中考物理复习专题九 内能与热机
初三物理第十二章(内能与热机)讲义
初三物理第十二章(内能与热机)讲义第四节热机效率与环境保护学习导航:一、燃料的热值(1)不同的燃料,即使质量相同,完全燃烧放出的热量也是不同的,这个特性可以用热值表示.(2)热值:1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值(3)热值的单位:焦每千克.符号:J/kg质量为m的固、液燃料完全燃烧释放的热量是Q放=mq体积为V的气体燃料完全燃烧释放的热量是Q放= Vq二、有效利用燃料在实际利用燃料中,燃料很难完全燃烧,而且放出的内能不能被完全利用,有效利用的只是其中一部分.炉子的效率:有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值.能量损失的途径1、在内燃机中,由于燃烧不完全而损失的能量2、排出的高温废气,会带走很大部分的能量3、有一部分能量消耗在散热上4、还有部分能量消耗在克服摩擦上.真正被利用的内能只占其中较小的一部分三、热机的效率热机是利用燃料燃烧来做功的装置热机并不能把燃料燃烧放出的能量全部用来做功,其中相当一部分能量散失了.1、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2、几种热机的效率蒸气机的效率: 6 ﹪~7 ﹪.汽油机的效率:20﹪~30﹪.柴油机的效率:30﹪~45﹪.例1、天然气已在我市广泛使用。
天然气的热值可高达8.0×107J/m3,8.0×107J/m3的物理意义是____________________。
目前使用天然气的公交车已在我市投入运营,它将天然气压缩至原体积的1/300存储在钢瓶中作为车载燃料。
从微观角度看,天然气容易被压缩是因为。
例2、汽油的热值为4.6×107J/kg,按照理论计算,完全燃烧g汽油放出的热量就可以使10kg水的温度升高46℃.而实际加热时,所需要的汽油远比这个数值要大由此可见,提高使用燃料的是节约能源的重要途径.例3、哈尔滨市建立的垃圾焚烧电厂,年处理垃圾可达2.0×105t,生活垃圾的平均热值约为 6.3×105J/kg,每燃烧1t生活垃圾可放出的热量是 J,燃烧1t垃圾可获得7.56×108 J的电能,那么生活垃圾发电的效率是。
九年级物理-内能与热机方法介绍
内能与热机方法在手答题无忧一、热机冲程与能量转化的判断判断内燃机的冲程分两步:一是看清两个气门的关、闭状态,二是看清活塞的运动方向.①两个气门一个打开,一个关闭:活塞向下运动是吸气冲程;活塞向上运动就是排气冲程.②两个气门都关闭:活塞向下运动是做功冲程,内能转化为机械能;活塞向上运动就是压缩冲程,机械能转化为内能.例1 汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分,现代汽车多数采用汽油机作为发动机,如图1是四冲程汽油机的工作循环示意图,下列说法中正确的是()图1A.甲冲程是把机械能转化为内能B.乙冲程是把内能转化为机械能C.丙冲程是把机械能转化为内能D.丁冲程是把内能转化为机械能解析甲图两个气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能,A 正确;乙图排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程,没有能量转化的过程,B错误;丙图两个气门都关闭,火花塞点火,使燃料猛烈燃烧,燃气推动活塞向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能,C错误;丁图进气门打开,活塞向下运动,是吸气冲程,没有能量转化的过程,D错误.答案 A二、热机的转速与做功次数的关系四冲程汽油机和柴油机的工作原理相同,完成的工作循环数、对外做功的次数、飞轮的转数及冲程数可简记为“1124”,即一个工作循环,对外做功1次,飞轮转动2周,经历四个冲程.例2 四冲程汽油机的转速为600r/min,则在每秒种内,汽油机对外做功的次数为()A.300次B.600次C.10次D.5次解析如果不注意是每秒钟内,很容易错A,或误认为飞轮每转一周做功一次而错选C.