3、比热容:1kg 的某种物质,温度上升1℃吸收的热量,叫做这种物质的比热容。用符号c 表示。
(1)比热容是表示“质量相等的不同物质,升高(或降低)相同的温度,吸收(或放出)的热量不相等”的这一物质的特性。比热容的大小反映了物质改变的难易程度。
(2)比热容是物质的一种特性,它和物体的质量、体积、温度等因素无关,只和物体的种类和状态有关。
(3)比热容的单位:焦/(千克〃摄氏度),符号:J/(kg〃℃) 。 (4)利用水的比热容大,可用水做冷却剂和取暖剂调节气候等。 4、热量计算公式。
(1)吸热公式:Q 吸=cm(t-t0) 其中c 表示这种物质的比热容,t 表示末温,t 0表示初温。t-t 0表示物体升高的温度,用△t 表示t-t 0,则Q 吸=cm△t 。
(2)放热公式:Q 放=cm(t0- t) ,其中t 0-t 表示物体降低的温度,用△t 表示t 0-t ,则Q 放=cm△t
二、改变世界的热机
(1)内燃机在汽缸内燃烧汽油或柴油。大多数汽车里的内燃机是燃烧汽油的,也叫汽油机。
(2)汽油机的构造:排气门、进气门、火花塞、汽缸、活塞、连杠、曲轴。
(3)汽油机的工作原理:活塞在汽缸内往复运动时,从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。
汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程
吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向外运动,汽油和空气的混合物进入气缸。
压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向内运动,燃料混合物被压缩。
做功冲程:在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向外运动,带动曲轴转动,对外做功。
排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向内运动,把废气排出汽缸。
四冲程内燃机的一个循环包括四个冲程,活塞往复两次,曲轴转两圈,飞轮转两圈。
第十五章 机械能 一、功
1、物理意义:表示 物体做功的多少 的物理量.
2、定义:在物理学中,把 作用在物体上的力 和 物体在力的方向上移动的距离 的乘积. 3、公式:W=Fs
6
4、单位:主单位:焦耳(J ),1J= 1N·1m 常用单位:千瓦时(kwh ) 1 kwh=3.6x10J 5、判断力对物体做功的方法:
1) 看是否具备做功的两个必要因素:一 是作用在物体上的力,二 是物体在力的方向上通过的距离。若同时具备,则力做了功。
2) 物体在力的作用下 动能或势能是否发生变化,若有变化,则力做了功。
6、功的原理:使用任何机械都不能省功。理想情况下:W 机械= W人 即:Fs=Gh 二、功率
1、物理意义表示 物体(力)做功快慢 的物理量.2、定义:物体(力)在单位时间内所完成的功.
3、公式:P=W/t4、单位: 主单位:瓦(w )常用单位:千瓦(kw ) 1 kw=1000w 5、测量功率方法:(器材、步骤、表达式) 三、机械能
1、动能:物体由于 运动 而具有的能。例子:流动的水、 运动的汽车 影响动能大小的因素: 质量 和 速度 2、势能:
(1) 重力势能: 物体由于 被举高 而具有的能例子:高山上的石块、空中的飞机 影响动能大小的因素: 质量 和 被举高度。
(2)弹性势能:物体由于发生 弹性形变 而具有的能例子:被拉弯的弓、被压缩的弹簧 影响弹性势能大小的因素:物体弹性形变的大小
(3)动能 和 势能 统称为机械能, 动能和势能可 相互转化. 四、机械效率
物理意义:表示 机 械 性 能 优 劣 的物理量。 2. 定义: 有用功 和 总功 的比值。 3. 公式: η= W有用/W总 4、注意:(1)W 有用 小于W 总 ,η
(2)机械效率用百分数表示5. 提高η的方法:
1) 减少动滑轮和绳子的重力2) 加润滑油以减少摩擦力 6、测定η的实验方法:(器材、要测的物理量、步骤、表达式) (1)测斜面的机械效率:影响η斜面 因素:斜面的倾度、粗糙程度。
(2)测滑轮组的机械效率:影响η滑轮 因素: 动滑轮和绳子的重力、摩擦力、被提高货物的重力。
7、注意以下物理量的区别:
(2)功率与机械效率的区别
A 、 功率是表示物体做功快慢的,功率越大的机械,单位时间里做的功越多,做功越快。 B 、 机械效率反映的是机械对总功的利用率,机械效率越高,表示有用功占总功的份额
越大,机械对总功的利用率越高。
C 、 功率大的机械,其机械效率不一定高,功率小的机械,其效率也不一定低。
一、功
1.力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2.不做功的三种情况:有力无距离、有距离无力、力和距离(运动方向)垂直。
巩固:☆某同学踢足球,球离脚后飞出10m 远,足球飞出10m 的过程中人不做功。(原因是足球靠惯性飞出)。
3.力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式:W=FS。
4.功的单位:焦耳,1J=1N·m 。把一个鸡蛋举高1m ,做的功大约是0.5J 。
5.应用功的公式注意:①分清哪个力对物体做功,计算时F 就是这个力;②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。③功的单位“焦”(牛·米=焦),不要和力和力臂的乘积(牛·米,不能写成“焦”)单位搞混。
二、功的原理
