第十三章内能。
一、分子动理论的初步知识。
一）常见的物质是由大量的分子、原子构成的；
1.人们通常以10m为单位来量度分子。
2.分子间存在间隙。相关实验现象：水和酒精混合后总体积减小。
二）物质内的分子在不停地做热运动；
1.扩散现象：不同的物质在互相接触时彼此进入对方的现象。
气体、液体、固体均能发生扩散现象。
扩散现象说明分子在不停地做无规则运动，同时也说明了分子间存在间隙。
影响扩散快慢的主要因素是温度：温度越高，扩散越快。
2.分子的热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则的运动（注：因为分子的无规则运动跟温度有关，所以把分子的无规则运动叫做分子的热运动）。温度越高，分子的热运动越剧烈。
三）分子之间存在引力和斥力。
1.分子间同时存在引力和斥力；
2.引力和斥力的变化规律：分子间的引力和斥力随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大。
当分子间距离增大时，引力和斥力同时减小，斥力减小得更快，分子间作用力表现为引力；当分子间距离减小时，引力和斥力同时增大，斥力增大得更快，分子间作用力表现为斥力。
当分子间的距离d等于分子间平衡距离r时，引力等于斥力。
当分子间的距离d小于分子间平衡距离r时，引力小于斥力。固体、液体很难被压缩就是因为斥力起主要作用。
当分子间的距离d大于分子间平衡距离r时，引力大于斥力。固体很难被拉断、胶水可以粘东西都是因为引力起主要作用。
当分子间的距离d大于10r时，分子之间的作用力非常微弱，可忽略不计。破镜不能重圆的原因就是镜块间的距离远大于分子之间作用力的作用范围。
二、内能。一）内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和。
1.影响物体内能的主要因素：物体的质量、温度、状态、体积、材料等。
2.一切物体在任何情况下都具有内能。
3.同一个物体在相同状态下，温度升高，内能增加；温度降低，内能减少。
4.机械能与整个物体的机械运动情况有关，而内能与物体内部分子的热运动和分子之间的相互作用情况有关，内能是不同于机械能的另一种形式的能。一个物体可以不具有机械能，但一定具有内能。
内能和机械能可以通过做功相互转化。
二）改变物体内能的两种方式：
1.热传递：
热传递：是热量从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。
热传递的条件：不同物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差。
热传递的结果：不同物体之间或同一物体的不同部分之间温度达到相同。
热量：在热传递过程中，传递能量（指内能）的多少叫做热量。热量反映了热传递过程中，内能转移的多少，是一个过程量。
只能说“放出或吸收热量”，不能说“某物体含有多少热量”，也不能说“某物体的热量是多少”。
热传递过程中传递的是内能不是温度；传递的方向是从高温物体传到低温物体，或从同一物体的高温部分传到低温部分，而不是从内能多的物体传向内能少的物体。
物体内能改变的多少可以用热量来量度。物体从外界吸收多少热量，物体的内能就增加多少；物体向外界放出多少热量，物体的内能就减少多少。
利用热传递改变物体内能的实质：内能的转移。
2.做功：物体内能改变的多少可以用做功的多少来量度。物体对外界做了多少功，物体的内能就减少多少；外界对物体做了多少功，物体的内能就增加多少。
利用做功改变物体内能的实质：内能与其他形式能的相互转化。
3.做功和热传递在改变物体内能上是等效的。
三、比热容。
一）比较不同物质的吸热能力：
1.比较方法：
质量相等的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度少的吸热能力强；
质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收热量多的吸热能力强。
2.实验中应用到控制变量法和转换法。即选用相同的加热器和实验装置，通过加热时间的长短间接了解物体吸收热量的多少。
二）比热容：
1.比热容：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，叫做这种物质的比热容。比热容用符号c表示。
2.单位：焦每千克摄氏度，符号：j/(kg·c)。
3.物理意义：以水的比热容4.2×103 j/(kg·c)为例，其物理意义是1 kg的水温度升高（或降低）1c所吸收（或放出）的热量为4.2×103 j。
4.比热容是物质的一种特性。比热容与物质的种类有关，不同物质的比热容一般不同；比热容还与物质的状态有关，同种物质在不同的状态下比热容不同，例如：
水和冰等；比热容与物质的质量、吸收（或放出）热量的多少、温度变化（升高的温度或降低的温度）的多少无关。
5.水的比热容大的应用：暖气中用水作介质、汽车发动机用水作制冷剂、利用水保护秧苗防冻等。
6.质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容较大的物质对调节温度有很好的作用。
三）热量的计算：
1.物体温度升高时吸收的热量：q=c m（t–t） ；
2.物体温度降低时放出的热量：q=c m（t–t） ；
3.物体吸收或放出的热量：q=c m ，由公式可知：物体吸收或放出的热量与物质的种类、质量、温度变化有关。
4.两个温度不同的物体放在一起时，高温物体将放出热量，温度降低；低温物体将吸收热量，温度升高；最后两个物体的温度相同。在热传递过程中，若无热量损失，则吸收的热量等于放出的热量。
第十四章内能的利用。
一、热机。一）热机：把燃料燃烧放出的内能转化为机械能的机器。
二）热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
三）内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机分为汽油机和柴油机，分别用汽油和柴油作为燃料。
1.汽油机：
构造：进气门、排气门、火花塞、活塞、连杆、曲轴、汽缸等。
