第十三章内能第一节分子热运动 【每日一题】2016年10月21日·周四

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1、物理复习大纲，9年级百科，第13章内能2第1节分子热运动2第2节内能2第3节比热容3第1节热机3第3节能量转换与守恒节电 3 第十五章电流与电路 3 第 1 节两次充电 3 第 2 节电流与电路 3 第 3 节串并联 3 第 4 节电流测量 3 第 5 节串并联电路 中电流定律 3 第 16 章电压和电阻 3 第 1 节电压 3 第 2 节 串联和并联电路中的电压定律 3 第 3 节 电阻 3 第 4 节 变阻器 3 第 17 节 欧姆定律 3 第 1 节 电流与电压和电阻的关系 3 第 2 节 欧姆定律 3 第 3 节 电阻测量 3 第 4 节 欧姆定律与安全用电 3 第 18 章 电力 3 第 1 节 电力 3 第 2 节 电力 3 3 第 3 节 测量小灯泡的电量 3 第 4 节 焦耳e's Law 3第19章健康

2、用电 3 第 1 节 家庭电路 3 第 2 节 家庭电路中电流过大的原因 3 第 20 章 电和磁 3 第 1 节 磁现象 磁场 3 第 2 节 电磁 3 第 3 节 电磁铁 电磁继电器 扬声器 3第 4 节 电动机 3 第 5 节 磁电 3 第 21 章 信息传输 3 第 1 节 现代顺风耳机 第 2 节 电磁波的海洋 3 第 3 节 广播电视和移动通信 3 第 4 节 越来越宽的信息之路 3 第 22 章能源与可持续发展3第1节能源3第2节核能3第3节太阳能3第4节能源与可持续发展3重要物理常数3常用物理值（用于估算）3物理量及其单位3物理公式3第十三章内能第一节分子热运动1.扩散现象定义：不同的s物质 相互接触时相互进入的现象。 l 扩散现象理论

3、说明：分子之间有空隙；分子不断地进行随机运动。 l 在教科书的图13.1-2中，放置二氧化氮的目的是：防止二氧化氮的扩散被误认为是重力的结果。 l 在固体、液体和气体中均可发生扩散，扩散速率与温度有关。 l 分子运动和物体运动要区分开来：扩散、蒸发等是分子运动的结果，从微观领域看。尘埃飞扬、液体对流和气体对流是物体运动的结果。从宏观上看。 2. 分子的热运动：所有物质的分子都在不断地随机运动。温度越高，热运动越强烈。 3. 分子间作用力 l 分子间作用力包括分子间的吸引和排斥。 l 当分子间距离d为分子间平衡距离r时，引力斥力。当 l dr 时，引力斥力和斥力起主要作用。固体和液体都难以压缩

4、因为：分子之间存在排斥。当 l dr 时，引力斥力和万有引力起主要作用。固体很难破碎，笔可以写字，胶水因为分子之间的吸引力而粘在东西上。 l 当d10r时，分子间的作用力很弱，可以忽略不计。破碎的镜子之所以不能重新圆整，是因为镜子块之间的距离远大于分子之间力的作用范围，分子之间几乎没有力。第二节内能1. 定义：物体内部所有分子热运动的动能和分子势能之和称为物体的内能。 2. 任何物体在任何情况下都有内在能量。 3. 内部能量以焦耳为单位。 4. 影响物体内能的因素 l 温度：当物体的质量、材料和状态相同时，物体的温度越高，物体的内能越大。 l 质量：当物体的温度、材料和状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。 l

