沪科九年级物理 第十三章 内能与热机 知识归纳
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第十三章内能与热机单元总结知识要点一、内能【知识详解】物体内部大量分子做无规则运动所具有的能量叫分子动能。
由于分子之间有一定的距离,也有一定的作用力,因而分子具有势能,称为分子势能。
物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫物体的内能。
1、单位:焦耳,符号J。
2、同一个物体,它的温度越高,内能越大。
物体内能的大小,除与温度有关外,还与物体的体积、状态、质量等因素有关。
3、一切物体都有内能。
4、内能与机械能的区别物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关,是物体能量的微观表现;物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关,是物体能量的宏观表现。
物体的内能在任何情况下都不会为零(因为分子不停地做无规则运动总有动能),而物体的机械能可以相对为零。
所以内能和机械能是两种不同形式的能量。
5、内能的改变,通过做功和热传递这两种方法都可以改变物体的内能。
【典例分析】例1、(2018•铁岭模拟)物体放出热量,它的温度()A.一定降低 B.一定升高C.一定不变 D.可能降低也可能不变【答案】D【解析】物体放热时内能减小,温度不一定降低;如晶体在凝固的过程中,虽然继续放热,但温度是不变的,故选D。
【技巧总结】改变物体的内能有两种方法,做功和热传递,物体内能改变了,可能表现在温度的变化,也可能表现在物态的变化。
物体放出了热量,内能一定减少;可能表现在温度降低,也可以表现发生物态变化。
知识要点二、比热容单位质量的某种物质,温度升高1℃所吸收的热量叫做物质的比热容。
符号c,单位为焦每千克摄氏度,符号为J/(㎏·℃)。
【知识详解】1、比热容是物质本身的一种性质。
(1)同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收(或放出)热量的多少及温度的改变无关。
(2)同一种物质在不同的状态下比热容不同,如冰、水的比热容是不同的。
2、水的比热容比较大,是4.2×103J/(㎏·℃)。
九年级物理沪教版知识点总结第十三章内能与热机。
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做物体的内能。
内能的大小与物体的温度、质量和状态有关。
2. 改变内能的两种方式:做功和热传递。
做功改变内能的实质是能量的转化,热传递改变内能的实质是能量的转移。
3. 比热容:单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容。
比热容是物质的一种特性,其大小与物质的种类和状态有关。
4. 热量的计算:Q = cmΔt,其中 Q 表示热量,c 表示比热容,m 表示质量,Δt 表示温度的变化量。
5. 热机:把内能转化为机械能的机器叫做热机。
常见的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
6. 内燃机:分为汽油机和柴油机,它们的一个工作循环都包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程,其中做功冲程是将内能转化为机械能。
第十四章了解电路。
1. 电荷:自然界中只有两种电荷,正电荷和负电荷。
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
2. 电路的组成:电路由电源、用电器、开关和导线四部分组成。
3. 串联电路:把电路元件逐个顺次连接起来的电路叫做串联电路。
串联电路中电流只有一条路径,各用电器之间相互影响。
4. 并联电路:把电路元件并列地连接起来的电路叫做并联电路。
并联电路中电流有多条路径,各用电器之间互不影响。
5. 电流:表示电流强弱的物理量,用字母 I 表示,单位是安培(A)。
6. 电流表的使用:电流表要串联在电路中,电流要从正接线柱流入,负接线柱流出,被测电流不能超过电流表的量程。
7. 电压:使电路中形成电流的原因,用字母 U 表示,单位是伏特(V)。
8. 电压表的使用:电压表要并联在电路中,电流要从正接线柱流入,负接线柱流出,被测电压不能超过电压表的量程。
第十五章探究电路。
1. 电阻:表示导体对电流阻碍作用的大小,用字母 R 表示,单位是欧姆(Ω)。
2. 影响电阻大小的因素:导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。
