第二講內(nèi)能與熱機(jī)

1、第十三章第十三章 內(nèi)能與熱機(jī)內(nèi)能與熱機(jī)一、物質(zhì)的內(nèi)能一、物質(zhì)的內(nèi)能1.1.內(nèi)能內(nèi)能(1)(1)定義定義: :物體內(nèi)所有分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的物體內(nèi)所有分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的_，以及以及_的總和。的總和。動(dòng)能動(dòng)能分子勢(shì)能分子勢(shì)能(2)(2)影響因素：物體的內(nèi)能與影響因素：物體的內(nèi)能與_有關(guān)。有關(guān)。如果體積變化不大，同一物體的溫度越高，其內(nèi)能越如果體積變化不大，同一物體的溫度越高，其內(nèi)能越_；溫度越低，其內(nèi)能越；溫度越低，其內(nèi)能越_。(3)(3)特點(diǎn)：物體的內(nèi)能特點(diǎn)：物體的內(nèi)能_(_(選填選填“會(huì)會(huì)”或或“不不會(huì)會(huì)”) )為零。為零。溫度溫度大大小小不會(huì)不會(huì)2.2.改變內(nèi)能的兩種途徑改變內(nèi)能的兩種途徑(1)(

2、1)_，如，如_。(2)(2)_，如，如_。做功做功壓縮空氣壓縮空氣熱傳遞熱傳遞用熱水袋取暖用熱水袋取暖3.3.熱量熱量(1)(1)定義：在熱傳遞過程中，物體間定義：在熱傳遞過程中，物體間_傳遞的多少。傳遞的多少。(2)(2)熱傳遞條件：物體之間有熱傳遞條件：物體之間有_。(3)(3)熱傳遞規(guī)律：低溫物體吸熱，內(nèi)能熱傳遞規(guī)律：低溫物體吸熱，內(nèi)能_；高溫；高溫物體放熱，內(nèi)能物體放熱，內(nèi)能_。(4)(4)熱傳遞實(shí)質(zhì)：能量的熱傳遞實(shí)質(zhì)：能量的_。(5)(5)熱傳遞方式：熱傳遞方式：_、_、_。內(nèi)能內(nèi)能溫度差溫度差增加增加減少減少轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移傳導(dǎo)傳導(dǎo)對(duì)流對(duì)流輻射輻射二、物質(zhì)的比熱容二、物質(zhì)的比熱容1.1.

3、定義定義: :_的物質(zhì)溫度的物質(zhì)溫度_所吸收所吸收( (或放出或放出) )的熱量。的熱量。2.2.單位單位:_:_。單位質(zhì)量單位質(zhì)量升高（或降低）升高（或降低）1 1 J/(kg)J/(kg)3.3.水的比熱容水的比熱容(1)(1)數(shù)值：數(shù)值：c c水水4.24.210103 3 J/(kg) J/(kg)。(2)(2)意義：意義：_。(3)(3)應(yīng)用：由于應(yīng)用：由于_，可以用水冷卻汽車，可以用水冷卻汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，冬天用水取暖等。發(fā)動(dòng)機(jī)，冬天用水取暖等。4.4.熱量的計(jì)算公式：熱量的計(jì)算公式：Q=_Q=_。1 kg1 kg水溫度升高水溫度升高( (或降低或降低)1 )1 吸收吸收( (或放出或放

4、出) )的熱量是的熱量是4.24.210103 3 J J水的比熱容大水的比熱容大cmcmt t三、內(nèi)燃機(jī)三、內(nèi)燃機(jī)1.1.熱機(jī)熱機(jī): :把燃料燃燒時(shí)釋放的把燃料燃燒時(shí)釋放的_轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)開的裝置。的裝置。內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能機(jī)械能2.2.內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)(1)(1)定義定義: :_直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒_的熱機(jī)。的熱機(jī)。(2)(2)分類：常見的內(nèi)燃機(jī)有分類：常見的內(nèi)燃機(jī)有_和和_。燃料燃料產(chǎn)生動(dòng)力產(chǎn)生動(dòng)力汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)(3)(3)汽油機(jī)的工作過程汽油機(jī)的工作過程關(guān)關(guān)向上向上關(guān)關(guān)機(jī)械能機(jī)械能內(nèi)能內(nèi)能向下向下關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能機(jī)械能開開兩周兩周一個(gè)一個(gè)做功做功飛輪的慣性

5、飛輪的慣性四、熱值與熱機(jī)效率四、熱值與熱機(jī)效率1.1.熱值熱值(1)(1)定義定義: :某種燃料完全燃燒放出的某種燃料完全燃燒放出的_與所用與所用該燃料的該燃料的_之比，叫做這種燃料的熱值。它之比，叫做這種燃料的熱值。它是燃料的一種是燃料的一種_。熱量熱量質(zhì)量質(zhì)量特性特性(2)(2)單位：固體、液體用單位：固體、液體用_，氣體常用，氣體常用_。(3)(3)燃料燃燒的放熱公式：燃料燃燒的放熱公式：_(_(適用于適用于固體和液體固體和液體) )或或Q=qV(Q=qV(適用于氣體適用于氣體) )。J/kgJ/kgJ/mJ/m3 3Q=mqQ=mq2.2.熱機(jī)效率熱機(jī)效率(1)(1)定義：熱機(jī)效率等于

