§13-1分子热运动。
1、物质:组成物体的基本材料。
2、物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成的。
a.分子是保持物质化学性质的最小粒子。
b.分子是由原子构成的。
3、物质的构成:
a.物质→分子、原子→原子→原子核、电子(带负电);:
原子核→质子(带正电)、中子(不带电)→夸克。
b.金属:由原子直接构成。如:金、银、铜、铁、铅等。
c.非金属:由分子构成。如:氧气、二氧化碳、酒精、水等。
4、扩散。a.定义:不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象,叫做扩散现象。
b.扩散现象可以在固体、液体、气体之间发生。
注:no2与空气扩散的实验中,密度大的no2气体在下方集气瓶;
硫酸铜溶液与水的扩散中,密度大的硫酸铜溶液在量筒的下面。
c.影响因素:温度。温度越高,扩散现象越剧烈。
d.扩散现象说明的两个问题:
一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
分子间有间隙。
例:1ml水和1ml酒精混合之后,总体积小于2ml.
5、分子间的作用力。
a.分子间同时存在引力和斥力。
b.分子间作用力的四种情况:
①--d=r 当引力=斥力时,两分子处于平衡状态,分子间的距离为平衡距离,记为r。
①--d⑶①-d>r 引力》斥力,两分子对外表现为引力,物体很难被拉伸。
d>10r 分子间作用力几乎为零。
例:“破镜不能重圆” 的原因:分子间距离较近,作用力为零。
6、固、液、气三态的宏观特征与微观特性。
7、分子动理论的内容:常见的物质是由大量的分子、原子构成的;物质内的分子在不停的做无规则运动;分子之间存在引力和斥力。
13-2内能。
一、内能。1、分子动能:构成物质的分子在不停的做无规则运动时所具有的能量。
2、分子势能:构成物质的分子由于具有相互作用力而具有的能量。
3、内能。概念:构成物质的所有分子,其热运动的分子动能和分子势能的总和叫内能。
单位:j(焦耳)所有能量的单位都是j。
影响内能大小的因素:温度、质量、体积、状态(晶体熔化)
一切物体在任何情况下都具有内能。
同一物体温度升高,内能一定增大;但物体内能增大,温度不一定会升高(例如:晶体的熔化和凝固过程,内能变化,温度不变)
二、物体内能的改变。
1、热量:在热传递过程中,传递能量的多少叫热量,用q表示,单位为j;
注:热量是物体吸收或放出或传递的能量,不能说某个物体具有多少热量。
2、改变内能的方式:①热传递;②做功;
外界对物体做功(或物体从外界吸收热量)→内能增加;
物体对外界做功(或物体向外界放出热量)→内能减少;
注:热传递过程中,传递的是热量而不是温度。
3、做功与热传递的区别与联系。
13-3比热容。
一、比热容--c
1、①物理意义:表示物质吸热能力的物理量。
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的乘积之比,叫做这种物质的比热容。
单位:j/(kg﹒℃)读作:焦每千克摄氏度。c水=4.2*103j/(kg.℃)
比热容是反应物质自身特性的物理量,其大小只与物质的种类和状态有关。
比热容大的物质,吸收相同的热量,温度升高较小。
二、热量的计算。
公式:q=cmδt
q---热量---j;
c---比热容---j/(kg﹒℃)
m---质量---kg;
δt---升高或降低的温度---
十四章内能的利用。
知识点总结。
一)热机。1、定义:把内能转化为机械能的机器。
深化升华:热机的基本原理是燃料的化学能通过燃烧转化为内能,又通过做功把内能转化为机械能。热机的种类很多,这些热机在人类社会的工业化进程中起到了举足轻重的作用,而且在现代社会中还发挥着巨大作用。
2、种类:热机常见有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
3、内燃机。
1)分为汽油机和柴油机两大类。
2)内燃机一个工作循环由四个冲程组成:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中,每完成一个工作循环,活塞往复两次,飞轮转动两周,只有做功冲程实现内能向机械能的转化。
要点提示:在四个冲程中,压缩冲程和做功冲程中发生了能量转化,压缩冲程中活塞运动的机械能转化为汽油和空气混合物的内能。做功冲程中,燃料燃烧把燃料的化学能转化为燃气的内能,然后通过做功把燃气的内能转化为活塞的机械能。
二)燃料的热值。
1、定义:1千克的某种燃料完全燃烧而放出的热量。
2、物理意义:表示燃料燃烧时放热本领的物理量,燃烧相同质量的不同燃料,放出的热量是不同的,就是说,不同燃料在燃烧时放热的本领不同,物理学中用热值来表示燃料的这种特性。
3、单位:热值的单位是:焦/千克,读做焦每千克,用符号j/kg。如酒精的热值为:3.0×107j/kg,表示1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107j。
4、实质:燃料燃烧过程中,燃料储藏的化学能转化为内能。
