内容正文:
第十四章 内能与热机 知识清单
第一节 内能及其改变
(一)内能的概念
1. 构成物体的所有分子,其热运动的____和分子____的总和,叫做物体的内能。
2. 内能的单位是____,符号为____,各种形式能量的单位均为此。
3. 一切物体,不论温度高低,都具有____,如0℃的冰也有内能。
4. 物体温度升高时,分子的无规则运动____,内能____;温度降低时,分子运动____,内能____。
5. 相同温度下,质量越大的同种物质,内能通常____;质量相同的同种物质,温度越高,内能____。
6. 物体的内能还与物质的____、____等因素有关。
(二)内能的改变
1. 改变物体内能的两种方式是____和____,这两种方式在改变物体内能上是____的。
2. 热传递的条件是物体之间或物体的不同部分之间存在____,热传递的方向是从____物体向____物体传递。
3. 热传递的实质是____的转移,在热传递过程中,传递能量的多少叫做____。
4. 用热水袋取暖时,人体通过____方式获得内能;冬天搓手取暖是通过____方式改变内能。
5. 冬天对手哈气,手感到暖和,是因为哈出的热气通过____使手的内能增加;双手相互摩擦取暖,是通过____将机械能转化为内能。
6. 物体吸收热量时内能____,放出热量时内能____,但温度不一定发生变化,如晶体熔化过程。
7. 对物体做功,物体的内能会____;物体对外做功,自身的内能会____,如打气筒打气时筒壁发热是因为活塞对空气____。
8. 热传递过程中,高温物体____热量,内能____;低温物体____热量,内能____。
第二节 物质的比热容
(一)比热容的概念
1. 一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的____与它的____和升高的____乘积之比,叫做这种物质的比热容。
2. 比热容的符号是____,单位是____,读作“焦每千克摄氏度”。
3. 比热容是物质的一种____,它只与物质的____和____有关,与物质的质量、温度变化量等无关。
4. 水的比热容是____,其物理意义是1kg的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量是____。
5. 由于水的____较大,沿海地区昼夜温差比内陆地区____,冬季用水取暖、夏季用水降温都利用了这一特性。
6. 质量相同的不同物质,吸收相同的热量时,比热容大的物质温度升高得____;升高相同温度时,比热容大的物质需要吸收____的热量。
(二)比热容的应用与计算
1. 比热容的计算公式为c=,其中Q表示,m表示____,Δt表示____。
2. 由比热容公式可推导出热量计算公式Q吸=,Q放=。
3. 用相同的加热器加热质量相等的水和煤油,在相同时间内两者吸收的热量____,由于水的比热容更大,所以____的温度升高得更快。
4. 太阳能热水器内装有质量为100kg的水,水温从20℃升高到70℃,水吸收的热量为____J(c水=4.2×10³J/(kg·℃))。
5. 质量为2kg的某种液体,温度升高5℃时吸收的热量为2.1×10⁴J,该液体的比热容为____J/(kg·℃)。
6. 汽车发动机用水做冷却剂,是因为水的____大,相同条件下能吸收更多的____,有效降低发动机温度。
7. 质量之比为1:2的甲、乙两种物质,比热容之比为3:1,升高相同温度时,吸收的热量之比为____。
8. 两种物质的质量之比为2:3,吸收相同热量后,温度升高之比为3:2,则它们的比热容之比为____。
第三节 热机
(一)热机的基本概念
1. 热机是利用____做功的机械,其工作原理是将燃料燃烧产生的____转化为____。
2. 燃料燃烧时,将____能转化为____能,热机再将其转化为____能。
3. 常见的热机有蒸汽机、____、汽轮机、____等。
4. 内燃机是燃料在____内燃烧产生动力的热机,分为____和____两种。
5. 如图所示(教材蒸汽顶塞实验),水蒸气推动软木塞做功,将____能转化为____能,该实验体现了____的工作原理。
(二)汽油机的构造与工作过程