汽油机在一个工作循环中,活赛往复2次,曲轴转2周,经历4个冲程,对外做功1次,也就是曲轴转2周做功1次.600r/min=10r/s,即每秒转10r,完成5个工作循环,对外做功5次.答案 D例3 (安顺)一台四冲程柴油机飞轮的转速为2400r/min,则在1s内,柴油机完成_________个冲程;对外做功的次数是_________.解析 在四冲程内燃机的一个工作循环中,完成4个冲程,对外做功1次,曲轴和飞轮转2圈.一台柴油机飞轮的转速为2400r/min ,则该柴油机每秒钟转40圈,完成20个工作循环,柴油机完成80个冲程;对外做20次功.答案 80 20三、热机效率的计算热机效率的计算公式是放有总有Q W Q Q ==η,对内燃机而言,输出的机械能为有效利用的能量,一般根据汽油机的输出功率可得到做有用功的能量,即Pt W =有;燃料燃烧放出的能量为总能量,可利用公式mq Q =放求得.例4 下表是某品牌小轿车的一些技术参数,其中排气量是指发动机汽缸的工作容积,一般情况下,发动机的排气量越大,功率越大;空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比.当该发动机以最大功率工作时,汽缸内汽油和空气的混合物密度为1.35kg/m 3,1min 内高温高压的燃气推动活塞做功2600次.求发动机以最大功率工作时:(1)1min 内做的有用功; (2)对外做功1次消耗汽油的质量; (3)热机的效率. 解析 (1)1min 内所做的有用功: J 105.4s 60W 107563⨯=⨯⨯==Pt W(2)做功1次消耗汽油的质量: kg 101.62151m 108.1kg/m 35.14-333⨯=⨯⨯⨯==-V m ρ (3)1min 内汽油完全燃烧释放的热量: J 1094.12600J/kg 104.6kg 101.6277-4⨯=⨯⨯⨯⨯==mq Q热机的效率:%2.23%100J1094.1J 104.5%10076=⨯⨯⨯=⨯=Q W η 答案 (1)4.5×106J/ (2)1.62×10-4kg/ (3)23.2%例5 如图2所示为汽油机做功冲程的示意图.若某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60mm (面积近似为S =3.0×10-3m 2),活塞冲程长度为L =0.06m ,某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p =1.0×106Pa ,活塞以n =1380次/分钟做往复运动,汽油机活塞往复运动两次,对外做功一次.(1)汽油机在此工作状态下的功率是多少?(2)如果此工作状态下每分钟消耗20g 汽油,那么汽油机把内能转化车型 某品牌轿车排气量 1.8L最大功率 75kW 空燃比 14:1 汽油热值 4.6×107J/kg 图2为机械能的效率是多少?(q 汽油=4.6×107J/kg 、不计摩擦)解析 (1)该汽油机做功冲程燃气的平均压力F=pS=1.0×106Pa×3.0×10-3m 2=3×103N.做功冲程一次所做的功W 1=FL=3×103N×0.06m=180J .汽油机气缸中活塞往复运动两次,对外做功一次,由题设活塞每分钟往复运动1380次可知,该汽油机每分钟对外做功690次,则该汽油机的功率P=W sJ t W 207060180690=⨯=. (2)汽油机每分钟对外做功W=690×180J=1.242×105J.20g 汽油完全燃烧放出的热量为Q 放=mq=0.02kg×4.6×107J/kg=9.2×105J.该汽油机在此工作状态下,把内能转化为机械能的效率为%5.13102.910242.155=⨯⨯==J JQ W η答案 (1)2070W (2)。
初中物理内能与热机知识点梳理
初中物理内能与热机知识点梳理一、内能。
1. 内能的概念。
- 内能是物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和。
一切物体在任何情况下都具有内能。
- 分子动能:分子由于热运动而具有的能。
物体温度越高,分子热运动越剧烈,分子动能越大。
