人教版九年级物理内能及内能的利用按章节知识点汇总

第十三章内能第一节分子热运动1.扩散现象定义：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。扩散现象说明：①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动；②分子之间有间隙。固体、液体、气体都可以发生扩散现象，只是扩散的快慢不同，气体间扩散速度最快，固体间扩散速度最慢。汽化、升华等物态变化过程也属于扩散现象。扩散速度与温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散越快。由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动。2.分子间的作用力：分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。（1）当分子间距离等于𝒓𝟎（𝑟0=10−10m）时，分子间引力和斥力相等，合力为0，对外不显力；（2）当分子间距离减小，小于𝒓𝟎时，分子间引力和斥力都增大，但斥力增大得更快，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力；（3）当分子间距离增大，大于𝒓𝟎时，分子间引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，引力大于斥力，分子间作用力表现为引力；（4）当分子间距离继续增大，分子间作用力继续减小，当分子间距离大于10𝒓𝟎时，分子间作用力就变得十分微弱，可以忽略。第二节内能1.内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。任何物体在任何情况下都有内能。2.影响物体内能大小的因素：①温度；②质量；③材料。3.改变物体内能的方法：做功和热传递。①做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加（将机械能转化为内能）；物体对外做功物体内能会减少（将内能转化为机械能）。做功改变内能的实质：内能和其他形式的能（主要是机械能）的相互转化的过程。②热传递定义：热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体高温部分传到低温部分的过程。热量：在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量。热量的单位是焦耳（单位符号：J）。（热量是变化量，只能说“吸收热量”或“放出热量”，不能说“含”、“有”热量。“传递温度”的说法也是错的。）热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加注意：①在热传递过程中，是内能在物体间的转移，能的形式并未发生改变；②在热传递过程中，若不计能量损失，则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量（即𝑄放=𝑄吸）；③因为在热传递过程中传递的是能量而不是温度，所以在热传递过程中，高温物体降低的温度不一定等于低温物体升高的温度；④热传递的条件：存在温度差。如果没有温度差，就不会发生热传递。做功和热传递改变物体内能上是等效的。第三节比热容1.比热容：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。物理意义：如：水的比热容是𝒄水＝4.2×103J/(kg·℃)，表示1Kg的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为4.2×103J。比热容是物质的一种特性，比热容的大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。（水只需改变少许温度，就可以吸收或放出大量热量）比较比热容大小的方法：①质量相同，升高温度相同，比较吸收热量多少（加热时间）：吸热多，比热容大。②质量相同，吸收热量（加热时间）相同，比较升高温度：温度升高慢，比热容大。2.热量的计算公式：①温度升高时用：𝑄吸＝cm（t－𝒕𝟎）；（𝒕𝟎为初始温度）②温度降低时用：𝑄放＝cm（𝒕𝟎－t）；③只给出温度变化量时用：Q＝cm△t。（Q表示热量，单位：焦耳（J）；m表示质量，单位：千克（Kg），c表示比热容，单位（Kg/℃），△t表示温度变化量，单位：摄氏度（℃）由公式Q＝cm△t可知：物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、质量和温度变化量这三个因素决定的。第十四章内能的利用第一节热机1.热机：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。热机的种类：蒸汽机、内燃机（包括汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等。2.内燃机内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（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。压缩冲程将机械能转化为内能。做功冲程是由内能转化为机械能。①汽油机工作过程：吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，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，活塞向上运动，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下运动，带动曲轴转动，对外做功。排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。②柴油机工作过程：3.汽油机和柴油机的比较：①汽油机的气缸顶部是火花塞；柴油机的气缸顶部是喷油嘴。②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物；柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式；柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。④柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。第二节热机的效率1.热值：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。用符号q表示。热值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、是否完全燃烧等无关。单位：固体燃料的热值的单位：焦耳/千克（J/kg）；气体燃料的热值的单位：焦耳/立方米（J/𝑚3）。固体燃料公式：Q=qm气体燃料公式：Q=qVQ表示放出的热量，单位：焦耳（J）；q表示热值，单位：焦耳每千克（J/kg）；m表示固体燃料质量，单位：千克（kg），V表示气体燃料的体积。物理意义：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：煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。2.热机的效率：定义：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。热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。公式：η=𝑸有𝑸总由于热机在工作过程中总有能量损失（即𝑄有＜𝑄总）所以热机的效率总小于1。热机能量损失的主要途径：废气耗热、散热损失、机器损失。提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；②机件间保持良好的润滑，减小摩擦；③在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%，所以内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。