新人教版九年级物理第十四章《内能的利用》知识点

第十三章内能的知识点一、分子热运动分子运动理论的基本内容：物质是由分子和原子组成的；分子不停地做无规则运动；分子间存在相互作用的引力和斥力。扩散现象：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象叫扩散。气体、液体、固体均能发生扩散现象。扩散和分子的热运动的快慢与温度有关。扩散现象表明：一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，并且间接证明了分子间存在间隙。分子间的相互作用力既有引力又有斥力，引力和斥力是同时存在的。当两分子间的距离减小时表现为斥力；当两分子间的距离增大时表现为引力；分子间作用力与物质状态的关系。①固体中的分子距离非常小，相互作用力很大，分子只能在一定的位置附近振动，所以既有一定的体积，又有一定的形状。②液体中分子距离较小，相互作用力较大，以分子群的形态存在，分子可以在某个位置附近振动，分子群可以互相滑过，所以液体有一定的体积，但有流动性，形状随容器而变。③气体分子间的距离很大，相互作用力很小，每个分子几乎都可以自由运动，所以气体既没有固定的体积，也没有固定的形状，可以充满能够达到整个空间。④固体物质很难被拉伸，是因为分子间存在引力的缘故；液体物质很难被压缩，是因为分子间存在斥力的原因；液体物质能保持一定的体积是因为分子间存在引力的原因。二、内能的概念：1、内能：物体内部所有分子由于热运动而具有的动能，以及分子之间势能的总和叫做物体的内能。2、物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。3、影响物体内能大小的因素：①温度：物体的内能跟物体的温度有关，同一个物体温度升高，内能增大；温度降低，内能减小。但内能增大（减小），温度不一定升高（降低）。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，物体的内能可能不同。④存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。4、内能与机械能的区别：（1）机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关（2）内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子间的相互作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。三、内能的改变：1、内能改变的外部表现：（1）物体温度升高（降低）物体内能增大（减小）（2）物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）内能改变。2、改变物体内能的方法：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做功改变物体内能的实质：内能和其他形式的能的相互转化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：物体之间有温度差，高温物体将能量向低温物体传递，直至各物体温度相同（即达到热平衡）。（3）热传递的方式是：传导、对流和辐射。（4）热传递改变物体内能的实质：热传递的实质是内能的转移。而不是温度。（5）热传递过程中：低温物体吸收热量，温度升高，内能增加；高温物体放出热量，温度降低，内能减少。（6）热量：热传递过程中，传递的能量的多少叫热量。热量的单位：焦耳（J）。用符号Q表示。3、做功和热传递改变内能的区别：由于做功和热传递在改变物体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。四、比热容1．定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。用符号C来表示。比热容是为了比较不同物质的吸、放热能力而引入的一个物理量。2.单位：比热的单位是J／（kg•℃），读作焦耳每千克摄氏度。3.比热容的特性①比热容是物质自身性质之一，不同物质的比热容一般不同，它反映了不同物质吸、放热本领的强弱，利用物质的这种性质可以鉴别物质。②对于同一种物质，比热容的值还与物质的状态有关，同一种物质在同一状态下的比热容是一定的，但在不同状态下，比热容是不同的。③比热容不随物质的质量、吸收（或放出）热量的多少及温度的变化而变化；只要是相同的物质，不论形态、质量、温度高低、放置地点如何，比热容一般都相同。4.质量和初温都相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的物质温度变化小，温度上升速度慢，比热容小的物质温度变化大，温度上升速度快。质量和初温都相同的不同物质，上升（下降）相同的温度，比热容大的物质吸收的热量多，所用时间相对多些，比热容小的物质吸收的热量少，所用时间相对少些。5.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，其物理意义是：质量为1kg的水温度升高（或降低）1℃时所吸收（或放出）的热量为4.2×103J。水的比热最大。水和干泥土相比，在同样受热或冷却的情况下，吸收或放出的热量相同，水的温度变化比干泥土小。因此，在受太阳照射的条件相同时，内陆地区的夏季比沿海地区炎热，冬季比沿海地区寒冷，在一天之内气温的变化也较大。因为水的比热大，在生活中往往用热水取暖，也可以用循环流动的水来冷却。五、热量的计算1、物体吸收热量的计算公式：Q吸=cm(t-t0)；物体放出热量的计算公式：Q放=cm(t0-t)。公式中，t为末温，to为初温，上式中的质量m的单位必须是kg。2、热平衡两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放第十四章内能的利用第1节热机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、热机是利用内能做功的机械3、内燃机分为汽油机和柴油机两大类4、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5、多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作，一个工作循环，曲轴和飞轮转动2周，活塞往复2次，对外做功1次。6、吸气冲程：进气阀门打开，排气阀门关闭，活塞向下运动，压缩冲程：进气阀门，排气阀门都关闭。活塞向上运动。机械能转化为内能做功冲程：进气阀门，排气阀门都关闭。火花塞点火。活塞向下运动。内能转化为机械能。(只有做功冲程对外做功)排气冲程：进气阀门关闭，排气阀门打开。活塞向上运动。排除废气7、汽油机和柴油机的区别：第2节热机的效率1、热值：①概念：我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。②大小：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，③热值的单位由热量的单位和质量的单位组合而成。在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，则热值的单位是焦每千克,符号是J/kg。④公式：q=Q放/m（或q=Q放/V一般用于气体燃料）(其中m为燃料的质量，V为燃料的体积，q为燃料的热值)⑤公式变形：Q放=mq（或Q放=Vq）m=Q放/q⑥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、体积等均无关⑦煤气的热值约为3.9×107J/m3，物理意义为：体积为1m3的煤气完全燃烧放出的热量为3.9×107J。⑧焦炭的热值3.0×107J/kg，物理意义为：质量为1kg的煤气完全燃烧放出的热量为3.0×汽油机柴油机不同点构造：顶部有一个火花塞。顶部有一个喷油嘴。吸气冲程吸入汽油与空气的混合气体吸入空气点燃方式点燃式压燃式效率低高应用小型汽车、摩托车载重汽车、大型拖拉机相同一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。107J。2、用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，公式：η=w有/Q放×100%3、在热机的能量损失中，废气带走的能量最多第3节能量的转化和守恒1、摩擦生热，机械能转化为内能；发电机发电，机械能转化为电能；电动机转动，电能转化为机械能；光合作用，光能转化为化学能；燃料燃烧，化学能转化为内能2、在自然界中能量的转化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯，由于摩擦而使机械能转化为内能；在气体膨胀做功的现象中，内能转化为机械能；在水力发电中，水的机械能转化为电能；在火力发电厂，燃料燃烧释放的化学能，转化成电能；在核电站，核能转化为电能；电流通过电热器时，电能转化为内能；电流通过电动机，电能转化为机械能。3、能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，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。4、能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律5、永动机永远不可能实现，因为它违背了能量守恒定律