1. 单缸四冲程汽油机的主要部件包括汽缸、、连杆、、进气门、排气门和____等。
2. 汽油机的一个工作循环由____、、、____四个冲程组成。
3. 吸气冲程中,____打开,关闭,活塞向____运动,吸入汽缸的是。
4. 压缩冲程中,进气门和排气门均____,活塞向____运动,将____能转化为____能,冲程末火花塞产生电火花点燃燃料混合物。
5. 做功冲程中,进气门和排气门均____,燃料燃烧产生高温高压燃气,推动活塞向____运动,将____能转化为____能,此冲程是汽油机获得动力的冲程。
6. 排气冲程中,____打开,____关闭,活塞向____运动,排出汽缸内的废气。
7. 单缸四冲程汽油机完成一个工作循环,活塞往复____次,曲轴(飞轮)转动____周,对外做功____次,完成____个冲程。
8. 某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min,则其1s内飞轮转动____r,完成____个工作循环,对外做功____次,活塞往复____次。
(三)柴油机与热机效率
1. 柴油机与汽油机相比,汽缸顶部安装的是____而不是火花塞,吸气冲程吸入的是____而不是燃料混合物。
2. 柴油机的点火方式为____,汽油机的点火方式为____。
3. 柴油机的做功功率通常较____,多用于载重汽车、火车、轮船等重型机械。
4. 热机效率是指用来做____的那部分能量与燃料____放出的能量之比,公式为η=____。
5. 热机工作时,能量损失主要包括燃料未完全燃烧、____、____和克服摩擦做功等,因此热机效率总是____1。
6. 提高热机效率的措施有:使燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、____等。
7. 某汽油机工作时,消耗5kg汽油(q汽油=4.6×10⁷J/kg),完全燃烧放出的热量为____J,若对外做的有用功为9.2×10⁷J,则该汽油机的效率为____。
8. 能量守恒定律指出:能量既不会凭空____,也不会凭空____,它只会从一种形式____为其他形式,或者从一个物体____到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量____。
9. 永动机的设想违背了____定律,因此不可能实现。
参考答案
第一节 内能及其改变
(一)内能的概念
1. 动能;势能
2. 焦耳;J
3. 内能
4. 加剧;增加;减缓;减少
5. 越大;越大
6. 种类;状态
(二)内能的改变
1. 做功;热传递;等效
2. 温度差;高温;低温
3. 内能;热量
4. 热传递;做功
5. 热传递;做功
6. 增加;减少
7. 增加;减少;做功
8. 放出;减少;吸收;增加
第二节 物质的比热容
(一)比热容的概念
1. 热量;质量;温度
2. c;J/(kg·℃)
3. 特性;种类;状态
4. 4.2×10³J/(kg·℃);4.2×10³J
5. 比热容;小
6. 慢;更多
(二)比热容的应用与计算
1. Q/(mΔt);吸收或放出的热量;质量;温度变化量
2. cm(t-t₀);cm(t₀-t)
3. 相等;煤油
4. 2.1×10⁷
5. 2.1×10³
6. 比热容;热量
7. 3:2
8. 1:1
第三节 热机
(一)热机的基本概念
1. 内能;内能;机械能
2. 化学;内;机械
3. 内燃机;喷气发动机
4. 汽缸;汽油机;柴油机
5. 内;机械;热机
(二)汽油机的构造与工作过程
1. 活塞;曲轴;火花塞
2. 吸气冲程;压缩冲程;做功冲程;排气冲程
3. 进气门;排气门;下;汽油和空气的混合物
4. 关闭;上;机械;内
5. 关闭;下;内;机械
6. 排气门;进气门;上
7. 两;两;一;四
8. 50;25;25;50
(三)柴油机与热机效率
1. 喷油嘴;空气
2. 压燃式;点燃式
3. 大
4. 有用功;完全燃烧;Q有/Q放×100%
5. 废气带走热量;散热损失;小于
6. 减小机械摩擦
7. 2.3×10⁸;40%
8. 消灭;产生;转化;转移;保持不变
9. 能量守恒
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