都有

3、內(nèi)能：既然物體內(nèi)部分子永不停 息地運動著和分子之間存在著相互作用，那么內(nèi)能是無條件的存 在著。無論是高溫的鐵水，還是寒冷的冰塊。3. 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，溫度越高物體內(nèi)能越大；質(zhì)量：在物體的溫 度、材料、狀態(tài)相同時，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，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，物 體存在的狀態(tài)不同時，物體的內(nèi)能也可能不同。4. 內(nèi)能與機械能不同：機械能是宏觀的，是物體作為一個整體運動所具有的能量， 它的大小與機械運動有關(guān)。內(nèi)能是微觀的，是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的能的

4、 總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運動快慢及分子作用有關(guān)。這種 無規(guī)則運動是分子在物體內(nèi)的運動，而不是物體的整體運動。5. 熱運動：物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。溫度越高擴散越快。溫度越高，分子無規(guī)則運動的速度越 大。三、內(nèi)能的改變1. 內(nèi)能改變的外部表現(xiàn)：物體溫度升高（降低）物體內(nèi)能增大（減?。?。物體存在狀態(tài)改變（熔化、汽化、升華）內(nèi)能改變。反過來，不能說內(nèi)能改變必然導(dǎo)致溫度變化。（因為內(nèi)能的變化有多種因素決定）2. 改變內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞。A、做功改變物體的內(nèi)能： 做功可以改變內(nèi)能：對物體做功物體內(nèi)能會增加。物體 對外做功物體內(nèi)能會減少。 做功改變內(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能

5、的相互轉(zhuǎn)化。 如果僅通過做功改變內(nèi)能，可以用做功多少度量內(nèi)能的改 變大小。（W = AE） 解釋事例：圖15. 2-5甲看到棉花燃燒起來了，這是因為 活塞壓縮空氣做功，使空氣內(nèi)能增加，溫度升高，達(dá)到棉花燃點 使棉花燃燒。鉆木取火：使木頭相互摩擦，人對木頭做功，使它 的內(nèi)能增加，溫度升高，達(dá)到木頭的燃點而燃燒。圖 15. 2-5乙 看到當(dāng)塞子跳起來時，容器中出現(xiàn)了霧， 這是因為瓶內(nèi)空氣推動 瓶塞對瓶塞做功，內(nèi)能減小，溫度降低，使水蒸氣液化凝成小水 適。B、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。 熱傳遞是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高 溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。 熱傳遞的條件是有溫度差，傳遞方式是

6、：傳導(dǎo)、對流和輻 射。熱傳遞傳遞的是內(nèi)能（熱量），而不是溫度。 熱傳遞過程中，物體吸熱，溫度升高，內(nèi)能增加；放熱溫 度降低，內(nèi)能減少。 熱傳遞過程中，傳遞的能量的多少叫熱量，熱量的單位是 焦耳。熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。C、做功和熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別：由于它們改變內(nèi)能上產(chǎn) 生的效果相同，所以說 做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。 但做功和熱傳遞改變內(nèi)能的實質(zhì)不同，前者能的形式發(fā)生了變 化，后者能的形式不變。涓度：表示物庫的冷熱程度.n41 不一用陰執(zhí)一切.tfr太師火.障曆牛執(zhí)一A«as.人內(nèi)能是一個狀態(tài)量內(nèi)能増加一 不一走升溟.如：晶體熔化，水沸陸1不一宦吸熱.如¥鉆木

7、取火，摩瘵生熱一指出下列各物理名詞中“熱”的含義：熱傳遞中的“熱”是指：熱量；熱現(xiàn)象中的“熱”是指：溫度；熱膨脹中的“熱”是指：溫度；摩擦生熱中的“熱”是指：內(nèi)能（熱能）。四、熱量1. 比熱容：定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（降低） C時吸收（放出）的熱量。物理意義：表示物體吸熱或放熱的本領(lǐng)的物理量。比熱容是物質(zhì)的一種特性，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、形狀等無關(guān)。水的比熱容為 4. 2X 103J （kg C）表示：1kg的水溫度 升高（降低）1C吸收（放出）的熱量為 4. 2X 103J。水常調(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為水的比熱容 大。2.