1.内容:使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:使用任何机械都不省功。
2.说明:(请注意理想情况功的原理可以如何表述?)
①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。
④我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械:使用机械时,人们所做的功(FS )=直接用手对重物所做的功(Gh )。
3.应用:斜面
①理想斜面:斜面光滑;
②理想斜面遵从功的原理;
③理想斜面公式:FL=Gh,其中:F :沿斜面方向的推力;L :斜面长;G :物重;h :斜面高度。
如果斜面与物体间的摩擦为f ,则:FL=fL+Gh;这样F 做功就大于直接对物体做功Gh 。
三、机械效率
1.有用功:定义:对人们有用的功。
公式:W 有用=Gh (提升重物)=W总-W 额=ηW 总
斜面:W 有用=Gh
2.额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功。
公式:W 额=W总-W 有用=G动h (忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)
斜面:W 额=fL
3.总功:定义:有用功加额外功或动力所做的功
公式:W 总=W有用+W 额=FS= W有用/η
斜面:W 总= fL+Gh=FL
4.机械效率:①定义:有用功跟总功的比值。
②公式:
斜 面:
定滑轮:
动滑轮:
滑轮组:
③有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
④提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。
5.机械效率的测量:
①原理:
②应测物理量:钩码重力G 、钩码提升的高度h 、拉力F 、绳的自由端移动的距离S 。
③器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。
④步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变。
⑤结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:
A 、动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。
B 、提升重物越重,做的有用功相对就多。
C 、摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。
绕线方法、提升重物速度和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
四、功率
1.定义:单位时间里完成的功。
2.物理意义:表示做功快慢的物理量。 3.公式:
4.单位:主单位W ;常用单位kW mW 马力。
换算:1kW=103W 1mW=106 W 1马力=735W。
某小轿车功率66kW ,它表示:小轿车1s 内做功66000J 。
5.机械效率和功率的区别:
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。
五、机械能
(一)动能和势能
1.能量:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能。
理解:①能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。如:山上静止的石头具有能量,但它没有做功。也不一定要做功。
4.机械能:动能和势能统称为机械能。
三、内能的改变:
1、内能改变的外部表现:
物体温度升高(降低)——物体内能增大(减小)。
物体存在状态改变(熔化、汽化、升华)——内能改变。 反过来,不能说内能改变必然导致温度变化。(因为内能的变化有多种因素决定)
2、改变内能的方法:做功和热传递。
A 、做功改变物体的内能:
①做功可以改变内能:对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。
②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化
③如果仅通过做功改变内能,可以用做功多少度量内能的改变大小。(W=△E)
④解释事例:图15.2-5甲看到棉花燃烧起来了,这是因为活塞压缩空气做功,使空气内能增加,温度升高,达到棉花燃点使棉花燃烧。钻木取火:使木头相互摩擦,人对木头做功,使它的内能增加,温度升高,达到木头的燃点而燃烧。图15.2-5乙看到当塞子跳起来时,容器中出现了雾,这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功,内能减小,温度降低,使水蒸气液化凝成小水滴。 B 、热传递可以改变物体的内能。
①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
②热传递的条件是有温度差,传递方式是:传导、对流和辐射。热传递传递的是内能(热量),而不是温度。
③热传递过程中,物体吸热,温度升高,内能增加;放热温度降低,内能减少。
④热传递过程中,传递的能量的多少叫热量,热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。
C、做功和热传递改变内能的区别:由于它们改变内能上产生的效果相同,所