- 分子势能:分子间存在相互作用力,由分子间的相对位置决定的能。
分子间距离发生变化时,分子势能也会发生变化。
2. 内能的影响因素。
- 温度:同一物体,温度升高,内能增大;温度降低,内能减小。
例如,给一块铁加热,铁的温度升高,内能增加。
- 质量:在温度相同的情况下,质量越大的物体,内能越大。
如一桶热水的内能比一杯热水的内能大。
- 状态:同一物体,状态改变时,内能也会改变。
例如,0℃的冰熔化成0℃的水,虽然温度不变,但内能增大,因为冰熔化为水时要吸收热量,分子势能增大。
3. 改变内能的两种方式。
- 做功。
- 对物体做功,物体的内能会增加。
例如,压缩空气做功,空气的内能增大,温度升高。
- 物体对外做功,自身内能会减少。
例如,水蒸气膨胀对外做功,内能减小,温度降低。
- 热传递。
- 定义: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。
- 条件:存在温度差。
- 热量:在热传递过程中,传递内能的多少叫做热量,单位是焦耳(J)。
热传递过程中,高温物体放出热量,内能减小;低温物体吸收热量,内能增大。
二、热机。
1. 热机的概念与种类。
- 概念:热机是将内能转化为机械能的机器。
- 种类:常见的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
其中内燃机是最常见的热机,它又分为汽油机和柴油机。
2. 内燃机。
- 工作原理。
- 四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
- 吸气冲程:汽油机吸入汽油和空气的混合物,柴油机只吸入空气。
- 压缩冲程:活塞对气缸内的气体做功,将机械能转化为内能,气体的温度升高,压强增大。
汽油机压缩冲程末,火花塞产生电火花,点燃汽油和空气的混合物;柴油机压缩冲程末,喷油嘴向气缸内喷油,雾状柴油遇到高温空气立即燃烧。
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【典例分析】
例2、质量为3千克的石油,用去1/3后,剩下石 油的密度、比热容和热值情况为( )
A、密度、比热容变为原来的2/3,热值不变 B、 密度、比热容不变,热值变为原来的2/3 C、密度、比热容和热值变为原来的2/3 D、密度、比热容和热值都不变 解析:物质的密度、比热容和热值都是物质的属 性,对于同种物质来说,它们不会随物质的质量 变化而改变,只要理解了这一意义,就能确定答 案。
义是绝然不同的,温度表示物体的冷热程度的物理量,是物体内 大量分子无规则运动快慢的宏观表现。内能是物体内所有分子做 无规则运动的动能和分子势能的总和。
5、热值
定义:单位质量的某种燃料完全燃烧后所放
出的热量 (用字母“q__”表示)
►注意:热值是物质的一种特性
单位:_J_/k_g
物理意义:表示每1Kg的某种燃料完全燃烧 后所放出的热量是多少J
× 2kg× 80 ℃= 6.72×105J。
答案: J/(kg·℃),80℃,6.72×105J。
【典例分析】
例5、下列关于温度、内能、热量和做功的说法中,正确的是 () A. 物体温度降低,内能一定减少 B. 物体吸收热量,温度一定升高 C. 温度高的物体把温度传给温度低的物体 D. 一个物体温度升高,一定是物体对外做了功
【典例分析】
例1、下列事例中属于分子扩散现象的是( ) A、春天,柳絮飞扬 B、夏天,槐花飘香 C、秋天,黄沙扑面 D、冬天,雪花飘飘
解析:扩散是指两种物质的分子彼此进入对方的 现象。由于分子非常小,人的肉眼根本无法看见 一粒粒的分子在运动,只能通过颜色、气味等变 化来判断。这题的ACD三项都是我们能看见的 物体运动,显然不属于分子扩散现象,故为B。
沪科九年级物理 第十三章 内能与热机 知识归纳
《内能与热机》知识结构:第一节:物体的内能(1)物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和叫做物体的内能,内能是指物体内所有分子具有的能量,而不是指单个分子的能量。
(2)决定物体内能大小的因素主要是物体质量、温度和体积,因为质量决定了分子的数目,温度决定了分子热运动的快慢,而体积与分子势能有关。
①同体积:温度越高,内能越大,温度越低,内能越小。
②同质量:温度越高,分子热运动越激烈,内能越大。
※ 重要考点:温度影响物体的内能。
(3)内能与机械能的区别与联系:①内能:物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和(微观)机械能:是整个物体做机械运动时具有的动能和势能的总和(宏观)。
②物体的内能与温度密切相关;物体的机械能与温度无关。
③物体的内能大小取决于物体的质量、体积和温度,一切物体在任何情况下都具有内能,物体内能永不为零;物体的机械能大小取决于物体的质量,相对位置和速度,在一定条件下,机械能可能为零。
④机械能和内能可以相互转化。
(4)内能的国际单位是焦耳,简称焦,用“J ”表示。
2、改变物体内能的两种途径 改变物体的内能有两种方式:做功和热传递,这两种方式是等效的。
做功改变物体的内能,实质是内能和其他形式的能的相互转化,对物体做功,它的内能增加,是其他形式的能转化为内能;物体对外做功,它的内能减少,是内能转化为其他形式的能。
用热传递的方式改变物体的内能,实质是内能在物体间的转移,能的形式不变,物体吸收了热量,它的内能就增加,物体放出了热量,它的内能就减少。
热传递的三种方式:热传导,对流,热辐射。
热传递的条件:1.物体间存在温度差。
传递到温度一致时热传递停止。
2.高温物体向低温物体传递内能(即热量),温度降低,低温物体吸收能量,温度升高。
※考点:做功和热传导在改变物体的内能上是等效的 3、热量:热量是物体通过热传递方式所改变的内能。
(1)热量本身不是能量,不能说某个物体具有多少热量,也不能比较两个物体热量的大小。
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[解析] B 四冲程汽油机的压缩冲程是压缩气缸内的混合气, 将机械能转化为内能,所以B选项正确。
典例1:内能 如图13-2所示,火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃,从能 量转化的角度讲,是将 做功 的方式实现的。 能转化为 机械 能,这是通过 内
内能与热机
一、内能 1.物体的内能:天上飞的飞机具有 动 能、 势
但仍然具有
能,同时也
内 能;当它降落在机场时,它的 动 能、 势 能消失了, 具有 内 能。一切物体都有
能。 内
2.内能的大小:物体的内能与温度有关,同一物体温度越 高内能 越大 ,温度越小内能越小。
3.内能的改变:“钻木取火”是通过 做功的方式改变木头的内能 的,太阳能热水器是通过 热传递 的方式改变水的内能的。 热传递 和
[解析] BD 热量是在热传递过程中传递的内能的多少,它是
一个过程量,不能说温度越高的物体,含有的热量越多,因 此A选项错误;发生热传递的条件是两个物体或同一物体的 不同部分存在着温度差,若温度相等,则不会发生热传递, 因此B选项正确;0℃的冰熔化成同温度的水时,吸收热量, 内能增大,所以C选项错误;一切物体在任何情况下都具有 内能,摩擦生热,可以增大冰块的内能,D选项是正确的。
7 Q 1.68×10 J 完全燃烧煤气的质量 m= = =0.4 kg。 q 4.2×107 J/kg
知识点拨 根据公式 Q=cmΔ t 可知 Q、c、m、Δ t 这四个量知道其中的三 个就可以求第四个。
典例3:热机 例4 如图12-3所示,是内燃机工作循环中的一个冲程,它 是( C ) A.压缩冲程,将化学能转化成内能 B.压缩冲程,将机械能转化成内能 C.做功冲程,将内能转化成机械能 D.做功冲程,将机械能转化成内能
九年级物理上册《内能和热量》知识解析
《内能和热量》知识全解
1.通过实验探究,了解分子运动的快慢与温度的关系。
2.通过类比机械能、动能和势能,了解物体的内能是分子动能和分子势能之
和。
3.通过实例,知道改变内能的两种方式。
4.了解热量的概念。
5.理解热值的概念以及物理意义,会计算燃料完全燃烧时放出的热量。
本节重点是认识到一切物体都具有内能,改变内能的两种方式是做功和热传递;难点是温度、内能、热量三个基本热学概念的联系与区别。
中考命题常与日常生活现象联系紧密,以温度与热运动的关系、改变物体内能的两种方式以及燃料的使用与热量的计算为重点,一般有填空题、选择题、实验题和问答题等。
影响内能大小的因素
①与物体的温度有关:物体的质量、体积一定时,温度越高,物体内部分子的无规则运动越激烈,分子动能越大,物体的内能越大。
②与物体的体积大小有关:物体的质量、温度一定时,物体的体积大小影响分子之间的距离,就影响了分子间的相互作用力的大小,从而影响分子势能的大小,进而影响物体内能的大小。
③与物体的质量有关:物体的温度、体积一定时,质量越大,分子的数目就越多,物体的内能就越大。
④与物体的状态有关:物体的质量、温度一定时,物体的状态影响分子间的距离,同样能影响分子间相互作用力的大小,从而影响分子势能的大小,如相同质量0 ℃的冰和0 ℃的水,虽然它们温度相同,但是内能不相同。
初三物理知识点内能与热机
初三物理知识点:内能与热机初三物理知识点: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)。
九年级物理-热机
热机知识集结知识元热机知识讲解1.热机是利用内能来做功的机械;2.热机的原理:在工作时,它把内能转化成机械能。
内能的利用有两个方向:利用内能来加热,利用内能来做功。
炉子是利用内能来加热的设备,工作时是把内能转移,能量形式没有发生变化;热机是利用内能来做功的设备,在工作时把内能转化成机械能。
以下两个实验中塞子都被推出,其能量转化过程都与热机相同。
3.热机的种类实际上,燃放的烟花爆竹,火箭,以及正在烧水的水壶,都可以看作是热机。
在生产和生活中,热机的种类很多:蒸汽机、汽轮机、喷气发动机、内燃机等都属于热机。
蒸汽机,原理与下左图相似,燃料在试管外面烧,试管里面产生热蒸气,推动瓶塞。
内燃机,原理与下左图相似,燃料(酒精蒸气)在小盒里面燃烧,产生较高温度、较大压强的气体,膨胀,推动盒盖。
例题精讲热机例1.世界上很多发明都是受到生活现象的启发而蒙生的创意,比如:图中___是汽油机的工作原理图。
它们工作时,能的转化过程是__________。
例2.热机是把内能转化为____能的装置。
如图是_____(填“汽油机”或“柴油机”)的构造示意图,此时为____冲程。
例3.热机是把___能转化为____能的机器,包括蒸汽机、内燃机、汽轮机喷汽发动机等。
内燃机有_____和_____两种。
内燃机的认识知识讲解内燃机是现代社会最常见的一种热机,内燃机的燃料直接在汽缸内燃烧,产生高温高压的燃气,燃气推动活塞对外做功。
内燃机又包括汽油机和柴油机。
1.汽油机、柴油机的工作过程:进气门排气门活塞运动方向曲轴转动对外做功能的转化吸气冲程开关由上到下半周\压缩冲程关关由下到上半周\机械能→内能做功冲程关关由上到下半周一次内能→机械能排气冲程关开由下到上半周\2.汽油机和柴油机的一个工作循环包括:四个冲程,曲轴转动两周(活塞往复运动两次),对外做功一次。
所以,它们满足如下比例关系——循环数:冲程数:转圈数(往复数):做功数=1:4:2:1。
初三物理《内能与热机》优秀教案
初三物理《内能与热机》优秀教案初三物理《内能与热机》优秀教案「篇一」教学目标(1)知道什么是物体的内能(2)知道物体内能的组成(3)知道分子动能和分子势能与哪些因素有关教材分析分析一:教材先由所学知识推出分子动能的存在,并说明分子动能与温度的关系,再又分子力说明分子势能的存在,最后总结出内能的概念分析二:分子势能在微观上与分子间距离有关(宏观上表现为体积),当分子间距离大于平衡距离时,分子力表现为引力,此时增大分子间距离,分子力作负功,分子势能增加;当分子间距离小于平衡距离时,分子力为斥力,此时减小距离,分子力还是做负功,分子势能增加;由此可见分子间距离等于平衡距离时分子势能最小,但不一定为零,因为分子势能是相对的。
分子势能与分子间距离的关系如上图所示。
分子势能可与弹性势能对比学习,分子相距平衡距离时相当于弹簧的平衡位置,但对比学习时,也要注意两者的区别。
分析三:比较两物体内能大小,需要考虑到分子平均动能、分子势能和分子总个数。
分子平均动能与温度有关,温度越高,分子平均动能越大,温度越低,分子平均动能越小。
分子势能与分子间距离(宏观上表现为体积)有关,分子间距离改变(宏观上表现为体积改变),分子势能改变,但分子势能与分子间距离(体积)的关系比较复杂:分子间距离增大,分子势能可能增大,也可能减小,即体积增大,分子势能可能增大,也可能减小。
因此我们不能单从体积的改变上判断分子势能如何改变,而是往往要视具体情况而定。
分析四:机械能与内能有着本质的区别,对于同一物体,机械能是由其宏观运动速度和相对高度决定的,而内能是由物体内部分子无规则运动和聚集状态决定。
例如放在桌面上静止的木块温度升高,其机械能不变,而内能发生了改变。
教法建议建议一:在分析物体内能时要充分利用前三节所学分子动理论的基本观点,由旧有知识推导出新知识。
建议二:在讲分子势能时,最好能与弹簧的弹性势能进行类比学习。
建议三:在区分机械能与内能时,最好能举例说明。
初中物理内能与热机知识点(全)
物体的内能一、内能的定义:物体内所有分子无规则的运动的动能,以及分子势能的总和;(本质)a)内能的单位是焦耳,简称焦,符号Jb)分子动能就是指时刻无规则的运动,产生的能量---也叫分子热运动;分子势能是指由于分子之间存在引力斥力的关系,形成的分子势能;c)内能是物质本身的一种固有属性,(例如质量)其由于分子时刻丢在不停地做无规则运动,而且分子之间固然存在势能;d)与自身的质量有关,相同条件下,质量越大,内能越高;e)在其他条件相同的条件下,内能与物体的温度有关,温度越高,内能越大;f)相同条件在,在晶体熔化过程中,相同温度,吸收能量,内能增大;二、类比机械能;三、改变物体内能的途径(方法)a)做功可以改变物体内能;i.做功的实质就是把其他形式的能转化为内能;ii.对物体做功,物体的内能增加,温度升高;物体对外做功,物体的内能减少;iii.注意:对物体做功,并不一定会使物体的内能增加,也可能提高物体的机械能,从而不能改变物体的内能;b)热传递可以改变物体的内能;i.热传递改变物体的内能,实质上是能的转移;ii.热传递分三种形式:1.热传导:物体内部各个部分的物质不发生移动,彼此需要相互接触,高温物体向低温物体进行能量的转移2.对流:物体间的各部分物质会流动,需要介质进行对流交换热量,对流只发生在气体和液体当中;3.热辐射:热辐射不需要介质,通过辐射能量的方式进行,例如太阳,电灯等;c)改变内能的形式,做功和热传递是等效的,具有相同的效力;四、热量,a)定义:在热传递过程中,内能变化的多少。
b)实质:热量其实物体内能变化量的一种表示,并不表示物体能能的多少;c)符号及单位:热量通常用Q表示,单位为焦耳;d)规律,高温物体放出热量,内能减小,低温物体吸收热量,内能增加,物体吸收或者放出的热量越多,内能改变的越大;e)判断对错:物体本身具有热量x;高温物体具有的热量多x;低温物体具有热量少x;从定义出发就可以解决了这个问题;f)热量是反映在热传递的过程中内能的改变量,因此热量是一个过程量。
九年级物理内能的利用知识点
九年级物理内能的利用知识点初三物理九年级全册第十三章内能的利用知识点内能的利用一、热机1.热机:把内能转化为机械能的机器叫热机。
2.内燃机:①冲程:活塞在汽缸内往复运动时,从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。
②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:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、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,是由内能转化为机械能。
另外压缩冲程将机械能转化为内能。
③汽油机和柴油机的不同处:汽油机:气缸顶、吸入空气和汽油混合、点燃式、效率较低柴油机:气缸顶、吸入空气、压燃式、效率较高二、热机的效率1.燃料的热值:①定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与的其质量之比,叫这种燃料的热值。
用符号“q”表示。
②定义式:q=Q/m若燃料是气体燃料 q=Q/v。
③单位:J/kg,读作:焦耳每千克;J/m3,读作:焦耳每立方米。
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/ m3,它表示:1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。
④关于热值的理解:a.对于热值的概念,要注重理解三个关键词“1kg”“某种燃料”“完全燃烧”。
1kg是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。
某种燃料:说明热值与燃料的种类有关。
完全燃烧:表明要完全烧尽,否则1kg 燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
b.热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中,化学能转变成内能的本领大小,也就是说,它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、体积等均无关。
2.热机的效率:1定义:热机工作时,用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率。
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专题九内能与热机
【综合概述】
内能、比热容、热机这三部分内容是热学中的主要内容,每年的中考的试题中所占比例大约在8-10分左右。
其中有关比热容的内容占此部分内容80%左右,从知识点的覆盖面上考虑,每年热机的知识总会有那么1-2分。
【考点预测】
【预测1】将机械能、内能、功等相关知识综合起来考查,突出化学能、内能和机械能相互转变和应用
【例题1】下列现象中利用内能加热的是〔〕
A.晾晒稻谷 B.喷气式飞机在空中飞行
C.用高炉熔化铁 D.燃气推动发动机叶轮
【解析】判断内能的利用途径可以从能量的形式是否发生转化这一特征入手,选项A 中太阳照在稻谷上,使稻谷的温度升高,内能增大,能量形式未变,是利用内能加热;选项B中,燃料燃烧获得的内能转化成了飞机的机械能,能量的形式发生了变化;选项C中炉子传热给铁,使铁熔化,能量的形式未发生变化;选项D中,燃气推动盯对家叶轮转动,燃气的内能转化为叶轮的机械能,能量的形式发生了变化,所以选项C和A正确。
经常出现的变形题型有:
1.下列说法中正确的是〔〕
A.内能是分子动能和分子势能的总和,所以它是机械能
B.物体运动的越快,物体的动能越大,内能越大
C.在水平地面上静止的0℃的冰块不具有内能和机械能
D.任何物体都有内能,但不一定有机械能
2.下列事例中,通过做功使物体内能发生变化的是〔〕
A.锯木头时锯条发热 B.冬天把手放在炉子旁边取暖
C.卫星残骸坠入大气层时与大气摩擦燃烧D。
划火柴取火
【预测2】密切地联系社会生活实际,加深对比热容的理解,体现知识的应用,考查同学们应用物理知识,解决实际问题的能力
【例题2】“城市尚余三伏热,秋光先到野人家”,说明在陆游那个时代,人们就已察觉到城市暖于郊区。
分析城市“热岛效应”的主要原因是:
(1)工厂、交通工具排放大量的;
(2)建筑群、马路中的砂石、水泥路面的小,在相同日照下温度上升的更明显;
(3)城市水面小,水的吸热少;
(4)楼群林立,难以形成对流。
【解析】“城市尚余三伏热,秋光先到野人家”意思是说到了秋天,城外比城里先感到凉意。
其主要原因是:(1)交通工具排放大量尾气,释放出很多热量;(2)水泥路面比热容小,温度降低时,吸收的热量少,在同样日照下,温度升高快;(3)城市水面小,水的蒸发吸热少;(4)城市楼群林立,难以形成对流等原因。
经常出现的变形题型有:
1.在有些古代宫殿中,有许多空心铜柱子支持着宫殿的屋顶,在夏天走进宫殿会感到冷气沁人。
原因是空心的铜柱中装进了许多冰块,由于冰块熔化时吸收大量的热使温度降低,而且水的比热容较大,温度不易升高,所以宫殿了很凉爽。
2.摩托车的发动机通常是通过散热片散热的。
力帆集团推出新一代产品,打出这样的广告:“力帆水冷,摩托换代”。
所谓的“水冷”就是在散热片的基础上用循环流动的水来冷却,你知道为什么要用水来冷却吗?