6、熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，對(duì)外做的定義：熱機(jī)效率等于熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，對(duì)外做的_與燃料完全燃燒的能量的與燃料完全燃燒的能量的_。(2)(2)提高的主要途徑：減少提高的主要途徑：減少_有用功有用功比值比值熱機(jī)工作中的各種能量損失熱機(jī)工作中的各種能量損失考點(diǎn)考點(diǎn) 1 1 內(nèi)能及其改變內(nèi)能及其改變例例1 1 寒冷的冬天，人們的手常常會(huì)感到冷。小麗和小寒冷的冬天，人們的手常常會(huì)感到冷。小麗和小亮為了使自己的手更暖和些，分別采用了如圖所示的亮為了使自己的手更暖和些，分別采用了如圖所示的方法。從物理學(xué)的角度看，小麗和小亮改變手內(nèi)能的方法。從物理學(xué)的角度看，小麗和小亮改變手內(nèi)能的途徑分別是途徑分別是( )( )A.A.做功、做

7、功做功、做功 B.B.做功、熱傳遞做功、熱傳遞C.C.熱傳遞、熱傳遞熱傳遞、熱傳遞 D.D.熱傳遞、做功熱傳遞、做功解析：解析：小麗哈氣是通過熱傳遞改變內(nèi)能，而小亮搓手是通過做功，使小麗哈氣是通過熱傳遞改變內(nèi)能，而小亮搓手是通過做功，使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。答案：答案：D D解題技巧：解題技巧：做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能。做功是能量的轉(zhuǎn)做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能。做功是能量的轉(zhuǎn)化，熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移，二者在改變內(nèi)能的效果上是相同的。化，熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移，二者在改變內(nèi)能的效果上是相同的。1.(20151.(2015海南海南) )下列事例中，利用熱傳遞改變內(nèi)能的是下列事

8、例中，利用熱傳遞改變內(nèi)能的是( )( )2.2.（20152015遼寧大連）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器用水做冷卻遼寧大連）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器用水做冷卻劑，是由于水的劑，是由于水的_較大的緣故；發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較大的緣故；發(fā)動(dòng)機(jī)溫度降低是通過降低是通過_方式減少內(nèi)能的。方式減少內(nèi)能的。比熱容比熱容熱傳遞熱傳遞考點(diǎn)考點(diǎn) 2 2 比熱容與熱量的計(jì)算比熱容與熱量的計(jì)算例例2 2 濕地具有美化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候等功能。近年來，濟(jì)濕地具有美化環(huán)境、調(diào)節(jié)氣候等功能。近年來，濟(jì)南市已建立各級(jí)濕地公園南市已建立各級(jí)濕地公園1717處，有力地保護(hù)了我市濕地處，有力地保護(hù)了我市濕地生態(tài)系統(tǒng)，改善了我市的生態(tài)環(huán)境。從物理學(xué)的角度分生態(tài)

9、系統(tǒng)，改善了我市的生態(tài)環(huán)境。從物理學(xué)的角度分析，濕地能調(diào)節(jié)空氣的濕度，是因?yàn)榇罅克觯瑵竦啬苷{(diào)節(jié)空氣的濕度，是因?yàn)榇罅克甠（填（填寫物態(tài)變化名稱）可以提高空氣中水蒸氣的含量；濕度寫物態(tài)變化名稱）可以提高空氣中水蒸氣的含量；濕度能調(diào)節(jié)空氣的溫度，是因?yàn)樗哪苷{(diào)節(jié)空氣的溫度，是因?yàn)樗腳。炎熱的夏天，。炎熱的夏天，赤腳站在水中感到?jīng)鏊咴谏惩辽细械綘C腳。引起這赤腳站在水中感到?jīng)鏊?，走在沙土上感到燙腳。引起這種反差的原因是由于水和沙土具有不同的種反差的原因是由于水和沙土具有不同的_。解析：解析：物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過程稱為汽化，汽化可以提高空氣中物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過程稱為汽化，汽化可以提高空氣中

