备战2020中考物理:专题十 机械能和内能(知识梳理+例题) PDF

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量越大,运动速度越大,它具有的动能也越大。 ( 2) 影响重力势能大小的因素是物体的质量和高度,物体的
质量越大,位置越高,所具有的重力势能越大。
( 3) 影响同一个物体弹性势能大小的因素 是 发 生 弹 性 形 变 的程度。
2.机械能内部转化情况可用下图表示( 不计能量损失、物体 质量不变) 。
总机械能守恒
作为冷却 剂或取暖
①沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差 大,形成海陆风 ②农民在秧田里灌一些水,在夜晚降温时,使 秧苗的温度变化不大,对秧苗起了保护作用
①汽车的发动机、发电厂的发电机的冷却系 统用水作为冷却剂 ②冬季供热用的散热器、暖水袋
二、机械效率、热效率、热机效率的对比
提高效率是节约能源,增强环保的重要途径。 效率问题是
者站在 40 米以上高度的桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上, 把一端固定的一根长长的橡皮绳绑在踝关节处然后两臂伸开, 双腿并拢,头朝下跳下去。 绑在跳跃者踝部的橡皮绳很长,足以 使跳跃者在空中享受几秒钟的“自由落体”。 当人体落到离地面 一定距离时,橡皮绳被拉开、绷紧、阻止人体继续下落,当到达最 低点时橡皮绳再次弹起,人被拉起,随后,又落下,这样反复多次 直到人静止为止,这就是蹦极的全过程。
量 无规则运动而具 有的能
温度———温度越高,分子的无 规则运动越激烈,分子平均动 能越大
永远不 等于零
分子 势能
分子势能是由于 分子间相互作用 而产生的能量
物 态 和 体 积———反 映 在 分 子 间作用 力 大 小 和 分 子 间 距 离 的大小上。 当体积变化不显 著时, 从 物 态 去 判 断 分 子 势 能, 例 如: 0 ℃ 的 冰 熔 化 成 0 ℃ 的水,分子势能是增加的
专题十 机械能和内能
{ { 分子是保持物质化学性质的最小微粒。 分子直径的数量级为① 10-10 m
ìï分子世界 ï
分子动理论
常见的物质是由大量的② 分子 、原子构成的,分子间有空隙 分子处在永不停息的③ 无规则运动 中
ï
分子间不仅存在④ 吸引 力,而且还存在⑤ 排斥 力
ï ï ï ï
ï
ï
{ ï
ï
弹性势能
定义:物体因弹性形变而具有的能 决定因素:a.弹性形变的������������ 程度 ;b.物体自身材料等
机械 ïï
能和í
内能
ï ï
{ ï
ï机械能
动能和势能统称为机械能
îï动能和势保能持是不可变以的相条互件������������: 只转有化动 的能与势能互相转化
ï ï ï ï
{ ï
ï
{ ï
{ ï
ï ï îïï内能
ìïï概 与念 温:度物的体关内系所:有温分度子升做高无,内规能则������������运 增动大的 ���;���������温 动度能降 和 低分 ,内子能������������������������ 势 减能少 的 总和
ï
发生条件:������������ 有温度差
定义
一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的 质量和升高的温度乘积之比,叫作这种物质的比热容
意义 表示物质吸热(或放热)能力的物理量
单位
J / ( kg·℃ )
公式 Q吸 = cm( t-t0 ) 、Q放 = cm( t0 -t) ,可简写为:Q = cmΔt
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
重力 速度增大,高度减小 动 速度增大,弹性形变减小 弹性 ��������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������
( )
A.水吸收的热量与水的末温成正比 B.水吸收的热量是 3.15×105 J
C.热水器的能量转化效率是 52.5%
D.热水器的能量转化效率与环境温度无关
解析 根据公式 Q吸 = cmΔt 可知水吸收的热量与水温度的 变化量 成 正 比, 故 A 错 误; 水 吸 收 的 热 量 Q吸 = cmΔt = 4. 2 × 103 J / ( kg·℃ ) ×30 kg×(45 ℃ -20 ℃ ) = 3.15×106 J,故 B 错误;
正比。
掌握吸收热量的计算公式,知道水吸收的热
量为有用能量,燃料完全燃烧放出的热量为总能量是解答本题
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Q放 =
Vq = 0. 15
m3 × 4 × 107
J / m3
= 6 × 106
J,
η

Q吸 Q放
×
100%

3. 15 × 106 6×106 J
J × 100%

52.5%,所以

正确;热水器的转化效率和环
境温度有关,故 D 错误。
答案 C
当水的质量和初温一定时,随着末温的升
高,水吸收的热量增大,不能错误地认为水吸收的热量与末温成
1 2
次, 周