沪科版初中九年级物理第十三章内能与热机知识点总结一、内能1、定义:物体内所有分子无规则运动的动能和势能的总和。
(一切物体在任何情况下都具有内能)2、影响因素:内能受以下因素影响:①温度:同一物体温度升高,内能增大;温度降低,内能减小。
②质量:同一物体质量增大,物体的内能增大。
③状态:状态不同,分子间距离不同,分子间作用力就不同,进而分子势能不同,具有的内能不同。
注:物体的温度越高,内能越大。
(√)温度越高的物体,内能越大。
(×)3、改变内能的两种途径:做功和热传递。
A、做功①外界对物体做功,物体内能会增加;物体对外界做功,物体内能会减少。
②做功改变物体内能的实质:内能和其他形式的能的相互转化。
B、热传递①条件:物体之间有温度差。
(热传递的结果:两物体最后达到热平衡。
)②方式:热传导、对流和热辐射。
③热传递改变物体内能的实质:能量从高温物体向低温物体转移的过程,热传递传递的是能量,而不是温度。
4、热量:在热传递过程中,物体间内能传递的多少称为热量。
用Q表示,单位为___。
热传递过程中,低温物体吸收热量,温度升高,内能增加;高温物体放出热量,温度降低,内能减少。
)注:温度不能传递,热量不能含有。
(不能说含有、具有多少热量,只能说吸收或放出了多少热量。
)练:下列关于温度、热量和内能的说法正确的是(A、B、D)。
二、物质的比热容:用c表示。
1、探究不同物质吸热本领的实验运用了哪两种物理方法?2、物体吸收热量的多少通过比热容来反映(转换法)。
3、搅拌器的作用:均匀地加热物体,使物体内部温度分布更均匀。
4、相同质量的不同种物质,在升高相同的温度下,吸收的热量不同。
(不同物质的吸热或放热本领不同,因此引入比热容这一物理量来表示不同物质的吸热或放热本领。
)5、比热容:1)公式:Q=mcΔT2)单位:焦耳/千克·摄氏度3)实质:①反映物质吸热(放热)的本领:比热容越大,吸热或放热本领越大;②揭示物质对冷热反应的灵敏程度:比热容越小,对冷热反应越灵敏。
第十三章 内能与热机单元总复习教学目标:1、理解改变物体内能的两种途径 2、理解比热容、热值及其应用 教学重、难点:1、能区分温度、内能、热量三者的关系 2、能利用比热容、热值、效率进行计 算 教学过程: 一、知识构建二、考点突破 训练点 1:改变物体内能的两种途径 1、改变内能的两种途径是做功和热传递(1)做功有两种情况①对物体做功,物体的内能增加; ②物体对外做功,物体的内能减少 (2)热传递也有两种情况①物体吸热,其内能增加;②物体放出热量,其内能减少 2、 (1)做功的实质是内能与其它形式能的相互转化; (2)热传递的实质是内能在不同物体间的转移,内能的形式没有发生变化。
关键题、1、 (宜昌)关于物体的内能,下列说法正确的是( ) A.在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少 B.物体内能增加,一定要从外界吸 收热量 C.温度为 0℃的物体没有内能 D.温度相等的 1kg 水和 100g 水内 能相同 点评:此题考查了物体内能方面的知识,包括内能的概念、改变内能的方法(做功、热传递) 等;温度影响物体的内能,运用所学的内能方面知识可解决此题. 2、 (自贡)两个相互接触的物体之间没有热传递,是因为具有相同的( ) A.热量 B.熔点 C.内能 D.温度 点评:解决此题要结合热传递的条件进行分析解答. 3、关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( ) A.物体的温度越高,所含热量越多 B.温度高的物体,内能一定大 C.0℃的冰块,内能一定为零 D.温度相同的两物体间不会发生热传递 点评:本题考查学生对温度、内能、热量区别的理解和掌握情况,是中招的热点. 4、改变物体内能的两种方式是 和 .但其实质不同, 是物体之 间内能的转移,而 是实现内能与其他形式的能的转变. 点评:从能量的转化和转移的角度理解改变内能的这两种方式是解决该题的关键. 5、如图所示,利用做功的方式来改变物体内能的是( )1A. 钻木取火B. 对烧杯里的冰加热C. 反复弯折铁丝D. 炒菜做饭点评:本题抓住改变物体内能有两种方式:做功和热传递,做功主要有摩擦生热、电流做功、 压缩气体做功等,做功实质是能量的转化;热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体, 或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,有传导、对流和辐射三种方式. 