9年级物理第13和14章

【知识点】第十三章热和能第一节分子热运动1、扩散现象：定义：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：①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动；②分子之间有间隙。

固体、液体、气体都可以发生扩散现象，只是扩散的快慢不同，气体间扩散速度最快，固体间扩散速度最慢。

汽化、升华等物态变化过程也属于扩散现象。

扩散速度与温度有关，温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散越快。

由于分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫做分子的热运动。

2、分子间的作用力：分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的。

①当分子间距离等于r0（r0=10-10m）时，分子间引力和斥力相等，合力为0，对外不显力；②当分子间距离减小，小于r0时，分子间引力和斥力都增大，但斥力增大得更快，斥力大于引力，分子间作用力表现为斥力；③当分子间距离增大，大于r0时，分子间引力和斥力都减小，但斥力减小得更快，引力大于斥力，分子间作用力表现为引力；④当分子间距离继续增大，分子间作用力继续减小，当分子间距离大于10 r0时，分子间作用力就变得十分微弱，可以忽略了。

第二节内能1、内能：定义：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。

任何物体在任何情况下都有内能。

内能的单位为焦耳（J）。

内能具有不可测量性。

2、影响物体内能大小的因素：①温度：在物体的质量、材料、状态相同时，物体的温度升高，内能增大，温度降低，内能减小；反之，物体的内能增大，温度却不一定升高（例如晶体在熔化的过程中要不断吸热，内能增大，而温度却保持不变），内能减小，温度也不一定降低（例如晶体在凝固的过程中要不断放热，内能减小，而温度却保持不变）。

②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。

③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。

④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、改变物体内能的方法：做功和热传递。

①做功：做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加（将机械能转化为内能）。

物体对外做功物体内能会减少（将内能转化为机械能）。

做功改变内能的实质：内能和其他形式的能（主要是机械能）的相互转化的过程。

如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。

②热传递：定义：热传递是热量从高温物体传到低温物体或从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。

热量：在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量。

热量的单位是焦耳。

（热量是变化量，只能说“吸收热量”或“放出热量”，不能说“含”、“有”热量。

“传递温度”的说法也是错的。

）热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加；注意：①在热传递过程中，是内能在物体间的转移，能的形式并未发生改变；②在热传递过程中，若不计能量损失，则高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量；③因为在热传递过程中传递的是能量而不是温度，所以在热传递过程中，高温物体降低的温度不一定等于低温物体升高的温度；④热传递的条件：存在温度差。

如果没有温度差，就不会发生热传递。

做功和热传递改变物体内能上是等效的。

第三节比热容1、比热容：定义：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃时吸收（或放出）的热量。

比热容用符号c表示，它的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。

物理意义：水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，物理意义为：1kg的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为4.2×103J。

比热容是物质的一种特性，比热容的大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。

水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。

比较比热容的方法：①质量相同，升高温度相同，比较吸收热量多少（加热时间）：吸收热量多，比热容大。

②质量相同，吸收热量（加热时间）相同，比较升高温度：温度升高慢，比热容大。

2、热量的计算公式：①温度升高时用：Q吸＝cm（t－t0） c＝Q吸m（t－t0）m＝Q吸c（t－t0）t＝Q吸c m+ t0 t0＝t-Q吸c m②温度降低时用：Q放＝cm（t0－t） c＝Q放m（t0－t）m＝Q放c（t0－t）t0＝Q放c m+t t＝t0-Q放c m③只给出温度变化量时用：Q＝cm△t c＝Qm△t m＝Qc△t△t＝Qc mQ——热量——焦耳（J）；c——比热容——焦耳每千克摄氏度（J/(kg·℃)）；m——质量——千克（kg）；t——末温——摄氏度（℃）；t0——初温——摄氏度（℃）审题时注意“升高（降低）到10℃”还是“升高（降低）（了）10℃”，前者的“10℃”是末温（t），后面的“10℃”是温度的变化量（△t）。

由公式Q＝cm△t可知：物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、质量和温度变化量这三个因素决定的。

第十四章：内能的利用第一节：内能的利用内能的利用方式利用内能来加热：实质是热传递。

利用内能来做功：实质是内能转化为机械能。

第二节：热机1、热机：定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。

热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等2、内燃机：内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。

在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（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。

