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(yùn)動(dòng)1物質(zhì)是由分子組成的。分子若看成球型，其直徑以10-10m來(lái)度量。2一切物體的分子都在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。擴(kuò)散：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：A、分子之間有間隙。B、分子在做不停的無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。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(kuò)散被誤認(rèn)為是重力作用的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)。固、液、氣都可擴(kuò)散，擴(kuò)散速度與溫度有關(guān)。分子運(yùn)動(dòng)與物體運(yùn)動(dòng)要區(qū)分開(kāi)：擴(kuò)散、蒸發(fā)等是分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，而飛揚(yáng)的灰塵，液、氣體對(duì)流是物體運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。3分子間有相互作用的引力和斥力。當(dāng)

2、分子間的距離分子間平衡距離r，引力斥力。時(shí)，引力斥力，斥力起主要作用，固體和液體很難被壓縮是因?yàn)椋悍肿又g的斥力起主要作用。時(shí)，引力斥力，引力起主要作用。固體很難被拉斷，鋼筆寫字，膠水粘東西都是因?yàn)榉肿又g引力起主要作用。當(dāng)10時(shí)，分子之間作用力十分微弱，可忽略不計(jì)。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(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和，叫做物體的內(nèi)能。2物體在任何情況下都有內(nèi)能：既然物體內(nèi)部分子永不停息地運(yùn)動(dòng)著和分子之間存在著相互作用，那么內(nèi)能是無(wú)條件的存在著。無(wú)論是高溫的鐵水，還是寒冷的冰塊

3、。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(shí)，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(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。 4內(nèi)能與機(jī)械能不同： 機(jī)械能是宏觀的，是物體作為一個(gè)整體運(yùn)動(dòng)所具有的能量，它的大小與機(jī)械運(yùn)動(dòng)有關(guān)。內(nèi)能是微觀的，是物體內(nèi)部所有分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)快慢及分子作用有關(guān)。這種無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)是分子在物體內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，而不是物體的整體運(yùn)動(dòng)。5熱運(yùn)動(dòng)：物體內(nèi)部大量分子的無(wú)

4、規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。溫度越高擴(kuò)散越快。溫度越高，分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)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(guò)來(lái)，不能說(shuō)內(nèi)能改變必然導(dǎo)致溫度變化。（因?yàn)閮?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(duì)物體做功物體內(nèi)能會(huì)增加。物體對(duì)外做功物體內(nèi)能會(huì)減少。做功改變內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化。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。（）解釋事例：圖152-5甲看到棉花燃燒起來(lái)了，這是因?yàn)榛钊麎嚎s空氣做功，使空氣內(nèi)能增加，溫度

5、升高，達(dá)到棉花燃點(diǎn)使棉花燃燒。鉆木取火：使木頭相互摩擦，人對(duì)木頭做功，使它的內(nèi)能增加，溫度升高，達(dá)到木頭的燃點(diǎn)而燃燒。圖152-5乙看到當(dāng)塞子跳起來(lái)時(shí)，容器中出現(xiàn)了霧，這是因?yàn)槠績(jī)?nèi)空氣推動(dòng)瓶塞對(duì)瓶塞做功，內(nèi)能減小，溫度降低，使水蒸氣液化凝成小水滴。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：傳導(dǎo)、對(duì)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(guò)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(guò)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(shí)質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。C

6、、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(shuō)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(shí)質(zhì)不同，前者能的形式發(fā)生了變化，后者能的形式不變。D、溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別：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：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（降低）1時(shí)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(wú)關(guān)。水的比熱

7、容為42103J（kg）表示：1kg的水溫度升高（降低）1吸收（放出）的熱量為42103J。水常調(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因?yàn)樗谋葻崛荽蟆?計(jì)算公式：吸m（tt0），放m（t0t）。3熱平衡方程：不計(jì)熱損失吸放。五、內(nèi)能的利用、熱機(jī)（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(duì)于熱值的概念，要注重理解三個(gè)關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對(duì)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(shuō)明熱值與燃料的

8、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值。熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性，同時(shí)反映出不同燃料燃燒過(guò)程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小，也就是說(shuō)，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(wú)關(guān)。3公式：Qmq（q為熱值）。實(shí)際中，常利用Q吸Q放即cm（t-t0）=qm聯(lián)合解題。4酒精的熱值是30107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是30107J。煤氣的熱值是39107J/m3，它表示：1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是39107J。5火箭常用液態(tài)氫做燃料，是因?yàn)椋阂簯B(tài)氫的熱值大，體積小便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。6爐

9、子的效率：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：=Q有效/Q總=cm（t-t0）/qm。（三）內(nèi)能的利用1內(nèi)能的利用方式：利用內(nèi)能來(lái)加熱；從能的角度看，這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過(guò)程。利用內(nèi)能來(lái)做功；從能的角度看，這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。2熱機(jī)：定義：利用燃料的燃燒來(lái)做功的裝置。能的轉(zhuǎn)化：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。蒸氣機(jī)內(nèi)燃機(jī)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。3內(nèi)燃機(jī)：將燃料燃燒移至機(jī)器內(nèi)部燃燒，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來(lái)做功的機(jī)器叫內(nèi)燃機(jī)。它主要有汽油機(jī)和柴油機(jī)。4內(nèi)燃機(jī)大概的工作過(guò)程：內(nèi)燃機(jī)的每一個(gè)工作循環(huán)分為四個(gè)階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個(gè)階段，吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的

10、慣性來(lái)完成的，而做功沖程是內(nèi)燃機(jī)中唯一對(duì)外做功的沖程，是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。另外壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。5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。公式：=W有用/Q總=W有用/qm。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。6汽油機(jī)和柴油機(jī)的比較：汽油機(jī)柴油機(jī)不同點(diǎn)構(gòu)造：頂部有一個(gè)火花塞頂部有一個(gè)噴油嘴吸氣沖程吸入汽油與空氣的混合氣體吸入空氣點(diǎn)燃方式點(diǎn)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(jī)相同點(diǎn)沖程：活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端。一個(gè)工作循環(huán)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)2次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)

11、動(dòng)2周，經(jīng)歷四個(gè)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(méi)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(shuō)明各種形式的能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移）。在熱傳遞過(guò)程中，高溫物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到低溫物體。運(yùn)動(dòng)的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球，甲球的機(jī)械能轉(zhuǎn)移到乙球。在這種轉(zhuǎn)移的過(guò)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(jī)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(jī)械能；在水力發(fā)電中，水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；在