初三物理知识点:内能与热机

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初三物理知识点:内能与热机


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初三物理知识点:内能与热机


内能与热机知识点

(二)内能的初步概念

1.内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能.

2.影响物体内能大小的因素:

温度:在物体的质量,材料、状态相同时,温度越高物体内能越大.

质量:在物体的温度、材料、状态相同时,质量越大,物体的内能越大.

材料:在温度、质量和状态相同时,物体的材料不同,物体的内能可能不同.

存在状态:在物体的温度、材料质量相同时,物体存在的状态不同时,物体的内能也可能不同.

3.内能与机械能不同:机械能是宏观的,是物体作为一个整体运动所具有的能量,它的大小与机械运动有关.

内能是微观的,是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和.内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关.这种无规则运动是分子在物体内的运动,而不是物体的整体运动.

4.热运动:物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动.

(三)内能的改变

1.改变物体内能的方法

(1)做功可以改变物体的内能:

对物体做功物体内能会增加.物体对外做功物体的内能会减少.

做功改变物体内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化.

(2)热传递可以改变物体的内能.

热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象.

热传递的条件是有温度差,传递方式是:传导、对流和辐射.热传递传递的是内能(热量),而不是温度.

热传递过程中,物体吸热,温度升高,内能增加;放热温度降低,内能减少.

热传递过程中,传递的能量的多少叫热量,热量的单位是焦耳.热传递的实质是内能的转移.

2.做功和热传递改变物体内能的区别:

由于它们改变内能上产生的效果相同,所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的.但做功和热传递改变内能的实质不同,前者能的形式发生了变化,后者能的形式不变.

(四)比热容与热量

1.比热容

(1)定义:单位质量的某种物质温度升高(降低)1时吸收(放出)的热量.

(2)物理意义:表示物体吸热或放热的本领的物理量.

(3)比热容是物质的一种特性,与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关.

(4)水的比热容为4.2×103J/(kg·) ,表示:1kg的水温度升高(降低)1吸收(放出)的热量为4.2×103J.

水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热等,是因为水的比热容大.

2.热量

(1)计算公式:Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t)

(2)热平衡方程:不计热损失 Q吸=Q放

(五)内能的获得——燃料的燃烧

 1.热值

(1)定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值.

(2)单位:J/kg

(3)公式:Q=mq(给出质量q为热值). Q=Vq(给出体积)

(4)酒精的热值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J.

(5)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.

2.炉子的效率

(1)定义:炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比.

(2)公式:η=Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ qm′

(六)内能的利用

1.内能的利用方式

利用内能来加热;从能的角度看,这是内能的转移过程.

利用内能来做功;从能的角度看,这是内能转化为机械能的过程.

2.内燃机:它主要有汽油机和柴油机.

(1)内燃机的工作过程:

内燃机的每一个工作循环分为四个阶段:吸气、压缩、做功和排气冲程.

在这四个阶段,吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的,而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程,是把内能转化为机械能.另外压缩冲程将机械能转化为内能.

(2)热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率.

公式:η=W有用/ Q总= W有用/qm

(3)提高热机效率的途径:

使燃料充分燃烧

尽量减小各种热量损失

机件间保持良好的润滑、减小摩擦.

效率公式总结:

(1)炉子的效率:       η=Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ qm′

(2)热机的效率:       η=W有用/ Q总= Fs/qm 或Pt/qm

(3)太阳能热水器的效率:       η=Q吸/ W太阳= cm(t-t0)/PST

(4)电热水器的效率:       η=Q吸/ W电= cm(t-t0)/Pt(或UIt)


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