压缩冲程将机械能转化为内能。

做功冲程是由内能转化为机械能。

①汽油机工作过程：②柴油机工作过程：3、汽油机和柴油机的比较：①汽油机的气缸顶部是火花塞；柴油机的气缸顶部是喷油嘴。

②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物；柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。

③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式；柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。

④柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。

⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。

4、热值燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。

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。

用符号q表示。

单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m3）。

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、是否完全燃烧等无关。

公式：、①Q＝qm m=Qq q=QmQ——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每千克（J/kg）；m——燃料质量——千克（kg ）。

②Q ＝qV V=Q q q=Q VQ ——放出的热量——焦耳（J ）；q ——热值——焦耳每立方米（J/m 3）；V ——燃料体积——立方米（m 3）。

物理意义：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 。

煤气的热值是 3.9×107J/m 3，它表示：1m 3煤气完全燃烧放出的热量是 3.9×107J 。

第三节：热机效率影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。

有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）；以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）。

热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。

热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。

公式：总有用Q Q η Q 总=Q 有用η Q 有用= Q 总η 由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。

热机能量损失的主要途径：废气内能、散热损失、机器损失。

提高热机效率的途径：① 使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；② 机件间保持良好的润滑，减小摩擦。

③在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。

常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。

【练习题】13.1分子热运动1. 生活中有许多物理现象可以说明物理原理，你认为以下说法中正确的是（ ）A ．用锉刀锉铁件时，得到很多细小的铁粉，每一粒铁粉就是一个铁分子B ．铁丝很难被拉断，说明分子之间只存在引力C ．铁块很难被压缩，说明分子间只存在斥力D ．洒在桌面上的酒精，过一会儿都蒸发了，说明一切物体里的分子都在不停地做无规则 运动2. 如图所示，将两个铅柱的底面削平，削干净，然后紧紧地压在一起，两铅块就会结合起来，甚至下面吊一重物都不能把它们拉开，而两块光滑的玻璃贴在一起，不会合成一块的原因是（ ）A ．玻璃的分子间不存在引力B ．玻璃接触面的分子间距离太大，分子间作用力太小C ．玻璃太硬，斥力大于引力D ．以上说法都不对3. 焊接金属的方法，一是依照荷叶上的水珠自动结合进行焊接，用高温熔化金属，从而使分子间的距离足够近，金属冷却后就焊接到一起了；二是爆破焊接技术，它是将金属表面清洁后靠在一起，然后靠爆炸产生的巨大压力将两金属压接在一起．这两种方法都是利用分子间距较________（选填“大”或“小”）时分子存在________力实现焊接的．4. 指出下列三个现象中共同反映的物理知识：（1）“八月桂花遍地开”时，很远就能闻到香味；（2）在热水中放一些糖，过一会儿水就变甜了；（3）在公共场所，一人吸烟，周围的人都会受到毒害．A.__________________；B._____________________．5.. 当香喷喷的豆浆打好后，戴眼镜的小王打开豆浆机，他只闻到香味却看不清楚豆浆．请你用学过的物理知识解释其中的原因．