第10章 内能（期中复习课件）九年级物理上学期新教材沪科版（五四学制）

沪科版（五·四学制） 九年级上册 第10章 内能 01 02 03 04 05 CONTENTS 热量 比热容 内能 热机及其工作原理 热机的效率 PART ONE 热量 比热容 低温物体 热传递 高温物体 热量 热量 物理符号表示：_______。 示 单位：________，简称焦，符号是J。 温度、热量、能量的概念的联系与区别： ①热量不能说含有（是一个过程量）、温度不能说传递； ②热量与能量：热量是在热传递过程中吸收或放出能量的多少。 Q 焦耳 如图10-1-2所示，木棒和铜棒安装在金属支架上，在这两根棒的末端分别用凡士林等距离地粘上一根牙签。用酒精灯加热金属支架A端，观察哪根牙签先落下。 比较比较不同物质的导热性 大量实验表明，不同物质的导热性一般不同。铜、铁、铝等（金属）物质容易导热，制成拖鞋的塑料、橡胶、木材等物质则不容易导热。 通过上述实验发现，粘在铜棒上的牙签落下时，木棒上的牙签还牢牢地粘在上面。这说明铜棒的导热性比木棒的导热性强。 物质的比热容 比热容 概念：一定质量的某种物质，温度升高(或降低) 时_______(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)_______的乘积之比，叫做这种物质的比热容。 比热容是一个什么性质的物理量：描述不同物质吸放热的性质的物理量；反映物质自身性质的物理量。 表示与单位：比热容用____表示，单位是焦/(千克 · 摄氏度),符号是J/(kg·℃) 。 c = Q m·∆t Q的单位：焦耳（J） m的单位：千克（kg） ∆t的单位：摄氏度（℃） c的单位：焦/（千克·摄氏度),读作焦每千克摄氏度，符号：J/（kg·℃） 温度 吸收 公式： c 物质吸收或放出的热量 物质的质量表 示 升高或降低的温度 物质的种类有关 物质的吸放热与哪些因素有关 水的比热容较大 水的比热容相对较____ 调节地表温度表 示 汽车发动机的冷却剂表 示 航天服的液冷服和通风服表 示 夏季蒸发吸热降温表 示 大 ②物体温度升高时，所吸收的热量为： ③物体温度降低时，所放出的热量为： t0 表示物体原来的初温度，t 表示物体的末温度。 Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt c ①根据比热容公式 热量的计算公式 PART TWO 内能 内能 内能 内能 表 示 分子动能表 示 分子势能表 示 内能的单位：焦耳(J) 表 示 一切物体都具有内能表 示 内能大小的影响因素：_______、体积、状态。 温度 热传递过程中，高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增加。 高温物体 热传递 热量 低温物体 放出热量，内能______ _______热量，内能增加 内能_______ 改变内能的方式一 ——热传递 减少 吸收 转移 改变内能的方式二 ——做功 如图10-2-4 所示，将少许易燃粉末放入密闭的厚壁玻璃筒底部，快速向下按压活塞2～3 次，观察玻璃筒内发生的现象。 图 10-2-4 压缩气体改变内能 现象：上述实验中，快速向下按压活塞，玻璃筒内的易燃粉末会燃烧。 解释：这是因为活塞对玻璃筒内的气体做功，气体的内能增加，温度_______，引燃粉末。 _______也是改变内能的一种方式。 升高 做功 活塞 做功 玻璃瓶内的气体 其他形式能 内能 转化 热传递 做功 区别 改变内能 高温物体_______热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能_______。 热传递的条件：温度差。 外界对物体做功，物体内能_______。 实质 内能的_______。 其他形式能_______为内能。 联系 热传递和做功在改变物体的内能上是等效的。 小结 放出 增加 转移 增加 转化 PART THREE 热机及其工作原理 如图10-3-2 所示，将适量水注入试管并用橡胶塞塞住试管口。用酒精灯加热试管，直至橡胶塞被“顶出”试管口。讨论并交流橡胶塞被“顶出”试管口的原因。 图 10-3-2 加热封闭的试管 自主活动 在上述实验中，酒精燃烧放出的热量，使水蒸气受热膨胀对橡胶塞做功，使橡胶塞被“顶出”试管口。 上述实验可以用来简单模拟热机产生动力的过程。 内能 机械能 转化 热机工作原理：图10-3-3为热机工作原理的示意图，热机自高温物体处吸收热量，其中一部分用来__________，另一部分流向__________。 