内能与热机1.doc

《§13.内能与热机》复习提纲
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一、内能：
（一）内能的初步概念：
1、内能： ，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：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。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、内能与机械能不同：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；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 及分子作用有关。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。
（二）、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： 和 。
（1）、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 。物体对外做功物体内能 。
②做功改变内能的实质是 。
③如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少量度内能的改变大小。（Ｗ＝△Ｅ）
④解释事例： P57图13-3钻木取火：使木头相互摩擦，人对木头 ，使它的 增加，温度 ，达到木头的 而燃烧。
（2）、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 ，传递方式：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， 增加；放热温度降低， 减少。
④热传递过程中， 叫热量，热量和内能的单位都是焦耳。
⑤热传递的实质是 。
（3）、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 。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者 发生了变化，后者 不变。
（4）、温度、热量、内能 区别：
△温度：表示物体的冷热程度。
温度升高——→内能增加
不一定吸热。如： ， 。
△热量：是一个过程量。
吸收热量 不一定升温。如： ， 。
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
内能增加 不一定升温。如：晶体熔化，水沸腾。
不一定吸热。如： ， 。
☆指出下列各物理名词中“热”的含义：
热传递中的“热”是指： ； 热现象中的“热”是指： ；
热膨胀中的“热”是指： ； 摩擦生热中的“热”是指： ；
二、热值（q）:
1、定义： ，叫做这种燃料的热值。
2、单位： ( ).
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 ，只与 有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
3、公式：Q＝ （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： 。
液化气的热值是4.9×107J/m3，它表示： 。
5、火箭常用液态氢做燃料，是因为： ， 。
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、比热容（c）:
1、比热容：⑴ 定义： 。
⑵ 物理意义：表示物体 本领的物理量。
⑶比热容是物质的一种 ，大小 、 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： 。
　 ⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为 。
2、计算公式：Ｑ吸＝Ｃm（t－t0），Ｑ放＝Ｃm（t0－t）
3、热平衡方程：不计热损失 Ｑ吸＝Ｑ放
四、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， 。
⑵ 利用内能来做功；从能的角度看， 。
2、热机：定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。热机的共同特点：是将燃料燃烧时的化学能转化为 ，又通过做功把内能转化为 。
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 转化为 。另外压缩冲程将 转化为 。
5、 热机的效率： 。
公式：η=Q有用/ Q总= W有用/qm
使燃料充分燃烧
提高热机效率的途径： 尽量减小各种热量损失
机件间保持良好的润滑、减小摩擦。
6、汽油机和柴油机的比较：

汽油机
柴油机
不
同
点
构造：
顶部有一个 。
顶部有一个 。
吸气冲程
吸入汽油与空气的混合气体
吸入空气
点燃方式

效率

应用
小型汽车、飞机、摩托车
载重汽车、火车、大型拖拉机
相同点
冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。
一个工作循环活塞往复运动 次，曲轴和飞轮转动 周，经历 个冲程，做功 次。

练一练：
1．下列事例中，用做功方法改变物体内能的是 [ ]
A．酒精涂在手上觉得凉 B．冬天晒太阳，人感到暖和
C．锯木头时，锯条会发烫 D．烧红的铁块温度逐渐降低
2．一箱汽油用掉一半后，关于它的说法下列正确的是[ ]
A、它的密度变为原来的一半 B、它的比热容变为原来的一半
C、它的热值变为原来的一半 D、它的质量变为原来的一半
3．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是[ ]
A、物体的温度越高，所含热量越多 B、温度高的物体，内能一定大
C、0℃的冰块，内能一定为零 D、温度相同的两物体间不会发生热传递
4．小明阅读了下表后，得出了一些结论，其中错误的是[ ]
几种物质的比热容c/[J·(㎏·℃)-1]
水
4.2×103
干泥土
0.84×103
冰
2.1×103
铜
0.39×103
煤油
2.1×103
铅
0.13×103
水银
0.14×103
砂石
0.92×103
A、沿海地区昼夜温差比内陆地区小； B、同种在不同状态下，其比热容不同；
C、质量相等的铜块和铅块，升高相同的温度，铜块吸热多； D、液体的比热容都比固体大。
5．小明在烈日当空的海边玩耍，发现沙子烫脚，而海水却很凉。同样的太阳光照射，为什么会出现不同的结果呢？小明想：是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢？于是他从海边取了一些沙子和海水带回家进行探究。
小明在两个相同玻璃杯中分别装上相同质量的海水和沙子，用一个100W的白炽灯同时照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值。记录的数据如下所示。
照射时间/min
0
2
4
6
8
10
12
温度/℃
海水
31.0
31.6
32.1
32.5
32.8
33.0
33.1
沙子
31.0
32.5
33.8
34.8
35.8
36.0
36.3
（1）小明探究的物理问题是什么？
（2）小明根据收集到的数据在方格纸上已经画出了海水的温度随时间变化的图像，如图11所示。请你在同一方格纸上画出沙子的温度随时间变化的图像。

（3）分析小明探究中收集到的数据或根据数据画出的两个图像，你能得出什么探究结论？
（4）小明发现“夏天海边的沙子烫脚而海水却很凉”。请你用简略的语言从日常生活或自然中举一个类似的现象。
现象举例： 。
6．某中学锅炉房每天要将3t水从20℃加热到100℃。问：（1）这些水要吸收热量为多少？(2)“西气东输”实现后，可用天然气作为燃料来烧水，设天然气完全燃烧释放热量的75%被水吸收，学校每天因烧水要消耗天然气的体积是多少m3？（q天然气=3.4×107J/m3。）

型 号
EWH—80B
额定功率
1500W
额定电压
220V
容 量
125L
外型尺寸
842×463×415mm3
7．有一种太阳能、电能两用热水器，它接收太阳能的真空镀膜管的总有效面积约为1.25m2，能将接收的太阳能的40％转化为水的内能。该电热水器铭牌见下表：
(1)晴天时，用太阳能加热，每年6月份，梅州地区向着阳光的地方平均每1m2的面积在1h内得到的太阳能为4.2×106J，如果每天接收太阳能的时间以10h计算，可以将125kg、初温为30℃的水加热到多少摄氏度?[水的比热容c=4.2×103J／(kg·℃)]
（2）如果遇到雨天用电加热，热水器在额定电压下工作时，将上述同样质量、初温的水加热到同样的温度需多长时间?(假定所消耗的电能全部转化为水的内能)

8．有一功率为40KW，热机效率为25%的汽车正在一平直的公路上行驶，此时油箱中仅剩下5kg的汽油,如果不考虑热机其他的能量损失，汽车以15m/s的速度向前行驶，问还可前进多少km (汽油的热值为4.6×107J/kg)