【趣味链接】6.1827年，英国植物学家布朗把花粉小颗粒放入水中，通过显微镜观察放有花粉的水滴，发现花粉小颗粒在水中像着魔似的不停地运动，每个花粉小颗粒运动的方向和快慢都在变化，不会停下来．这些花粉小颗粒实际上是由上万个分子组成的分子团，由于受到水分子的无规则运动的撞击而不能平衡，从而表现出无规则运动．这就是著名的布朗运动．【拓宽延伸】布朗运动实质反映了什么？13.2内能1. 在学习了内能的知识后，几位同学对于内能的知识提出了下列说法，正确的是（）A．晓华：炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块也具有内能B．晓峰：运动速度大的物体内能大C．晓玲：物体的内能与温度无关D．晓平：物体对外做功其内能一定增大2. 温度、热量和内能三个物理量遇到了一起，下列关于它们的说法正确的是（）A．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多B．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递C．内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体D．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变3. 如图所示是模拟点火爆炸装置，当揿动电火花发生器的按钮时，我们可以看到上面的盒盖将_________，同时听到“砰”的一声响．在此过程中，燃气的_________能减少，转化为_________的_________能．4. 通过课本中的实验探究，同学们知道了做功可以改变物体的内能，具体地说：对物体做功，物体的内能会增加．那么“物体对外做功，物体的内能会减少吗”？严小明同学对这个猜想设计了如图所示的实验：用酒精灯加热试管中的水，使水沸腾，他看到了水蒸气将木塞冲开，并冒“白气“，这充分说明了水蒸气_________，水蒸气内能_________，温度_________．在这个过程中_________能转化为_________能．实验说明：_________，从而验证了小明的猜想是_________（选填“正确”或“错误”）的．5. 位于芜湖市的“神山铸剑”遗址极富传奇色彩，相传春秋时干将在此设炉造剑，三年成剑，锋利无比．干将造剑主要是利用了金属具有良好的_________（选填“弹性”、“硬度”或“延展性”），可锻打成剑．当年的“淬剑池”如今仍位于山颠，淬剑是指将炽热的金属剑迅速与冷水接触，以增加其硬度．淬剑过程中，金属剑的内能_________ （选填“增大”或“减小”），这主要是通过_________方式改变了金属剑的内能．6. 某物理实践小组的同学为了研究不同颜色的物体的吸热本领，他们把质量、温度都相同的水分别倒入两个相同的玻璃瓶中，用白纸和黑纸分别将瓶子包起来后放在太阳光下照射，【趣味链接】内能是指物体内部所包含的总能量，包括分子的动能（即分子无规则热运动动能）和分子的势能（即分子间相互作用能）、分子内的能量、原子内的能量、原子核内的能量等．在热学中，由于在热运动中上述后三项能量不发生变化，所以内能一般指前两项．由于分子的动能跟温度有关，分子的势能跟分子间的距离有关，所以物体的内能跟温度、体积都有关系．【拓宽延伸】慢慢压缩针筒里的气体，加热针筒里的气体，气体内能中哪部分发生变化？金属块在受热膨胀时，金属块内能中哪些部分发生变化？13.3比热容1. 2013年下半年，我国将发射“中华”号探测器并在月球着陆．如图所示为月球车在月球上的效果图．月球车有提供电力的太阳能帆板和宽大的“大脚”，在阳光的照射下月球车在月球表面留下了影子，以下说法错误的是（）A．太阳能帆板可以将太阳能转化为电能B．探测器的影子是由于光的直线传播形成的C．“大脚”的面积较大，可以减小探测器对火星表面的压强D．火星上的昼夜温差大，是因为火星表面砂石的比热容大2. 如图所示，冷热空气的流动导致了夏季海岸微风的形成．关于海岸微风形成的解释下列说法中错误的是（）A．白天，在炎热的日光下，暖空气从陆地上升起，海洋上来的冷空气补充，形成了向陆地的海陆风B．夜间，暖空气从海洋上升起，陆地上的冷空气补充，形成了向海洋的陆海风C．形成陆海风和海陆风的主要原因是水的比热容较大D．形成陆海风和海陆风是由潮汐涌动方向决定的3. 橘农们从天气预报中得知，晚上将有一场霜冻来临，他们傍晚就开始给橘子树喷水，随着温度的下降，水结成冰，而橘子并没有被冻坏，这是由于水________的缘故．育秧时，为了防止秧苗冻坏，晚上往秧田里灌水，早上排水，这是利用了水________的性质．4. 为了比较豆浆和牛奶的吸热能力，小刚在家中进行了如下的实验：如图甲所示，在两个相同的塑料瓶中分别装入质量相同、初温都是室温的豆浆和牛奶，两瓶中各装有一支相同的温度计，然后将两个塑料瓶同时浸入热水中．观察现象发现：加热相同的时间，豆浆的温度升高较多．（1）要使牛奶和豆浆升高相同的温度，应对________加热的时间长些．这说明它们升高相同的温度，豆浆吸收的热量比牛奶吸收的热量________．（2）小明利用实验数据大致描绘出豆浆和牛奶的温度随时间变化的图线，如图乙所示，则图线________应代表豆浆．5. 生态宜居的海岛城市是城市的发展定位之一．某市实验区规划：预留布置大片绿地、湖面水体等，通过绿廊、水廊来达到冬暖夏凉的效果．请你用所学知识解释修建人工湖和内河可以调节气温的主要原因．6.