内容正文:
重难点
第10天 内能及其应用
常识必背
1.常见物质由分子和原子构成。
2.分子间存在间隙,例如500mL水与500mL酒精混合后的总体积小于1000mL。
3.分子都在永不停息地做无规则运动,例如花香四溢、墨水扩散等等。
4.分子之间存在引力和斥力,例如固体很难被压缩等等
5.扩散现象:不同物质在相互接触时彼此进入对方的现象,扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动。
6.物体的内能是物体内部所有分子无规则运动的动能与分子势能的总和。
7.物体的温度升高,物体的内能增大,温度降低,物体的内能减少。
8.影响内能大小的因素有物体的质量、温度、材料、状态。
9.改变物体内能的方法
(1)做功可以改变物体的内能:外界对物体做功,物体内能增加,温度升高;物体对外界做功,物体的内能减少,温度降低。可以用做功来量度物体内能的变化。
(2)热传递可以改变物体的内能:物体吸收热量,其内能增加;物体放出热量,其内能减少。可以用吸放热量的多少来量度物体内能的变化。
(3)做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。
10.比热容是物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容,它不随质量、体积、温度而改变。
11.水的比热容较大,表明相同质量的水和其他物质吸收(或放出)相同的热量,水的温度升高(或降低)得小,因此水常用作冷却剂,也用热水来取暖,在自然界中水还能调节气候。
12.用比热容解释自然现象
(1)农村的温差比城市的温差小:城市里多高楼大厦,建筑物的材质以混凝土为主,而农村多河川和湖泊,由于水的比热容比混凝土要大,吸收相同的热量时温度变化小,所以农村早晚温差比城市要小。
(2)在生产生活中我们常常用水来冷却:因为水的比热容比较大,相同质量的水和其他液体相比能带走的热量更多,所以更适合冷却,且水的成本比较低,获取途径比较简单。
13.热机
(1)定义:把内能转化为机械能的机器。
(2)热机的基本原理是燃料的化学能通过燃烧转化为内能,又通过做功把内能转化为机械能。
(3)种类:热机常见有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
14.内燃机
(1)定义: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。
(2)分类:分为汽油机和柴油机两大类。.
(3)内燃机一个工作循环由四个冲程组成,吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中,每完成一个工作循环,活塞往复两次,飞轮转动两周。一个工作循环,只有做功冲程对外做功,吸气冲程、压缩冲程、排气冲程都是靠飞轮的惯性来完成的,所以飞轮的质量比较大。
(4)汽油机和柴油机的比较
15.燃料燃烧的实质:燃料燃烧过程中,燃料储藏的化学能转化为内能。
16.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。火箭常用液态氢做燃料,是因为液态氢的热值大,体积小便于储存和运输。
17.热机效率低的原因:
第一,燃料并未完全燃烧;
第二,热机工作的排气冲程要将废气排出,而排出的气体中还具有内能,另外气缸壁等也会传走一部分内能;
第三,由于热机的各部分零件之间有摩擦,需要克服摩擦做功而消耗部分能量;
第四,曲轴获得的机械能也未完全用来对外做功,而有一部分传给飞轮以维持其继续转动,这部分虽然是机械能,但不能称之为有用功。
18.提高热机效率的途径;
(1)使燃料充分燃烧;
(2)尽量减小各种热量损失;
(3)机件间保持良好的润滑、减小摩擦。
19.热机造成的环境污染包括:燃料燃烧过程中会产生有害气体,燃料的不完全燃烧还会产生大量的粉尘、飞灰,这些都会污染大气,危害人体健康,影响植物正常生长。要减小污染可改进燃烧设备,采取集中供热,提高燃烧效率,减少有害气体的排放量,采用污染小的气体燃料,加装消烟除尘装置等。
20.在利用燃料燃烧产生内能时,主要存在两大问题:一是提高效率,尽可能增加可利用的能量,减少浪费,节约能源,是缓解能源危急的重要途径;二是减少有害气体的排放,减少污染,保护人类及所有生命的生存环境。
易错易混
1.内能与机械能的区别:内能与分子热运动和分子间相互作用有关,机械能与整个物体的机械运动情况有关,它们是两种不同形式的能量。一切物体都有内能,但不是所有的物体都具有机械能。
2.肉眼所能看到的物体运动,是不可以证明分子在不停地做无规则运动的,因为肉眼是看不到分子的,例如灰尘扩散、沙尘暴等,都不能证明分子在不停地做无规则运动。
3.做功改变物体内能的实质是内能和其他形式能之间的相互转化。
4.热传递改变物体内能的实质是内能在物体间的转移,能的形式不变。
5.温度、热量、内能的关系
(1)温度:表示物体的冷热程度。温度升高,内能增加,但不一定吸热(如钻木取火、摩擦生热)。
(2)热量:是一个过程量。吸收热量,不一定升温(如晶体熔化、水沸腾),内能不一定增