以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同,前者能的形式发生了变化,后者能的形式不变。 D、温度、热量、内能 区别:
△温度:表示物体的冷热程度。
不一定吸热。如:钻木取火,摩擦生热。 △热量:是一个过程。
不一定升温。如:晶体熔化,水沸腾。
内能不一定增加。如:吸收的热量全都对外做功,内能可能不
变。
△内能:是一个状态量
不一定升温。如:晶体熔化,水沸腾。 不一定吸热。如:钻木取火,摩擦生热 ☆指出下列各物理名词中“热”的含义:
热传递中的“热”是指:热量 热现象中的“热”是指:温度 热膨胀中的“热”是指:温度 摩擦生热中的“热”是指:内能(热能)
四、热量:
1、比热容:⑴ 定义:单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃时吸收(放出)
的热量。
⑵ 物理意义:表示物体吸热或放热的本领的物理量。
⑶比热容是物质的一种特性,大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、
温度、密度、吸热放热、形状等无关。
⑷水的比热容为4.2×103J(kg·℃) 表示:1kg 的水温度升高(降低)1℃吸
收(放出)的热量为4.2×103J
⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容大 2、计算公式:Q吸=Cm (t -t 0),Q放=Cm (t 0-t ) 3、热平衡方程:不计热损失 Q吸=Q放
五、内能的利用、热机
(一) 、内能的获得——燃料的燃烧
燃料燃烧:化学能转化为内能。 (二) 、热值
1、定义:1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。 2、单位:J/kg
3、关于热值的理解:
① 对于热值的概念,要注重理解三个关键词“1kg ”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg 是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg ,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料:说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧:表明要完全烧尽,否则1kg 燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
② 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程
中,化学能转变成内能的本领大小,也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。 3、公式:Q =mq (q 为热值)。
实际中,常利用Q 吸=Q 放即cm(t-t0)=ηqm ′联合解题。
4、酒精的热值是3.0×107J/kg,它表示:1kg 酒精完全燃烧放出的热量是
3.0×107J 。
煤气的热值是3.9×107J/m3,它表示:1m 3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J 。
5、火箭常用液态氢做燃料,是因为:液态氢的热值大,体积小便于储存和运输
6、炉子的效率:
① 定义:炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。 ② 公式:η=Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ qm′
(三) 、内能的利用
1、内能的利用方式:
⑴ 利用内能来加热;从能的角度看,这是内能的转移过程。 ⑵ 利用内能来做功;从能的角度看,这是内能转化为机械能。 2、热机:定义:利用燃料的燃烧来做功的装置。 能的转化:内能转化为机械能
蒸气机——内燃机——喷气式发动机
3、内燃机:将燃料燃烧移至机器内部燃烧,转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。
4、内燃机大概的工作过程:内燃机的每一个工作循环分为四个阶段:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段,吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的,而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲
程,是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。
5、 热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
公式:η=W有用/ Q总= W有用/qm 提高热机效率的途径:使燃料充分燃烧 尽量减小各种热量损失 机件间保持良好的润滑、减小摩擦。
热机效率:热机的效率是指在热机里,用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之
比,计算公式
通常汽油机 为
,柴油机 为 ,原因是
由于柴油机的压缩冲程中,压缩程度大。
热机效率:热机的效率是指在热机里,用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之
比,计算公式
通常汽油机 为
,柴油机 为 ,原因是
由于柴油机的压缩冲程中,压缩程度大。
3、比热容:1kg 的某种物质,温度上升1℃吸收的热量,叫做这种物质的比热容。用符号c 表示。
(1)比热容是表示“质量相等的不同物质,升高(或降低)相同的温度,吸收(或放出)的热量不相等”的这一物质的特性。比热容的大小反映了物质改变的难易程度。
(2)比热容是物质的一种特性,它和物体的质量、体积、温度等因素无关,只和物体的种类和状态有关。
(3)比热容的单位:焦/(千克〃摄氏度),符号:J/(kg〃℃) 。 (4)利用水的比热容大,可用水做冷却剂和取暖剂调节气候等。 4、热量计算公式。
(1)吸热公式:Q 吸=cm(t-t0) 其中c 表示这种物质的比热容,t 表示末温,t 0表示初温。t-t 0表示物体升高的温度,用△t 表示t-t 0,则Q 吸=cm△t 。
(2)放热公式:Q 放=cm(t0- t) ,其中t 0-t 表示物体降低的温度,用△t 表示t 0-t ,则Q 放=cm△t
二、改变世界的热机
(1)内燃机在汽缸内燃烧汽油或柴油。大多数汽车里的内燃机是燃烧汽油的,也叫汽油机。
(2)汽油机的构造:排气门、进气门、火花塞、汽缸、活塞、连杠、曲轴。
(3)汽油机的工作原理:活塞在汽缸内往复运动时,从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。
汽油机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程
吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向外运动,汽油和空气的混合物进入气缸。
压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向内运动,燃料混合物被压缩。
做功冲程:在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向外运动,带动曲轴转动,对外做功。
排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向内运动,把废气排出汽缸。
四冲程内燃机的一个循环包括四个冲程,活塞往复两次,曲轴转两圈,飞轮转两圈。
第十五章 机械能 一、功
1、物理意义:表示 物体做功的多少 的物理量.
2、定义:在物理学中,把 作用在物体上的力 和 物体在力的方向上移动的距离 的乘积. 3、公式:W=Fs
6
4、单位:主单位:焦耳(J ),1J= 1N·1m 常用单位:千瓦时(kwh ) 1 kwh=3.6x10J 5、判断力对物体做功的方法:
1) 看是否具备做功的两个必要因素:一 是作用在物体上的力,二 是物体在力的方向上通过的距离。若同时具备,则力做了功。
2) 物体在力的作用下 动能或势能是否发生变化,若有变化,则力做了功。
6、功的原理:使用任何机械都不能省功。理想情况下:W 机械= W人 即:Fs=Gh 二、功率
1、物理意义表示 物体(力)做功快慢 的物理量.2、定义:物体(力)在单位时间内所完成的功.
3、公式:P=W/t4、单位: 主单位:瓦(w )常用单位:千瓦(kw ) 1 kw=1000w 5、测量功率方法:(器材、步骤、表达式) 三、机械能
1、动能:物体由于 运动 而具有的能。例子:流动的水、 运动的汽车 影响动能大小的因素: 质量 和 速度 2、势能:
(1) 重力势能: 物体由于 被举高 而具有的能例子:高山上的石块、空中的飞机 影响动能大小的因素: 质量 和 被举高度。
(2)弹性势能:物体由于发生 弹性形变 而具有的能例子:被拉弯的弓、被压缩的弹簧 影响弹性势能大小的因素:物体弹性形变的大小
(3)动能 和 势能 统称为机械能, 动能和势能可 相互转化. 四、机械效率
物理意义:表示 机 械 性 能 优 劣 的物理量。 2. 定义: 有用功 和 总功 的比值。 3. 公式: η= W有用/W总 4、注意:(1)W 有用 小于W 总 ,η
(2)机械效率用百分数表示5. 提高η的方法:
1) 减少动滑轮和绳子的重力2) 加润滑油以减少摩擦力 6、测定η的实验方法:(器材、要测的物理量、步骤、表达式) (1)测斜面的机械效率:影响η斜面 因素:斜面的倾度、粗糙程度。
(2)测滑轮组的机械效率:影响η滑轮 因素: 动滑轮和绳子的重力、摩擦力、被提高货物的重力。
7、注意以下物理量的区别:
(2)功率与机械效率的区别
A 、 功率是表示物体做功快慢的,功率越大的机械,单位时间里做的功越多,做功越快。 B 、 机械效率反映的是机械对总功的利用率,机械效率越高,表示有用功占总功的份额
越大,机械对总功的利用率越高。
C 、 功率大的机械,其机械效率不一定高,功率小的机械,其效率也不一定低。
一、功
1.力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2.不做功的三种情况:有力无距离、有距离无力、力和距离(运动方向)垂直。
巩固:☆某同学踢足球,球离脚后飞出10m 远,足球飞出10m 的过程中人不做功。(原因是足球靠惯性飞出)。
3.力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式:W=FS。
4.功的单位:焦耳,1J=1N·m 。把一个鸡蛋举高1m ,做的功大约是0.5J 。
5.应用功的公式注意:①分清哪个力对物体做功,计算时F 就是这个力;②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。③功的单位“焦”(牛·米=焦),不要和力和力臂的乘积(牛·米,不能写成“焦”)单位搞混。
二、功的原理