10、水蒸氣的含量；水蒸氣的含量； 水的比熱容大，相同質(zhì)量的水和其他物質(zhì)比較，吸水的比熱容大，相同質(zhì)量的水和其他物質(zhì)比較，吸收或放出相同的熱量，水的溫度升高或降低得少。收或放出相同的熱量，水的溫度升高或降低得少。答案：答案：汽化比熱容大比熱容汽化比熱容大比熱容解題技巧：解題技巧：濕地含有水，水會(huì)不停地汽化（蒸發(fā)），變成水蒸氣散濕地含有水，水會(huì)不停地汽化（蒸發(fā)），變成水蒸氣散在空氣中，所以可以提高空氣中水蒸氣的含量，調(diào)節(jié)空在空氣中，所以可以提高空氣中水蒸氣的含量，調(diào)節(jié)空3.3.已知水的比熱容為已知水的比熱容為4.24.210103 3 J/(kg) J/(kg)，則質(zhì)量為，則質(zhì)量為2 kg2 kg的水

11、，溫度由的水，溫度由25 25 降低到降低到20 20 放出的熱量是放出的熱量是( )( )A.4.2A.4.210104 4 J B.2.1 J B.2.110105 5 J JC.1.68C.1.6810105 5 J D.3.78 J D.3.7810105 5 J J4.4.小剛班的同學(xué)準(zhǔn)備用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究小剛班的同學(xué)準(zhǔn)備用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“在在升高相同溫度的情況下，一定質(zhì)量的液體吸收熱量的升高相同溫度的情況下，一定質(zhì)量的液體吸收熱量的多少與物質(zhì)的種類是否有關(guān)多少與物質(zhì)的種類是否有關(guān)”。（1 1）在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，應(yīng)選擇）在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，應(yīng)選擇_的兩的兩個(gè)酒精燈。個(gè)酒精

12、燈?；鹧娲笮∠嗤鹧娲笮∠嗤? 2）在此實(shí)驗(yàn)中，液體吸收熱量的多少是通過）在此實(shí)驗(yàn)中，液體吸收熱量的多少是通過_來比較的。來比較的。加熱時(shí)間加熱時(shí)間（3 3）其中兩個(gè)小組記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：）其中兩個(gè)小組記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他們得出的結(jié)論是：通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他們得出的結(jié)論是：_。（4 4）使一樣多的水升高相同的溫度，加熱時(shí)間應(yīng)該相）使一樣多的水升高相同的溫度，加熱時(shí)間應(yīng)該相同。但同。但1 1、2 2兩組的同學(xué)在交流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)卻發(fā)現(xiàn)，第兩組的同學(xué)在交流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)卻發(fā)現(xiàn)，第1 1組的加熱時(shí)間明顯偏長(zhǎng)。其原因可能是組的加熱時(shí)間明顯偏長(zhǎng)。其原因可能是_。在升高相同溫度的情況下

13、，一定質(zhì)量的液體吸收熱在升高相同溫度的情況下，一定質(zhì)量的液體吸收熱量的多少與物質(zhì)的種類有關(guān)量的多少與物質(zhì)的種類有關(guān)這兩組使用的酒精燈火焰的大小不同這兩組使用的酒精燈火焰的大小不同考點(diǎn)考點(diǎn) 3 3 熱機(jī)及其效率熱機(jī)及其效率例例3 3 關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)，關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)，下列說法錯(cuò)誤的是下列說法錯(cuò)誤的是( )( )A.A.這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明做功可以改變物體的內(nèi)能這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明做功可以改變物體的內(nèi)能 B.B.這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明物體內(nèi)能可以對(duì)外做功這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明物體內(nèi)能可以對(duì)外做功C.C.在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能在這個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D.D.這個(gè)實(shí)驗(yàn)基本反映出了熱機(jī)的工作過程這個(gè)實(shí)驗(yàn)基本反

14、映出了熱機(jī)的工作過程解析：解析：（1 1）利用酒精燃燒的內(nèi)能加熱，使水的內(nèi)能增加，溫度升高，）利用酒精燃燒的內(nèi)能加熱，使水的內(nèi)能增加，溫度升高，屬于能量的轉(zhuǎn)移；（屬于能量的轉(zhuǎn)移；（2 2）當(dāng)管內(nèi)的壓強(qiáng)大于管外的壓強(qiáng)時(shí)，塞子被彈出，）當(dāng)管內(nèi)的壓強(qiáng)大于管外的壓強(qiáng)時(shí)，塞子被彈出，氣體對(duì)塞子做功，氣體內(nèi)能減少，溫度降低，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，屬于氣體對(duì)塞子做功，氣體內(nèi)能減少，溫度降低，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，屬于能量的轉(zhuǎn)化；能量的轉(zhuǎn)化； （3 3）熱機(jī)就是利用內(nèi)能做功的裝置，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械）熱機(jī)就是利用內(nèi)能做功的裝置，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。能。答案：答案：A A5.5.如圖是內(nèi)燃機(jī)的某個(gè)沖程，它是如圖是內(nèi)燃機(jī)的某個(gè)沖程，它是( )( )A.A.壓縮沖程，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能壓縮沖程，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能B.B.壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能C.C.做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能D.D.做功沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能做功沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能6.6.熱機(jī)的廣泛使用已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)化程度的標(biāo)志，熱機(jī)的廣泛使用已成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)化程度的標(biāo)志