8、計算公式：Q 吸=。m( t to),Q 放=。m( to t )。3. 熱平衡方程：不計熱損失Q吸=0放。五、內(nèi)能的利用、熱機(一) 內(nèi)能的獲得燃料的燃燒燃料燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(二) 熱值1.定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃 料的熱值。2 .單位：J/kg。3.關(guān)于熱值的理解： 對于熱值的概念，要注重理解三個關(guān)鍵詞“ 1kg”、“某 種燃料”、“完全燃燒” 。1kg是針對燃料的質(zhì)量而言，如果燃 料的質(zhì)量不是1kg,那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。 某種燃料：說明熱值與燃料的種類有關(guān)。完全燃燒：表明要完全 燒盡，否則1kg燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的

9、 值。 熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性， 同時反映出不同 燃料燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小，也就是說， 它 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、體積等均無關(guān)。3. 公式：Q= mq(q為熱值)。實際中，常利用0吸=0放即cm(t-t o) = n qm聯(lián)合解題。4. 酒精的熱值是3. OX 107j/kg，它表示：1kg酒精完全燃 燒放出的熱量是3. OX 107J。煤氣的熱值是3. 9X 107J/m3,它表示:In3煤氣完全燃燒放 出的熱量是3. 9X 107j。5. 火箭常用液態(tài)氫做燃料，是因為：液態(tài)氫的熱值大，體積小便于儲存和運輸。6. 爐子的

10、效率： 定義：爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之 比。 公式：n =Q有效/Q 總=cm (t-t 0) /qm'。(三) 內(nèi)能的利用1. 內(nèi)能的利用方式：利用內(nèi)能來加熱；從能的角度看，這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。利用內(nèi)能來 做功：從能的角度看，這是 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械 能。2. 熱機：定義：利用燃料的燃燒來做功的裝置。能的轉(zhuǎn)化：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。蒸氣機內(nèi)燃機一噴氣式發(fā)動機。3. 內(nèi)燃機：將燃料燃燒移至機器內(nèi)部燃燒，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且 利用內(nèi)能來做功的機器叫內(nèi)燃機。 它主要有汽油機和柴油機。4 內(nèi)燃機大概的工作過程：內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)分為 四個階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。

11、在這四 個階段，吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完 成的，而做功沖程是內(nèi)燃機中唯一對外做功的沖程，是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。5.熱機的效率：熱機用來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的效率。公式：n =W有用IQ總=W用/qm。提高熱機效率的途徑：使燃料充分燃燒；盡量減小各種熱量 損失；機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。6.汽油機和柴油機的比較:汽油機柴油機不同占八、構(gòu)造：頂部有一個火花塞頂部有一個噴油嘴吸氣沖程吸入汽油與空氣的混合氣體吸入空氣點燃方式點燃式壓燃式效率低高應(yīng)用小型汽車、摩托車載重汽車、大型拖拉機相 沖程：活塞在往復(fù)運動中

12、從汽缸的一端運動到另一端。同 一個工作循環(huán)活塞往復(fù)運動2次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周，經(jīng)歷四 點個沖程，做功1次。六、能量守恒定律1.自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒 有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，但在日常生活中我們也有所了解，如跟電現(xiàn)象相 聯(lián)系的電能，跟光現(xiàn)象有關(guān)的光能，跟原子核的變化有關(guān)的核能， 跟化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的化學(xué)能等。2在一定條件下，各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移 （列 舉學(xué)生所熟悉的事例，說明各種形式的能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移）。在熱 傳遞過程中，高溫物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到低溫物體。運動的甲鋼球碰 擊靜止的乙鋼球，甲球的機械能轉(zhuǎn)移到乙球。在這種轉(zhuǎn)移的過程 中能量形式?jīng)]有變。3.在自然界中能量的轉(zhuǎn)化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯， 由于摩擦而使機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能； 在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中，內(nèi) 能轉(zhuǎn)化為機械能；在水力發(fā)電中，