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内能|内能知识点总结

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内能大模块包括教材中的《13.0内能》与《14.0内能的利用》,我们这里首先介绍了内能核心要点,后面对一些内能的重要概念进行系统梳理。

内能核心十三大要点梳理

(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内能。(内能也称热能)

(2)物体的内能与温度有关:物体的温度越高,分子运动速度越快,内能就越大。

(3)热运动:物体内部大量分子的无规则运动。

(4)改变物体的内能两种方法:做功和热传递,这两种方法对改变物体的内能是等效的。

在没有热传递时,物体对外做功,物体的内能减小;在没有热传递时,外界对物体做功,物体的内能增大。

没有做功的过程,物体吸收热量,物体内能就增大;没有做功的过程,物体放出热量,物体内能就减小。

(5)所有能量的单位都是:焦耳。内能单位与机械能单位都是焦耳。

(6)热量(Q):在热传递过程中,传递能量的多少叫热量。(物体含有多少热量的说法是错误的)

(7)比热容,简称比热,用符号C表示。比热容:单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。比热是物质的一种属性,它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变,只要物质相同,比热就相同。比热的单位是:焦耳/(千克•℃),读作:焦耳每千克摄氏度。

(8)水的比热是:C=4.2×103焦耳/(千克•℃),它表示的物理意义是:每千克的水当温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103焦耳。

(9)热量的计算: Q=Cm(t-t0)=Cm△t

Q=Cm(t0-t)=Cm△t

Q是吸收热量,单位是焦耳;C是物体比热,单位是:焦/(千克•℃);m是质量;t0是初始温度;t 是后来的温度。

(10)热值(q ):1千克某种燃料完全燃烧放出的热量,叫热值。单位是:焦耳/千克。

(11)燃料燃烧放出热量计算:Q放 =qm; Q放 是热量,单位是:焦耳;q是热值,单位是:焦/千克;m 是质量,单位是:千克。

(12)利用内能可以加热,也可以做功。内燃机可分为汽油机和柴油机,它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程。一个工作循环中对外做功1次,活塞往复2次,曲轴转2周。

(13)热机的效率: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,叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。在热机的各种损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。

内能

在学习《11.0功与机械能》时,我们研究了动能、势能等能量,这些能量都是宏观的。那么物体内部是否具有能量呢?答案是肯定的。我们此章《13.0内能》研究的就是物体内部的能量。

本章《13.0内能》内容概要如下:

分子动理论的基本观点

1.常见的物质是由大量的分子、原子构成的。

2.构成物质的分子,在不停地做热运动。

3.分子间存在引力和斥力。

内能

物体的内能,是物体内部所有分子的动能和分子势能的总和。

改变物体的内能有两种方式:做功和热传递。

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。

上述逆过程也是成立的。即,一定质量的某种物质,在温度降低时放出的热量与它的质量和降低的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。

温度变化时,热量的计算公式为Q=cm(t-t0);其中t>t0

物体内能的改变

物体内能的改变两种方式:做功与热传递。

下面来对具体案例进行分析:

1.冬天手很冷,用一盆热水洗手,手很快就会暖和起来。

2.发烧时,把一块湿毛巾搭在额头会舒服很多。

3.用力搓手一段时间,会感觉手掌很热。

4.钻木取火。

上述实验观测说明:物体的内能是可以改变的。

案例1与案例2告诉我们:

可以通过热传递,改变物体的内能。

案例3与案例4告诉我们:

可以通过做功,改变物体的内能。

热量

热量指的是在热传递过程中所传递的能量。

内能的利用

遥远的古代,人类就学会了钻木取火,利用点燃的木柴取暖避寒。

近代,西方国家发明了蒸汽机,极大程度上推动了科技进步。当然,这也为近代西方国家野蛮侵略、殖民中国,掠夺中国人的财富埋下了伏笔。

钻木取火、蒸汽机,以及众多科技设备,其本质都是人类研究内能的利用,将内能转化为我们需要的能量。

本章《14.0内能的利用》内容概要如下:

热机

利用燃料燃烧放出的能量做功的机械,叫做热机。

内燃机是最常见的一种热机。常见的内燃机有汽油机和柴油机。

四冲程内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程的循环进行工作。

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。

热机的效率

热机工作时,用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫做热机的效率。

热机的效率越高,表示热机对燃料的能量利用率越高。

能量守恒定律

能量守恒定律的内容: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,能量的总量总是不变。

能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。

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