深化升华:内能的主要**是燃料,燃料燃烧时化学能转化为内能释放出来,不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小不同,这就是燃料的一种性质,用燃料的热值来表示。同种燃料的热值相同,与燃料的质量大小、形状及放出热量的大小都没有关系。
5、热值是描述燃料性质的物理量,它反映的是1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量。热值的单位为j/kg。
难点剖析:对于热值的理解应抓住三个关键词语:1kg、某种燃料、完全燃烧。
1)“1kg”是指热值针对1kg的燃料而言,如果不是1kg的燃料,完全燃烧放出的热量值与热值不同。
2)“某种燃料”是指热值与燃料的种类有关,确定了燃料才能确定热值,不同燃料的热值一般不同。由此可见热值反映了燃料的燃烧特性,热值大的1kg燃料完全燃烧放出的热量多。
3)“完全燃烧”是由指燃料在燃烧时必须烧完、烧尽,只有1kg的燃料完全燃烧时放出的热值才是这种燃料的热值,通常情况下燃料往往不能完全燃烧,致使燃料燃烧放出的热量比用热值算出的结果小。
三)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。
2、提高热机效率的途径:尽量减小各种热量损失;保持良好的润滑,尽量减小摩擦;尽可能使燃料充分燃烧等等。
3、热机造成的环境污染包括:燃料燃烧过程中会产生有害气体,燃料的不完全燃烧还会产生大量的粉尘、飞灰,这些都会污染大气,危害人体健康,影响植物正常生长,要减小污染可改进燃烧设备,采取集中供热,提高燃烧效率,减少有害气体的排放量,采用污染小的气体燃料,加装消烟除尘装置等。
要点提示:在利用燃料燃烧产生内能时,主要存在两大问题:一是提高效率,尽可能增加可利用的能量,减少浪费,节约能源,是缓解能源危急的重要途径;二是减少有害气体的排放,减少污染,保护人类及所有生命的生存环境。
四)能量守恒定律。
1、内容:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。
难点剖析:定律的内容分为两部分:第一部分指出能是可以“转移”或“转化”的,“转移”指同一种形式的能可以从一个物体转移到另一个物体上;“转化”指能从一种形式转化为另一种形式;第二部分是能的“守恒”,明确指出在能的转移或转化过程中,能既不会创生、也不会消灭,能的总量保持不变。
在各种能量发生转化和转移的事例中,能量都是守恒的,例如:
1)在热机中,利用内能做功的过程就是内能转化为其他形式能量的过程,消耗多少内能,就会产生多少其他形式的能量,能的总量是守恒的;
2)在摩擦生热现象中,机械能转化为内能,消耗多少机械能,就产生多少内能,能的总量是守恒的;
3)在燃料燃烧的过程中,化学能转化为内能,消耗多少燃料中蕴含的化学能,就会产生多少内能,能的总量是守恒的;
4)在热传递过程中,是内能由高温物体转移到低温物体的过程,例如,一杯热水与一杯冷水混合,热水减少多少内能,冷水就增加多少内能,能的总量是守恒的;
5)电动机工作时,电能转化为机械能和内能(因为电动机转动的同时还要发热),消耗多少电能,就会产生多少机械能和内能,能的总量是守恒的;
6)用电炉加热物体,电能转化为内能,消耗多少电能,就产生多少内能,能的总量是守恒的。
深化升华:自然界中所有的变化,不管是大到天体、小到原子核内部,也不管是物理学的(比如物态变化),还是化学的(比如物质发生化学反应)、生物学的(比如动物的呼吸)、地理学的(比如火山爆发)、天文学(比如星球的运动)的问题,都存在能量的转化或转移,而且在转化与转移的过程中,能的总量是守恒的。所以说能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
2、意义:由做功和热传递的等效作用说明,机械能之间是可以转化的。其实自然界里,能量和转化是普遍的,都是通过做功这种形式来完成。
自然界为什么形形色色,为什么这样奇妙丰富,都离不开能量的转化,地球从太阳那里获得光能,出现了风、水的流动,繁茂的植物和多种多样的动物,人类的活动,机器轰鸣,家电的使用,哪一样都离不开能的转化,可以说离开了能量的转化,就不再成为世界,可见能的转化是普遍的。
3、理解能量守恒定律应注意以下几点:
1)每一种运动形式都可以用一种形式的能来量度,如机械能、内能、化学能、电能,能量的单位都是焦耳;
2)各种运动形式可以在一定条件下互相转化,而运动形式的转化过程必然伴随着能量的转化和守恒;
3)能量也可以以同种形式从一个物体转移到另一个物体,热传递过程实质上就是内能从一个物体转移到另一个物体的过程。转移能量的多少用热量来度量;
辨析比较:在能量守恒中,“转化”和“转移”是有区别的,“转化”是指一种形式的能量在一定条件下转化为另一种形式的能量,“转移”是指一种能量在一定条件下从一个物体转移到另一个物体,而能的形式没有变化。
4)要对外做功,必须消耗能量,不消耗能量就无法对外做功,能量永远不会消失,也不会创生。
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