îï热值
定义:我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫作这种燃料的热值 符号及单位:用 q 表示,单位是 J / kg
质量为 m 的燃料完全燃烧放出的热量为:Q放 = ������������ mq
考点一 机械能及其转化
1.影响动能与势能大小的因素 (1)影响动能大小的因素是物体的质量和速度。 物体的质
势能 高度增大,速度减小 能 弹性形变增大,速度减小 势能
ì ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï í ï ï ï ï ï ï ï ï ï ï î
������������������������������������������������
考点二 内能及其转化
一、内能
微观解释
宏观影响因素
{ ìïï能 动量能:一定个义物:物体体能由对于另运一动个而物具体有⑥的 做能功 ,那么这个物体就具有能量
ï
决定因素:a.物体的⑦ 质量 ;b.物体的⑧ 速度
ï
{ ï
ï
定义:物体由于被举高而具有的能
ï
重力势能 决定因素:a.物体的⑨ 质量 ;b.物体所在的⑩ 高度
{ ï机械能 í势能
物体内所有分子做
内 能
无规则运动的动能
能量的一 种形式
和分子势能的总和
“ 具有”
状 态J 量
在热传递
热 在热传递过程 中 内 过程中,传
量 能转移的数量
递内能的
“ 吸收” 或 “ 放出”
过 程 量

多少
2.联系 (1) 同一物体温度变化,物体的内能一定发生变化。 (2) 内 能 变 化 有 可 能 是 热 传 递 的 结 果, 也 可 能 是 做 功 的
可能等 于零
物体内部所有分 物体的 子做无规则运动
内能 的动能和分子势 能的总和
温度、体积和物质的量
永远不 等于零
二、内能和机械能 机械能是宏观的,是物体作为一个整体运动所具有的能量,
它的大小与物体运动和位置的整体情况有关。 内能是微观的,内能大小与分子做无规则运动快慢及分子
间作用力、分子间距离有关,这些具体特点与物体整体的运动没 有直接关系。 所以物体的内能大小与机械能没有直接关系,但 内能可以和机械能相互转化。
衡量各种机械优劣的重要指标,例如前面我们学习了简单机械
的效率、炉子的热效率、热机的效率等。 三种效率的计算如下:
(1)机械效率:η =
W有用 W总
× 100%,其中
W有用 指有用功,即对人
们有用的功;W总 指利用机械做的总功。

2)
热效率:η

Q有用 E
× 100% ,其中
Q有用
指有效利用的热量,E
三、改变内能的两种方式
注意 做功不一定都使物体的内能发生变化。 做功是否会 引起物体内能的改变,要看物体消耗的能量是否转化为物体的 内能。 如举高物体时,做功所消耗的能量变成了物体的势能,并 未转化为物体的内能,所以物体的内能就没有改变。
考点三 物质的比热容及热量的计算
一、比热容
好的润滑、减小摩擦等。
例 (2018 四川成都,B3,2 分) 小李家使用的燃气热水器,将 30 kg 的水从 20 ℃加热到 45 ℃,消耗了 0.15 m3 的天然气。 已知水 的比热容为 4.2×103 J / (kg·℃),天然气的热值为 4×107 J / m3,则下
列与该过程有关的计算结果和分析正确的是
特点
续表
①比热容是反映物质自身性质的物理量,不同物质的比 热容一般不同;因此,可以用比热容的不同来( 粗略地) 鉴 别不同的物质 ②同一种物质的比热容一般不随质量、形状的变化而变 化。 如一杯水与一桶水,它们的比热容相同 ③对同一种物质,比热容大小与物态有关,例如水的比热 容与冰的不同
调节温度 水的比热 容较大的 应用
的关键。
温度、内能、热量三者的区别与联系 1.区别
从分子动理 论的观点看
概念辨别 表达方式
存在 单位
形式
不能说“ 传
温 分 子 热 运 动 的 剧 烈 物 体 的 冷 递”和“转
度 程度的标志
热程度
移” ,只能说
状 态 量

“ 是” 多少
1.蹦极 蹦极,也叫机索跳,是一项非常刺激的户外休闲活动。 跳跃
结果。 ( 3) 物体吸收或放出热量一定是发生了热传递。 ( 4) 物体只吸收或放出热量,它的内 能 一 定 变 化,但 温 度 不
一定改变。 如冰熔化时吸收热量,内能增加,但温度却保持在 0 ℃ 不变。 同样,物体放出热量,温度也不一定降低。
指总能量。 如果总能量来源于燃料完 全 燃 烧, 则 E = Q放 = mq。 如果总能量来源于电热,则 E = Q = I2 Rt。

3)
热机效率:η

W有用 Q总
×
100%
,其中

有用
指用来做有用功的
那部分能量,Q总 指燃料完全燃烧释放的能量。 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;保持机件间良
ïï热机 ï ï ï
ìï������������ ï������������
吸气 压缩
冲程 冲程(
机械能转化为内能)
üï ï
活塞往复运动

次,
汽油机的一个工作循环
îíïï������������������������
做功 排气
冲程( 冲程
内能转化为机械能)
ý þïï
对外做功������������ 飞轮运转������������
ï
热传递(能量的转移) 方向:高温处→低温处
ïï改变物体内能的方式 ï
做功( 能量的转化)
结果:温度相同 物体对外界做功,内能������������ 减少
ï
外界对物体做功,内能������������ 增大
ï ï ï
ìï定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和������������
ïï
叫作这种物质的比热容
í比热容í单位:J / ( kg·℃ )
升高的温度
的乘积之比,
ï ï
ï热量计算公式:������������ ï


cmΔt
ï
î水的比热容的应用:由于水的比热容较大,一般把水用作冷却剂、传热介质;另外,水还有调节气温的作用

定义:将燃料燃烧释放的������������ 内 能转化为������������ 机械能 的装置
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