对外做功 图 10-3-3 热机的工作原理图 热机及其分类、工作原理 热机：我们把利用燃料燃烧释放的能量做功的机械叫做热机 。 热机的分类：按照燃料燃烧场所的差异，热机可分为外燃机和_______两种。 内燃机 对外做功 低温物体 图 10-3-4 汽油机结构示意图 图10-3-6 柴油机结构示意图 如图 10-3-4 所示，汽油机主要由气缸、活塞、火花塞、进气门、排气门、曲轴和连杆组成。 汽油机、柴油机的结构 柴油机的结构与汽油机相似，图10-3-6为柴油机的结构示意图，由于柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，气缸顶部的火花塞换成了喷油嘴。 活塞向下运动 进气门开启，排气门关闭，汽油和空气的混合气体进入气缸。 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，将混合气体压缩。 气缸顶端的火花塞通电点火，混合气体爆发性燃烧，高温高压气体向下推动活塞做功。 活塞向上运动，排气门开启，废气被排出气缸。 汽油机工作时，活塞在气缸内做往复运动，如图是汽油机工作过程示意图。 压缩冲程与做功冲程 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，将混合气体压缩。 气缸顶端的火花塞通电点火，混合气体爆发性燃烧，高温高压气体向下推动活塞做功。 图10-2-4 压缩气体改变内能 图10-3-2 加热封闭的试管 _______ 内能 转化 _______ 机械能 转化 内能 机械能 柴油机的工作循环过程：柴油机的工作循环过程也分为吸气、压缩 、做功、排气四个冲程。 1. 吸气冲程中只有________进入气缸。 2. 压缩冲程使气缸内的空气温度升高。压缩结束时，气缸内温度超过柴油燃点，此时，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即燃烧起来。 3. 做功冲程中气缸内气体的压强、温度急剧增大，从而有力地推动活塞对外做功。 柴油机的工作循环工程 空气 PART FOUR 热机的效率 研究发现，质量或体积相等的不同燃料，在完全燃烧时所放出的热量一般不同。 热值 热值：在物理学中，把某种燃料完全燃烧时放出的热量 Q与燃料质量m之比，叫做这种燃料的热值,用_______表示。 公式 ； 物理意义：热值在数值上等于_______kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 燃料完全燃烧放出的热量 Q = _______。 q: 燃料的热值，单位：焦/千克，读作“焦每千克”,符号：J/kg。 Q：燃料完全燃烧放出的热量，单位：J。 m: 燃料的质量，单位：kg。 热值 q mq 1 气体燃料的热值 气体燃料的热值也可以用 1 个标准大气压、 0 ℃ 时，气体完全燃烧时放出的热量与其体积之比来表示。 公式 ;气体燃料的单位：焦/米³，读作“焦每立方米”,符号：J/m3。 物理意义：热值在数值上等于在标准状况下1m3的燃料完全燃烧放出的热量。 气体燃料的热值 热机工作时对外做功的能量只是从高温物体吸收的一部分能量；高温物体的相当一部分能量散失了。对于内燃机而言，由于其排出的废气温度较高，带走很大一部分能量；此外，还有一部分能量损耗在散热及克服摩擦做功上。 图10-4-4 为某汽车发动机的能量分配图。 图 10-4-4 某汽车发动机能量分配图 汽车发动机能量分配图 1.热机效率：热机工作时，用来做功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 η *2.公式： 3.物理意义：热机的效率是热机性能的重要指标，在做功相同的情况下，热机的效率越高，燃料的消耗越少。高效率、低油耗热机的研制是现代科技的一个重要方向。 热机效率 4. 一般情况下，η蒸汽机＜η汽油机＜η柴油机。 提高热机效率的主要途径： 为合理利用能源，人们一直在努力提高热机效率，其主要途径是减少热机工作中的各种能量损失、‌降低机械摩擦损失等。 1.减少热量散失： 使用陶瓷基复合材料等高效隔热材料包裹高温部件；‌‌ 强化冷却系统热管理，避免过量散热导致的能量浪费。‌‌ 2.‌降低机械摩擦损失‌： 采用纳米润滑油或磁悬浮轴承技术减少运动部件摩擦；‌‌ 优化活塞环与气缸壁间隙设计，降低摩擦力损耗。‌‌ 提高热机效率的主要途径 课堂小结 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $