第十二章 机械能和内能知识点

第十二章《机械能和内能》知识点

一、机械能

（一）动能和势能的比较

（二）动能和势能的转化

1、动能和势能的转化情况

（1）在一定条件下，动能和重力势能之间可以相互转换

（2）在一定条件下，动能和弹性势能之间可以相互转换

2、动能和势能的转化分析

（1）分析决定动能、重力势能、弹性势能的因素怎样变化，判断动能和势能的大小如何变化。

（2）注意在动能和势能相互转化过程中有没有能量补充或损失，判断机械能总量改变还是不变。

例如：“物体沿水平方向上滑动”，则机械能不变；“物体在斜面上匀速下滑”，则机械能减少。

二、内能

（一）定义：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。（二）注意：内能是一种与热运动有关的能量，任何一个物体都具有内能。

（三）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，温度越高，内能越大。

2、质量：在物体的温度、材料、状态相同时，质量越大，内能越大。

3、材料：在物体的温度、质量、状态相同时，材料不同，内能可能不同。

4、状态：在物体的温度、材料、质量相同时，状态不同，内能也可能不同。

（四）内能的改变

1、内能改变的外部表现

物体温度升高（降低）→物体内能增大（减小）

物体状态改变（如熔化、汽化、升华）→内能改变

反过来，不能说内能改变必然导致温度变化（内能的变化有多种因素决定）。

2、改变内能的二种方式：热传递和做功（对改变内能来说，这二种方式是等效的。）（1）热传递的实质：内能在物体间的转移（吸收热量，内能增加；放出热量，内能减少。）（2）做功的实质：内能和其他能的转化（对物体做功，内能增加；物体对外做功，内能减少）

三、热量

（一）热量定义：物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量。（热量的国际单位是焦耳）（二）与热量相关的物理量

1、比热容

（1）表示：质量相等的不同物质，升高（降低）相同的温度，吸收（放出）的热量不相等。

（2）定义：单位质量的某种物质，温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量叫做这种物质的比热容。

（3）单位：焦/（千克·℃），符号为J/（㎏·℃）

（4）注意：比热容大小与物质的种类、状态有关，与物体的质量、温度、吸热和放热等无关。

（5）意义：水的比热容为4.2×103J/(kg·℃) ，物理意义是1kg水温度升高1℃吸收的热量为4.2×103J

（6）应用：由于水的比热容较大，所以经常利用水来调节气温、取暖、散热等。

2、燃料的热值

（1）表示：不同燃料在燃烧时将化学能转变成内能的本领大小

（2）定义：单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值

（3）单位：焦/千克，符号为J / ㎏

（4）意义：汽油的热值是4.6×107J/kg，其意义是1 kg汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J

（5）注意：燃料的热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧状况等无关。（6）应用：火箭常用液态氢燃料是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。（三）热量计算

1、热传递过程中吸收或放出的热量

（1）温度升高时的吸热公式

（2）温度降低时的放热公式

2、燃料燃烧的放热公式：

四、温度、内能、热量的比较

物理量不同点联系点概念含义决定因素

温度与内

能

内能与热

量

热量和温度

温度

物体的冷热程

度

分子运动

的

剧烈程度

温度升高，

内能增加；

温度降低，

内能减少；

物体内能

改变，其温

度不一定变

化。（如晶体

熔化）

物体吸

热，

内能增

大；

物体放

热，

内能减

小。

物体

内能改变，不

一定是吸收

或放出热量。

物体吸收或

放出热量，不

一定使温度发

生变化（沸腾）

物体温度改

变，不一定是

吸收或放出热

量。（可能做功）

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

物体的温

度

物体的质

量

物体的物

态

物质的种

类

热量

物体在热传

递

过程中转移能量

的多少

物质比热

容

物体质量

温度变化

量

热现象中的“热”是指：温度；热传递中的“热”是指：热量；摩擦生热中的“热”是指：内能

五、热机

1、原理：将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能。

2、汽油机的一个工作循环

（1）经历四个冲程，分别为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

（2）曲轴旋转二圈，活塞往复二次。

（3）压缩冲程中机械能转化为内能；

做功冲程中，内能（燃料燃烧释放的内能）转化为机械能。一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速为1200r/min，则汽油机每秒内完成＿＿个冲程，对内做功＿＿＿次。

3、热机效率

（1）定义：热机中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做热机效率。

(2)公式：100%