工作过程：一个冲程：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。
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸。
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。
做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
排气冲程：进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。
总结：判断是哪个冲程时抓住两点：一是进、排气门的开与关，二是活塞的运动方向。
四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都靠飞轮惯性完成；
压缩冲程中机械能转化为内能，做功冲程中内能转化为机械能；
多数汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；
一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴、飞轮转动两周，对外做功一次；
2.柴油机：
构造：与汽油机相似，但没有火花塞，而有喷油嘴。
工作过程：与汽油机相似，但吸气冲程吸进的是空气，而不是汽油和空气的混合物；点火方式为压燃式，而不是点燃式；所用的燃料为柴油，而不是汽油。
3.应用：柴油机效率较高，较笨重，用于载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上。而汽油机效率较低，较轻便，用于摩托车、小轿车、飞机上。
二、热机的效率。
一）燃料的热值：
1.燃料的热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。用符号q表示。
燃料燃烧的过程是将化学能转化为内能。
热值反映的是某种燃料的特性，同是反映出不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领大小。热值只与燃料的种类有关，同种燃料的热值是一定的，不同的燃料的热值一般不同；热值与燃料的质量、体积、放出热量的多少、是否完全燃烧等都无关。
对于气体燃料的热值可以定义为：1m的某种气体燃料在完全燃烧时放出的热量。单位：j/m。则气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式：q＝q v 。
2.单位：j/kg 。
3.物理意义：
以酒精的热值3.0×107 j/kg为例：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107 j。
以煤气的热值3.9×107 j/m为例：1m煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107 j。
4.燃料完全燃烧时放出热量的计算公式：q=q m 。
二）热机的效率：
1.热机工作过程中的各种能量损失：
燃料很难完全燃烧，保留一部分能量；
排气冲程排出的废气温度较高，损失的内能较大；
一部分能量消耗在散热上，冷却水带走一部分能量；
活塞和曲轴在运动时克服摩擦做功，损失一部分能量。
2.热机的效率：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，叫做热机的效率。
3.公式：η=
三）提高热机效率的途径和方法：
1.改善燃烧环境，使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率；
2.尽量减小各种热散失；
3.减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量；
4.充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。
三、热机的污染。
一）大气污染；
二）噪声污染。
四、环境保护。
一）减小热机废气中的有害物质；
二）控制废气排放的总量；
三）充分开发利用污染少和无污染的能源；
四）在排气管上安装消声器。
五、能量的转化和守恒。
一）在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。
二）能量守恒定律：能量既不会凭空消失，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其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
1.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律。
2.能量守恒定律的发现，使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为其他形式，而不能无中生有地制造能量。因此，根本不可能造出永动机。
第十五章电流和电路。
一、电荷。一）摩擦起电：用摩擦的方法使物体带电叫做摩擦起电。
二）带电体具有吸引轻小物体的性质，即能够吸引轻小物体。
三）自然界只有两种电荷：正电荷和负电荷。用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷；用毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷。
四）电荷的相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷相吸引；
五）验电器：
1.作用：用来检验物体是否带电；
2.原理：利用同种电荷相互排斥；
六）电荷量：电荷的多少叫电荷量，简称电荷，用q表示。
单位：库仑，库，符号是c。一个电子所带的电荷量为1.6×10-19c。
七）原子的结构：原子是由位于中心的带正电的原子核和核外带负电的电子组成；
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