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-1-人教版九年级物理知识点汇总第十三章热和能第1节分子热运动1、物质的构成常见的物质是由分子、原子构成的。分子的直径约在10-10m的量级。2、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。扩散现象常见事例:闻到花香,色素迅速在水中变得均匀,汽化,升华,紧紧压在一起的铅块相互渗入。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。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。3、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,可以忽略了。分子间的引力使得固体和液体的分子不致散开,分子间的斥力使得固体和液体很难被压缩。气体分子间的距离就很远,彼此之间几乎没有作用力;因此气体具有流动性,容易被压缩。注意区分什么时候回答分子热运动,什么时候回答扩散,什么时候回答分子引力作用?第2节内能1、内能:定义:物体内部所有分子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。内能的单位为焦耳(J)。内能与物体内部的分子热运动和分子间的相互作用情况有关,具有不可测量性,它是不同于机械能的另一种形式的能。2、影响物体内能大小的因素:①温度:在物体的质量、材料、状态相同时,物体的温度升高,内能增大,温度降低,内能减小;但是,物体的内能增大,温度却不一定升高(例如晶体在熔化的过程中要不断吸热,内能增大,而温度却保持不变),内能减小,温度也不一定降低(例如晶体在凝固的过程中要不断放热,内能减小,而温度却保持不变)。②质量:在物体的温度、材料、状态相同时,物体的质量越大,物体的内能越大。③材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能一般不同。④状态:在物体的温度、材料、质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也不同。-2-3、改变物体内能的方法:做功和热传递。①做功:做功可以改变内能:对物体做功可以增加物体内能(将机械能转化为内能)。物体对外做功可以减少物体内能(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。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。②热传递:定义:热传递是能量从高温物体传到低温物体或从同一物体的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。(热量是变化量,能量是状态量,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;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,高温物体温度的减少量不一定等于低温物体温度的增加量;4)热传递的条件:存在温度差。做功和热传递改变物体内能上是等效的。热量可以自发地从高温物体传递给低温物体;但是也可以在消耗其它能量的代价下,从低温物体传递给高温物体(比如空调把热量从低温房间传递给外界高温环境,消耗了电能)注意区分热量,温度,内能!(温度,内能表示状态,热量是描述过程)第3节比热容1、比热容:定义:单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)的热量。c=𝑄𝑚∆𝑡比热容用符号c表示,它的单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)。比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。物理意义:水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),物理意义为: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、形状等均无关。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。沿海地区的昼夜温差较小,沙漠戈壁地区昼夜温差大,是因为水的比热容比砂石的比热容大。比较比热容的方法:①质量相同,升高温度相同,比较吸收热量多少(加热时间):吸收热量多,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:𝑐=𝑄𝑚∆𝑡Q=cm△t∆𝑡=𝑄𝑐𝑚Q表示物质吸收(或放出)的热量,m表示物质的质量,Δt表示前后两种状态下的温度差值大小。①温度升高时用:Q吸=cm(t-t0)末温t高于初温t0②温度降低时用:Q放=cm(t0-t)初温t0高于末温t审题时注意“升高(降低)到10℃”还是“升高(降低)了10℃”。-3-第十四章内能的利用第1节热机1、热机:定义:热机是利用内能来做功的机械。热机实际上是将内能转化为机械能。热机的种类:蒸汽机、内燃机(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:-4-②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。4、热值燃料燃烧,使燃料的化学能转化为内能。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。q=Qm热值用符号q表示,它的单位是焦耳每千克,符号是J/kg。