内容正文:
第49讲 内能与比热
主干梳理
1.定义:物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和。
2.单位:__焦耳__,符号为__J__。
3.影响因素
(1)温度:同一物体,温度越高,内能越大;温度降低时,内能__减少__。
(2)质量:在温度相同,其他因素一定的情况下,质量越大,分子的数量越多,物体内能__越大__。
(3)体积:在温度相同、其他因素一定的情况下,物体的体积变化,分子间的势能发生变化,物体的内能也发生变化。
(4)物态:同一物体在不同状态下其内能__不同__。
1.改变内能的方式
项目
热传递
做功
实质
内能的__转移__
内能与其他形式的能之间的__转化__
说明
条件:物体间存在__温度差__
传递方向:能量从高温物体传递到低温物体,直到两物体__温度__相等为止
做功改变物体内能的两种情况:一是外界对物体做功,物体内能__增加__;二是物体对外界做功,物体内能__减少__
联系
做功→内能改变→温度不一定改变
热传递→内能改变→温度改变
[温馨提示]克服摩擦力做功,物体内能增加。
2.内能与机械能的区分
项目
机械能
内能
对应运动
机械运动
热运动
种类
动能、重力势能、
弹性势能
物体内所有分子热运动的动能与分子势能之和
影响因素
物体的质量、速度、位置
物体的温度、体积、质量、物态
本质
宏观的物体运动
组成物体的微粒(原子)的运动的总和
1.定义:在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。
2.单位:热量的单位为__焦耳__,符号为__J__。
(1)与内能的关系:物体吸收热量时内能__增加__,放出热量时内能__减少__,物体吸收或放出的热量越多,它的内能改变越大。
(2)①热传递过程中传递的是内能(热量),而不是温度。
②热量不能说“含有”或“具有”,物体具有的是能量,如内能、机械能等。
③温度是一个状态量,反映分子无规则运动的剧烈程度。
3.温度、内能、热量之间的关系辨识
(1)温度:表示物体的冷热程度,是一个状态量,只能说“一个物体的温度是多少”。
(2)热量:是一个过程量,只能用“吸收”或“放出”描述。
(3)内能:是一个状态量,只能说“具有”“增加”或“减少”。
1.热机分类:蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机等。
2.汽油机
(1)定义:以汽油为燃料的内燃机。
(2)工作原理:通过做功把内能转化为机械能。
名称
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
示意图
进气门
__开启__
关闭
关闭
关闭
排气门
关闭
关闭
关闭
__开启__
火花塞
未点火
未点火
__点火__
未点火
活塞运
动方向
向下
__向上__
__向下__
向上
能量的
转化
/
__机械__
能转化为
__内__能
__内__
能转化为
机械能
/
1.定义:1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量,符号为q。
2.单位:焦/千克(J/kg)。
3.特性:热值是燃料的一种属性,与燃料的形状、体积、质量和是否充分燃烧等无关,只与燃料的__种类__有关。
4.公式
(1)Q=__mq__(适用于固体、液体)。
(2)Q=__qV__(适用于气体)。
1.概念:单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或释放)的热量,用符号c表示。
2.单位:焦每千克摄氏度,即焦/(千克·摄氏度),符号为__J/(kg·℃)__。
3.物质吸放热的计算
公式:Q=__cmΔt__。
4.特性
(1)比热容是反映物质自身性质的物理量,不同的物质,比热容一般__不同__。
(2)同种物质,在不同状态下的比热容一般__不同__(比如水和冰)。
5.比热容的应用
(1)汽车发动机用水做冷却剂。
(2)沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大。因为水的比热容比砂石大得多,质量相同的水和砂石,吸收或放出的热量相同的条件下,水的温度变化比砂石要小得多。因此,在同样的阳光照射条件下,一天之内,内陆地区的气温变化比沿海地区大。
(3)冬天的菜窖里放一桶水,防止菜冻坏等。
【实验突破】比较不同物质的吸热情况
1.实验方法:控制变量法、__转换法__(通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱)。
2.实验装置(如图所示)
3.实验液体的选择:质量相同的不同液体。
4.选择相同热源的目的:保证相同加热时间吸收的热量相同。
5.使用电加热器代替酒精灯的好处:易于控制产生热量的多少。
6.实验中不断搅拌的目的:使液体受热均匀。
7.描述物体吸热能力的物理量:比热容。
8.结论:相同质量的不同物体,吸收相同的热量后升高的温度不同,比热容大的升高的温度低。
9.做哪些实验还能用到此实验器材?答:水的沸腾实验;探究电流产生的热量与哪