5、材质：当温度、质量、状态相同时，物体的材质不同，物体的内能也可能不同。 l 存在状态：当物体的温度和材质相同时，当物体的存在状态不同时，物体的内能也可能不同。 5. 内能不同于机械能 l 机械能是宏观的，是物体整体运动所具有的能量，其大小与机械运动有关。 l 内能是微观的，是物体内部做随机运动的所有分子的动能和分子势能的总和。内能的大小与分子随机运动的速度和分子间的相互作用有关。这种随机运动是物体内分子的运动，而不是物体的整体运动。 6. 内能变化的外在表现 l 当物体的温度升高时，说明物体的内能增加；当物体的温度下降时，就意味着物体的内能下降。 l 内能变化，但温度不一定变化。温度变化，内能必然变化。晶体熔化、凝固、沸腾

6、在这个过程中，物体的内能发生了变化，但温度没有变化。 7. 改变物体内能的方法：做功和传热。 8. 做功： l 做功可以改变内能：对一个物体做功会增加这个物体的内能。当一个物体在外部做功时，它的内部能量就会减少。 l 做功改变了内能的本质：内能与其他形式的能量相互转化。 l 如果只做功改变了内能，用多少功可以衡量内能的变化。 l 如教科书图13.2-5A所示，点火装置中的棉花燃烧是因为：活塞压缩空气做功，使空气的内能增加，温度升高，达到棉花的燃点，导致棉花燃烧。 l 如教材图13.2-5B所示，瓶塞跳出时容器内出现白雾，原因是：瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能降低，温度降低，水蒸气液化凝结成小水滴。 9. 传热： l 定义：传热是热量从高温物体到低温物体的传递

7、一个温暖的物体或从同一物体的高温部分传递到低温部分的现象。传热传递的是内能（热量），而不是温度，温度变化只是传热的一种表现。 l 本质：内能的传递 l 热：在热传递过程中，传递的内能的量称为热量。热量的单位是焦耳。热量是变化的量。只能说“吸热”或“放热”，而不能说“有热”。 “转移温度”的说法也是错误的。 l 条件：存在温差。如果没有温差，就不会发生热传递。如右图所示，烧杯中的水没有沸腾，因为没有温差。 l 传热过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；物体放热，温度降低，内能降低。 10. 做功和传热的异同 l 相同点：由于它们对改变内能的作用相同，所以做功和传热在改变物体内能方面是等价的。 l 区别：

8、做功时能量的形式发生变化，但热量传递时能量的形式不变。 11. 温度、热量和内能之间的差异 l 温度代表物体的冷热程度。随着温度的升高，内能必然增加，但不一定吸收热量。 l 热量是传热过程中的变化量。吸收热量，温度不一定升高，内能也不一定升高。 l 内能是一个状态量。内能的增加不一定会使温度升高，也不一定吸收热量。 l “热”可以指热量、温度和内能，具体含义视实际情况而定。 12.如何利用内能 l 利用内能加热：从能量的角度看，这是内能的传递过程。 l 用内能做功：从能量的角度来说第十三章内能第一节分子热运动，就是把内能转化为机械能。第三节比热容1.探索：比较不同物质的吸热能力【实验设计】用天平称取等质量的水和食用油，调节两盏酒精灯的火焰

9、使火焰大小相同。用这两个酒精灯将水和食用油加热一段时间，用温度计测量水和食用油的温度，比较两者的升温速度。 【实验表】下表供参考。材料初温t0/终温t/温度变化t/质量m/g加热时间/s水食用油【实验结论】质量相同的不同物质吸收的热量相同，但升高的温度不同。 【注意事项】比热容的概念来源于本实验，故实验中不能包含“比热容”二字。本实验采用控制变量法，因此应控制水和食用油的质量相等，控制酒精灯的火焰大小，控制加热时间相同。 2. 定义：单位质量的物质，温度升高（降低）1 时所吸收（放出）的热量。 3. 物理意义：比热容是表示的物理量物体吸收或释放热量的能力。水c水的比热容4.2103