因为水的比热容较大,吸热效果好。
【预测3】热量的计算会比较简单,综合的热量计算将会减少
【例题3】地热资源越来越被人们所重视,并得到广泛利用,例如宜春的“温汤”很早就被开发和利用,若该处地下热水每日开采量为3×105kg,平均水温为66℃。
问:(1)如果改用锅炉燃烧无烟煤来供热水,则每日将等量的冷水有16℃加热到66℃。
,水需要吸收多少热量?(2)若无烟煤完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则每日需要多少无烟煤?〔已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),无烟煤的热值为3.4×107J/kg〕
【解析】(1)Q吸=cm(t-t0)=6.3×1010kg
(2)Q放=qm条件是完全被水吸收,也就Q吸也等于qm
m=Q吸/q=1.85103kg。
经常出现的变形题型有:
1.把质量为3kg,温度为20℃的铝块加热到70℃,铝块吸收的热量为多少:(铝的比热容为0.88×103J/(kg·℃)
Q吸=cm(t-t0)=1.32×105J
2.太阳能热水器以其安全且无污染在人们生活中得到了广泛使用。
小芳家太阳能热水器的效率是50%,里面装有温度为15℃、质量为100kg所谓水,当这个热水器接受了4.2×107J的太阳能时(c水=4.2×103J/(kg·℃)。
求:
(1)这些水的温度能升高到多少?
(2)热水器所接受的这些太阳能,相当于完全燃烧多少kg每所放出的热量?
(1)65℃(2)1.4kg
【预测4】热机的效率、热机的原理将渗透到环保、当代社会和科技发展的重要应用中。
【例题4】热机(如汽车、拖拉机的发动机等)是将燃料的内能转化为机械能的装置,热机的发展和应用推动了社会的快速发展。
热机在能的转化过程中不可避免的要损失一部分,并且会对环境造成一定程度的污染。
请指出热机工作过程中存在的各种形式的能量损失,同时指出可能造成那些环境污染。
【解析】广泛使用的热机主要是内燃机,它的能量损失有:由于燃料燃烧不完全而损失一小部分能量;排出的废气温度较高,要带走很大一部分能量;一部分能量消耗在散热上;另外还有一部分能量消耗在克服摩擦做功上。
内燃机可能造成的环境污染主要是大气污染,其次,它在工作过程中发出巨大声响也会带来噪声污染。
经常出现的变形题型有:
1.热机的广泛使用,给环境带来严重的污染,主要污染有大气污染,这是因为废气、粉尘的大量排放;消除和减轻污染的主要方法有:改进燃烧设备和加装消烟除尘设备,采用几种供热的方法,大力推广使用煤气和天然气。
9.有关热机效率的说法正确的是〔〕
A.用热值大的燃料,就能提高热机效率
B.多燃烧一些热值大的燃料,就能提高热机效率
C.无论用什么方法,都不能提高热机效率
D.无论用什么方法,都不能是热机效率等于或大于1
2.某四冲程内燃机,飞轮转速为300R/min,活塞面积为120cm2,行程L是0.3m,假如做功冲程中燃气的平均压强是5×105Pa,这台内燃机的功率是多大?,如果内燃机每1min 燃烧0.03kg的燃油,内燃机的效率是多大?(q燃油=4.2×107J) 4.5kW 21.4%。