若酒精的热值是3.0×107J/kg,它表示1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。由于气体通常用体积计量较为方便,气体燃料的热值的单位一般也采用焦耳每立方米(J/m3)。热值是燃料本身的一种特性,只取决于燃料本身,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关。第2节热机效率热机的效率: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。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:总有用QQηQ总=Q有用ηQ有用=ηQ总由于热机在工作过程中总有能量损失,所以热机的效率总小于1。影响燃料利用率的因素: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-5-被有效利用。有效利用燃料的一些方法:把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛(提高燃烧的完全程度);以较强的气流,将煤粉在炉膛里吹起来燃烧(减少烟气带走的热量)。热机能量损失的主要途径:废气带走一部分热量、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,设法循环利用废气的能量,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%第3节能量的转化和守恒在一定条件下,各种形式的能量是可以相互转化的。摩擦生热,是将机械能转化为内能;水力发电,是将机械能转化为电能;植物的光合作用,是将光能转化为化学能,燃料燃烧时,是将化学能转化为内能……能量守恒定律:能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其它形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。不需要动力就能源源不断对外做功的机器叫做永动机。永动机不可能制成。第十五章电流与电路第1节两种电荷1、电荷:自然界只有两种电荷——被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷(+);被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷(-)。电荷间的相互作用:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。带电体既能吸引不带电的轻小物体,又能吸引带异种电荷的带电体。电荷的多少叫做电荷量,简称电荷,符号是Q。电荷的单位是库仑(C)。2、检验物体带电的方法:①使用验电器。验电器的构造:金属球、金属杆、金属箔。验电器的原理:同种电荷相互排斥。从验电器张角的大小,可以判断所带电荷的多少。但验电器不能检验带电体带的是正电荷还是负电荷。②利用电荷间的相互作用。③利用带电体能吸引轻小物体的性质。3、摩擦起电:定义:用摩擦的方法使物体带电。背景:宇宙是由物质组成的,常见物质是由分子或原子组成的,原子是由位于中心的原子核和核外的电子组成的,原子核的质量比电子的大得多,几乎集中了原子的全部质量,原子核带正电,电子带负电,电子在原子核的吸引下,绕核高速运动。通常情况下,原子核所带正电荷与核外电子所带的负电荷总量相等,于是原子整体不显电性。原因:由于不同物质原子核束缚电子的本领不同。两个物体相互摩擦时,原子核束缚电子的本领弱的物体,要失去电子,因缺少电子而带正电,原子核束缚电子的本领强的物体,要得到电子,因为有了多余电子而带等量的负电。注意:①摩擦起电的两个物体将带上等量异种电荷;②由同种物质组成的两物体摩擦不会起电;-6-③摩擦起电并不是创造电荷,只是电荷从一个物体转移到另一个物体,使正负电荷分开,但电荷总量守恒;④在摩擦起电的过程中一般只能转移带负电荷的电子,因为一般正电荷不能自由移动。摩擦起电一般伴随的能量转化:机械能转化为电能4、导体和绝缘体:容易导电的物体叫做导体;不容易导电的物体叫做绝缘体。常见的导体:金属、石墨、人体、大地、湿润的物体、含杂质的水、酸碱盐的水溶液等。常见的绝缘体:橡胶、玻璃、塑料、油、陶瓷、纯水、空气等。导体容易导电的原因:导体中有大量的自由电荷(既可能是正电荷也可能是负电荷),它们可以脱离原子核的束缚,而在导体内部自由移动。绝缘体不容易导电的原因:在绝缘体中电荷几乎都被束缚在原子范围内,不能自由移动。(绝缘体中有电荷,只是电荷不能自由移动)金属导体容易导电靠的是自由电子;酸碱盐的水溶液容易导电靠的是正负离子。导体和绝缘体之间并没有绝对的界限,在一定条件下可相互转化。绝缘体不能导电但能带电。第2节电流和电路1、电流电流的形成:电荷在导体中定向移动形成电流。电流的方向:把正电荷移动的方向规定为电流的方向。电流的方向与负电荷、电子的移动方向相反。在电源外部,电流的方向是从电源的正极流向负极;在电源内部,电流的方向是从电源的负极流向正极。因为电流要构成闭合回路。2、电路的构成:电源、开关、用电器、导线等。电源:能够提供电能的装置,叫做电源。干电池、蓄电池供电时,化学能转化为电能;发电机发电时,机械能转化为电能。持续电流形成的条件:①必须有电源;②电路必须闭合(通路)开关:控制电路的通断。用电器:消耗电能,将电能转化为其他形式能的装置。导线——传导电流,输送电能。3、电路的三种状态:通路——接通的电路叫通路,此时电路中有电流通过,电路是闭合的。开路(断路)——断开的电路叫断路,此时电路不闭合,电路中无电流。短路——不经过用电器而直接用导线把电源正、负极连在一起,电路中会有很大的电流,可能把电源烧坏,或使导线的绝缘皮
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