1.内容:使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:使用任何机械都不省功。
2.说明:(请注意理想情况功的原理可以如何表述?)
①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。
④我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械:使用机械时,人们所做的功(FS )=直接用手对重物所做的功(Gh )。
3.应用:斜面
①理想斜面:斜面光滑;
②理想斜面遵从功的原理;
③理想斜面公式:FL=Gh,其中:F :沿斜面方向的推力;L :斜面长;G :物重;h :斜面高度。
如果斜面与物体间的摩擦为f ,则:FL=fL+Gh;这样F 做功就大于直接对物体做功Gh 。
三、机械效率
1.有用功:定义:对人们有用的功。
公式:W 有用=Gh (提升重物)=W总-W 额=ηW 总
斜面:W 有用=Gh
2.额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功。
公式:W 额=W总-W 有用=G动h (忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)
斜面:W 额=fL
3.总功:定义:有用功加额外功或动力所做的功
公式:W 总=W有用+W 额=FS= W有用/η
斜面:W 总= fL+Gh=FL
4.机械效率:①定义:有用功跟总功的比值。
②公式:
斜 面:
定滑轮:
动滑轮:
滑轮组:
③有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
④提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。
5.机械效率的测量:
①原理:
②应测物理量:钩码重力G 、钩码提升的高度h 、拉力F 、绳的自由端移动的距离S 。
③器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。
④步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变。
⑤结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:
A 、动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。
B 、提升重物越重,做的有用功相对就多。
C 、摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。
绕线方法、提升重物速度和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
四、功率
1.定义:单位时间里完成的功。
2.物理意义:表示做功快慢的物理量。 3.公式:
4.单位:主单位W ;常用单位kW mW 马力。
换算:1kW=103W 1mW=106 W 1马力=735W。
某小轿车功率66kW ,它表示:小轿车1s 内做功66000J 。
5.机械效率和功率的区别:
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。
五、机械能
(一)动能和势能
1.能量:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能。
理解:①能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。如:山上静止的石头具有能量,但它没有做功。也不一定要做功。
4.机械能:动能和势能统称为机械能。
三、内能的改变:
1、内能改变的外部表现:
物体温度升高(降低)——物体内能增大(减小)。
物体存在状态改变(熔化、汽化、升华)——内能改变。 反过来,不能说内能改变必然导致温度变化。(因为内能的变化有多种因素决定)
2、改变内能的方法:做功和热传递。
A 、做功改变物体的内能:
①做功可以改变内能:对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。
②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化
③如果仅通过做功改变内能,可以用做功多少度量内能的改变大小。(W=△E)
④解释事例:图15.2-5甲看到棉花燃烧起来了,这是因为活塞压缩空气做功,使空气内能增加,温度升高,达到棉花燃点使棉花燃烧。钻木取火:使木头相互摩擦,人对木头做功,使它的内能增加,温度升高,达到木头的燃点而燃烧。图15.2-5乙看到当塞子跳起来时,容器中出现了雾,这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功,内能减小,温度降低,使水蒸气液化凝成小水滴。 B 、热传递可以改变物体的内能。
①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
②热传递的条件是有温度差,传递方式是:传导、对流和辐射。热传递传递的是内能(热量),而不是温度。
③热传递过程中,物体吸热,温度升高,内能增加;放热温度降低,内能减少。
④热传递过程中,传递的能量的多少叫热量,热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。
C、做功和热传递改变内能的区别:由于它们改变内能上产生的效果相同,所
