内容正文:
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考点 8 内能和热机
一、分子动理论
1. 分子动理论:物质是由大量的 分子 组成的ꎬ分子都在不停的 做无规则运动 ꎬ分子间存在着引力和斥力ꎻ
2. 分子热运动:物体内大量分子的 无规则 运动ꎻ
3. 扩散现象:两种不同的物质互相接触时ꎬ彼此进入对方的现象ꎬ扩散现象表明分子在 不停地做无规则运
动 ꎬ温度越高ꎬ分子的热运动越 剧烈 ꎬ扩散越快.
4. 分子之间存在着相互作用的 引力和斥力 . 分子的距离变小时ꎬ表现为 斥力 ꎬ距离变大时ꎬ表现为
引力 .
二、内能和热量
1. 温度、内能、热量的比较
温度 内能 热量
定义
温 度 是 用 来 表 示 物 体
冷热程度 的物理量
内能是物体内部 所有分子
热运动的动能与 分子势能
的总和
热量是热传递的过程中ꎬ转
移 内能 的多少的物理量
单位 摄氏度(℃) 焦耳(J) 焦耳(J)
描述 “是”“升高”或“降低” “具有”“增加”或“减少” “吸收”或“放出”
相关因素 整个物体分子平均动能 物体的质量、体积、温度、状态等 热传递、状态变化
示例 今天天气很热(温度) 摩擦生热(内能) 晶体熔化要吸热(热量)
联系
①物体吸收或放出热量、物体温度的变化ꎬ一定引起 内能 的变化ꎮ 但物体内能的变化
不一定引起物体温度的变化ꎬ也不一定是物体吸收或放出热量引起的(可能是做功引起的)ꎮ
②物体吸热或放热ꎬ温度可能发生变化ꎻ物体温度发生变化ꎬ可能是物体吸热或放热引起的
(还可能是做功引起的)
2. 做功和热传递的比较
条件 实质 形式 相同点
热传递
做功
不同的物体或物体的不同
部分之间存在 温度差
外界对物体做功ꎬ物体内
能 增大
物体对外做功ꎬ物体内能
减少
内能 的转移(由高温
物体转移到低温物体)
其他形式的能量与 内
能 之间的相互转化
吸热升温ꎬ内能 增大 ꎻ
放热降温ꎬ内能 减小
弯折、锻打物体做功ꎬ压
缩气体做功ꎬ克服摩擦做
功等ꎬ物体的内能增大
气体膨胀对外做功ꎬ气体
的内能 减少
做功和热传
递都可以改
变物体的内
能ꎬ且效果
相同
3. 比热容
(1)物体吸收热量的多少ꎬ不仅与其 质量 、 温度的变化 有关ꎬ还与它是什么物质有关.
(2)单位质量的某种物质温度升高 1 摄氏度时所吸收的热量ꎬ叫作这种物质的比热容. 用 c 来表示ꎬ单位是
J / (kg℃) .
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(3)物体吸收(放出)热量的公式: Q吸 = cm(t - t 0) ꎬ Q放 = cm( t 0 - t) .
(4)水的比热容是 4. 2 ×10 3 J / (kg℃) ꎬ他表示的物理意义是 1 千克水温度升高(或降低) 1℃ 所吸收
(或放出)的热量是 4. 2 × 10 3 J .
4. 热值
(1)概念:1kg 某种燃料 完全燃烧 放出的热量ꎬ叫作这种燃料的热值. 单位是 J / kg 或 J / m 3 .
(2)计算: Q = mq.
三、热机
1. 汽油机的工作过程
吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
示意图
工作过程
进气门打开ꎬ 排气
门 关 闭ꎬ 活 塞 向
下 运 动ꎬ 汽 油
和空气的混合物从
进气门 被吸入
汽缸
进气门和排气门都
关闭ꎬ活塞向 上
运动ꎬ燃料混合物被
压缩ꎬ压强增大ꎬ温
度 升高
在压缩冲程结束ꎬ做功冲程开
始时ꎬ 火花塞 产生电火
花ꎬ使燃料猛烈燃烧ꎬ产生高
温高压的气体ꎮ 高温高压气
体推动活塞向下运动ꎬ并通过
连杆带动曲轴转动ꎬ对外做功
飞轮由于惯性会
继续转动使活塞
上升ꎬ此时进气
门关闭ꎬ排气门
打开ꎬ废气被排
出汽缸
能量转换 无 机械能 → 内能 内能 → 机械能 无
曲轴运动 半周 半周 半周 半周
说明
①四个冲程中发生能量转化的有两个冲程:压缩冲程和 做功 冲程ꎬ但内能转化为机械能提供
动力的冲程只有 做功 冲程ꎬ其他三个冲程都是靠飞轮的 惯性 来完成的ꎮ 在汽油机发动
时ꎬ要靠外力先使飞轮和曲轴转动起来ꎬ由曲轴通过连杆带动活塞运动以后ꎬ汽油机才能正常工作ꎮ
②在汽油机的一个工作循环中ꎬ活塞往复运动两次ꎬ曲轴和飞轮转两周ꎬ对外做功 一 次
2. 汽油机和柴油机的异同
汽油机 柴油机
构造 汽缸比较短ꎬ上方有一个 火花塞 汽缸比较长ꎬ上方有一个 喷油嘴
燃料 汽油 柴油
吸气冲程中吸入汽缸的物质 汽油和空气的混合物 柴油
点火方式 点燃式 压燃式
效率 较低 较高一些
应用 小型汽车摩托车 配置汽车大型拖拉机
相同点
①二者都是将内能转化为 机械 能的热机ꎻ
②二者均由