【趣味链接】汽车防冻液汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高．为了确保安全，可用水循环进行冷却．实际上，水中往往还要加入不易挥发的防冻液（原液），加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾．有关资料表明，防冻液与水按不同的比例混合，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值参见下表（表中防冻液含量是指防冻液在混合液中所占体积的百分比）．在给汽车水箱中加防冻液时，宜使混合液的凝固点比本地常年最低气温低10～15℃．考虑到混合液比热容的减小会影响散热效果，因此，混合液中防冻液的含量不宜过高．【拓展延伸】为什么使用防冻液做汽车散热剂？长时间使用防冻液沸点有何变化，为什么？13.4内能1. 生活到处皆物理，留心分析皆学问，在学习了本章的知识后，你认为对下列生活情境的分析，正确的是（）A．一壶开水冷却后，温度降低，内能不一定减少B．冬天用热水袋取暖，人体感到暖和，是用做功的方法改变内能C．压在一起的铅片和金片，几年后剖开，切面处互相渗透，属于扩散现象D．和平号空间站坠入大气层与空气摩擦生热，是用热传递的方法改变内能2. 据某媒体报道，北京冬季创出了一百多年来的最高气温16℃，是1840年北京有气象记录以来冬季里的最高气温，产生这种异常气候的主要原因是人类对地球大气层的严重破坏产生了“温室效应”，则下列说法中正确的是（）A．由于大气层中二氧化碳的浓度减少，产生了“温室效应”B．由于大气层中二氧化碳的浓度增加，产生了“温室效应”C．“温室效应”使地球大气层的内能增加，分子运动减慢D．“温室效应”使地球大气层的内能减少，分子运动加快3. 天帅同学从早上8：00开始每隔半小时分别对文化园的气温和园内人工湖的水温进行一次测量，如图所示是他根据记录的数据绘成的温度T随时间t变化的图线．据图可以判断（）A．实线是水温图线，虚线是气温图线，因为水的比热容较大B．实线是水温图线，虚线是气温图线，因为水的比热容较小C．实线是气温图线，虚线是水温图线，因为水的比热容较大D．实线是气温图线，虚线是水温图线，因为水的比热容较小4. 电冰箱是现代家庭的常用电器之一，在使用过程中，小明发现他家的电冰箱里的食物容易变干和相互“窜味”，他觉得很奇怪，请你从物理角度分析，食物“窜味”属于________现象，电冰箱里的食物主要是通过________或________方式失去水分的．5. 盛夏的傍晚，关于去何处纳凉的问题两名同学有了不同的看法：甲同学主张将船划到湖中去；乙同学主张将船停在岸边，上岸散步更凉爽．你认为谁的看法合理？为什么？6.【新闻再播】北京时间12月19日0时13分，中国在酒泉卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭成功将土耳其GK-2地球观测卫星发射升空并送入预定轨道．至此，中国2012年度航天发射完美收官，航天发射任务实现“满堂红”．本次卫星发射是中国“长征”系列运载火箭第174次航天飞行，如图所示为卫星发射时的照片．【拓展延伸】发射卫星的发射架下，都有一个大水池，你知道大水池有什么作用吗？为什么？第十四章内能的利用14.1 热机1. 热机包括内燃机，柴油机和汽油机都属于内燃机，关于热机的下列说法中正确的是（）A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸C．四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程D．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能2. 生活中常见的汽车和摩托车大多是采用四冲程汽油机来工作的．四冲程汽油机在一个工作循环中，下列说法不正确的是（）A．对外做功一次B．有两次能量转化C．曲轴转动两周D．压缩冲程把内能转化为机械能3. 从原理的发现到实际的应用，往往要解决许多技术上的难题．如图所示的汽油机只有在做功冲程中燃气才给活塞一个动力，但汽油机却可以连续工作，其中关键部件是（）A．火花塞B．连杆C．曲轴和飞轮D．进气门和排气门4. 热机是将________能转化成机械能的机器，如图所示是汽油机的_______冲程．美国《大众科学》杂志评出2006～2007年度奇思妙想十大发明，其中最引人注意的是“六冲程引擎”，这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力．第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸中的水．请你指出该“六冲程引擎”的一个优点：________．5. 如图所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮．你观察到的现象是________．图中情景演示的是“四冲程”汽油机工作过程中的________冲程，这个情景中________能转化为________能．【趣味链接】6. 如图所示为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作．14.2 热机的效率1. 日常生活中，我们使用了干木柴、煤炭、液化石油气、天然气、酒精等多种燃料。