以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同,前者能的形式发生了变化,后者能的形式不变。 D、温度、热量、内能 区别:
△温度:表示物体的冷热程度。
不一定吸热。如:钻木取火,摩擦生热。 △热量:是一个过程。
不一定升温。如:晶体熔化,水沸腾。
内能不一定增加。如:吸收的热量全都对外做功,内能可能不
变。
△内能:是一个状态量
不一定升温。如:晶体熔化,水沸腾。 不一定吸热。如:钻木取火,摩擦生热 ☆指出下列各物理名词中“热”的含义:
热传递中的“热”是指:热量 热现象中的“热”是指:温度 热膨胀中的“热”是指:温度 摩擦生热中的“热”是指:内能(热能)
四、热量:
1、比热容:⑴ 定义:单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃时吸收(放出)
的热量。
⑵ 物理意义:表示物体吸热或放热的本领的物理量。
⑶比热容是物质的一种特性,大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、
温度、密度、吸热放热、形状等无关。
⑷水的比热容为4.2×103J(kg·℃) 表示:1kg 的水温度升高(降低)1℃吸
收(放出)的热量为4.2×103J
⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容大 2、计算公式:Q吸=Cm (t -t 0),Q放=Cm (t 0-t ) 3、热平衡方程:不计热损失 Q吸=Q放
五、内能的利用、热机
(一) 、内能的获得——燃料的燃烧
燃料燃烧:化学能转化为内能。 (二) 、热值
1、定义:1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。 2、单位:J/kg
3、关于热值的理解:
① 对于热值的概念,要注重理解三个关键词“1kg ”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg 是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg ,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料:说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧:表明要完全烧尽,否则1kg 燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
② 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程
中,化学能转变成内能的本领大小,也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。 3、公式:Q =mq (q 为热值)。
实际中,常利用Q 吸=Q 放即cm(t-t0)=ηqm ′联合解题。
4、酒精的热值是3.0×107J/kg,它表示:1kg 酒精完全燃烧放出的热量是
3.0×107J 。
煤气的热值是3.9×107J/m3,它表示:1m 3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J 。
5、火箭常用液态氢做燃料,是因为:液态氢的热值大,体积小便于储存和运输
6、炉子的效率:
① 定义:炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。 ② 公式:η=Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ qm′
(三) 、内能的利用
1、内能的利用方式:
⑴ 利用内能来加热;从能的角度看,这是内能的转移过程。 ⑵ 利用内能来做功;从能的角度看,这是内能转化为机械能。 2、热机:定义:利用燃料的燃烧来做功的装置。 能的转化:内能转化为机械能
蒸气机——内燃机——喷气式发动机
3、内燃机:将燃料燃烧移至机器内部燃烧,转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。
4、内燃机大概的工作过程:内燃机的每一个工作循环分为四个阶段:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段,吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的,而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲
程,是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。
5、 热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
公式:η=W有用/ Q总= W有用/qm 提高热机效率的途径:使燃料充分燃烧 尽量减小各种热量损失 机件间保持良好的润滑、减小摩擦。
热机效率:热机的效率是指在热机里,用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之
比,计算公式
通常汽油机 为
,柴油机 为 ,原因是
由于柴油机的压缩冲程中,压缩程度大。
热机效率:热机的效率是指在热机里,用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之
比,计算公式
通常汽油机 为
,柴油机 为 ,原因是
由于柴油机的压缩冲程中,压缩程度大。