10、J/(kg)，物理意义是：1kg水的温度升高（降低）1，吸收（释放）的热量为4.2103J。 4. 比热容是物质的一种性质。比热容的大小与物体的种类和状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热形状等无关。5.空气温度常用水调节、加热、冷却和散热，因为水的比热容大。 6.陆海风：由于水的比热容大于砂石，沿海地区和内陆地区的温差不同。白天和晚上不同的温度会导致不同的大气压力和不同的风。白天，当陆地温度较高时，风从海洋吹向陆地；晚上第十三章内能第一节分子热运动，当海洋温度很高时，风从陆地吹向海洋。 7. 如何比较比热容： l 相同质量，相同升高温度，比较吸热量（加热时间）：吸热量越多，比热容越大。 l 质量相同，吸热（加热时间）相

11、同理，比较升温：升温慢，比热容大。 8.热量计算公式： l 温度升高时，使用：Q吸收cm(tt0）l 温度降低时使用：Q放出cm(t0t) l 当只给出温度变化时，使用：Qcmtl Q 热焦耳（J）；c 比热容焦耳每千克摄氏度（J/（kg））；m 质量千克（kg）；t 结束温度摄氏度（ ）；t0 初始温度摄氏度（） l 计算时用公式计算的液体温度，一定要注意液体的沸点：得到的水的温度是105，但最终的结果应该是100。 l 复习题时注意“增（减） ）到10”或“增加（减少）10”，前者是“10”是最终温度（t），后面的“10”是温度变化（t0）.9.热平衡方程：Q吸收Q释放，不考虑热损失。第14章内能利用第1节热机1.内部

12、燃气机 l 热机的定义：利用内能做功的机器。 l 热机能量转换：将内能转化为机械能。 l 热机类型：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等 l 四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气中风。 l 内燃机的工作过程（图14.1-4）：在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的，做功冲程是内燃机中唯一做外功的冲程是将内能转化为机械能，另外，压缩冲程是将机械能转化为内能的冲程进气门排气门活塞运动方向缸内温度飞轮转速 能量转换 吸气 开闭 压缩 关闭 关闭 提升 减速 机械能转化为内能 做功 关闭 关闭 降低 加速 内能转化为机械能 排气 关闭 打开 l 汽油机和柴油机

13、油机对比：汽油机柴油机不来源：科图网同点结构顶部有火花塞 图片来源：科科网ZXXK顶部有喷油器 图片来源：Zxxk.Com 来源：科图网: 科学+柯+网 来源: 科学网 燃油 汽油 柴油 吸入行程 吸入 汽油-空气混合物 吸入 空气点火 点火 压缩点火 低效率 应用 小型汽车、摩托车、卡车、大型拖拉机 气缸的一端移动到另一端。在一个工作循环中，活塞往复2次，曲轴和飞轮旋转2次，经过四个冲程，做一次功。第二节热机效率热值 l 定义：1kg某种燃料完全燃烧所释放的热量称为该燃料的热值。 l 单位：固体燃料的发热量单位为焦耳每公斤（J/kg），气体燃料的发热量单位为焦耳每立方米（J/m<​​@3）。 l 发热量为燃料

14、燃料本身的一个特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形状、质量、体积无关。 l 公式：Q放qm、Q放qV、Q放热焦耳（J）； q 热值焦耳每公斤（J/kg）； m 燃料质量千克 (kg)。以焦耳 (J) 为单位释放的 Q 热量； q 热值，单位为焦耳每立方米（J/m<​​@3）；V 燃料体积，单位为立方米（m<@3）。l 酒精的热值为3.0107J/kg，表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量为3.0107J，气体的热值为3.9107J/m3，即：1m3气体完全燃烧放出的热量为3.9107J.l 液态氢常用作火箭燃料，因为：液态氢的热值大；液态氢的体积小，便于储存和运输。2.有效燃料的使用，热机的效率 l 燃料燃烧，将燃料的化学能转化为内能 l 在实际应用中，燃料很难完全燃烧，所以放出的热量比实际计算的要少。另外，放出的热量难以充分利用，总热量也难以充分利用