6、 (1)如图(a)所示,在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团蘸了乙醚的棉花,把活塞迅 速压下去, 会看到棉花 ; 这个现象说明了空气被压缩时内能 (填“增大”或“减 小”) . (2)如图(b)所示,当塞子从试管口喷出时,水蒸气的 能转化为塞子的 能.点评:解决此类问题要结合做功可以改变物体的内能进行分析解答.当外界对物体做功时,物 体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小. 7、 (嘉兴)如图所示,在大口厚玻璃瓶内装入少量的水,并滴入几滴酒精.塞进塞子后,用气 筒往瓶内打气,当塞子跳出时,看到瓶口有白雾出现,下列关于该实验的分析错误的是( ) A.往瓶内打气时,外界对瓶内气体做功 B.往瓶内打气时,瓶内气体内能变小 C.瓶塞跳出时,瓶内气体温度降低 D.瓶塞跳出时,瓶内气体对外做功点评:这是一个典型的对外做功(气体膨胀做功) ,内能减少的例子,要记住如何解释这种现象 的出现. 8、如图所示,四幅图中属于利用热传递改变物体内能的是( )2A.反复弯折铁丝发热 B.钻木取火 C.在太阳照射下热水器中水温上升 D.迅速压下活塞 棉花着火燃烧 点评:本题考查了改变物体内能有两种方式. 9、下列生活实例中,通过做功改变物体内能的是( ) A.摩托车发动机发动一段时间后,排气管热得发烫 B.把冰块放在鲜榨的果汁里,喝时 感觉很凉快 C. 利用太阳能热水器“烧水” D.冬天人们常用双手互相摩擦取暖 点评:本题考查了改变内能的两种方式. 10、图中属于做功改变内能的是图 ,属于热传递改变内能的是 (选填字母) .点评:解决此类问题要结合改变物体内能的方式分析解答. 训练点 2:温度、内能、热量三者的关系 温度、内能、热量是热学中三个重要的物理量,它们之间既有区别又有联系。
一、内能1、定义:物体内所有分子无规则运动的__ __,以及 _的总和。
(一切物体在任何情况下都具有内能)2、影响因素: ①温度:同一物体温度升高,内能增大;温度降低,内能减小。
②质量:同一物体质量增大,物体的内能增大。
③状态:状态不同,分子间距离不同,分子间作用力就不同,进而分子势能不同,具有的内能不同。
注:物体的温度越高,内能越大。
(√) 温度越高的物体,内能越大。
(×)3、改变内能的两种途径:做功和热传递。
A 、做功 ①外界对物体做功,物体内能会增加;物体对外界做功,物体内能会减少②做功改变物体内能的实质:内能和其他形式的能的相互转化。
B 、热传递 ①条件:物体之间有温度差。
(热传递的结果:两物体最后达到热平衡。
)②方式:热传导、对流和热辐射。
③热传递改变物体内能的实质:能量从高温物体向低温物体转移的过程,热传递传递的是能量,而不是温度。
4、热量:在热传递过程中,物体间内能传递的多少称为热量。
用Q 表示,单位为 。
(热传递过程中,低温物体吸收热量,温度升高,内能 ;高温物体放出热量,温度降低,内能 。
) 注:温度不能传,热量不能含。
(不能说含有、具有多少热量,只能说吸收或放出了多少热量。
)练习:下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )A .热量总是从高温物体传给低温物体B .物体从外界吸收了热量,温度一定升高C .物体的温度越高,具有的热量越多D .物体的内能增加,则一定是从外界吸收了热量二、物质的比热容:用c 表示。
1、探究不同物质吸热本领的实验运用了哪两种物理方法?2、物体吸收热量的多少通过 来反映(转换法)。
3、搅拌器的作用: 。
4、相同质量的不同种物质,升高相同的温度,吸收的热量 。
(不同物质的吸热或放热本领不同,因此引入比热容这一物理量来表示不同物质的吸热或放热本领。
)5、比热容:(1)公式: (2)单位:(3)实质:①反映物质吸热(放热)的本领:比热容越大,吸热或放热本领越 ;②揭示物质对冷热反应的灵敏程度:比热容越 ,对冷热反应越灵敏。
第十三章内能与热机第一节物体的内能1.分子动能与分子势能(1)像运动的物体一样,运动的分子也具有动能。
物体的温度越高,分子运动得越快,它们的动能越大。
(2)分子势能:由于分子之间具有一定的距离,也具有一定的作用力,因而分子具有势能,称为分子势能。
2.内能(1)定义:构成物体的所有分子,其热运动的动能与分子势能的总和,叫物体的内能。
(2)单位:焦耳(J),各种形式能量的单位都是焦耳。
(3)对物体内能的理解①内能是指物体的内能,不是分子的内能,更不能说是个别分子或少数分子所具有的能量,而是物体内部所有分子共同具有的动能和势能的总和。
因此,单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的。
②一切物体在任何情况下都具有内能。
根据分子动理论可知,一切物体中的分子都在永不停息地做无规则运动,分子间都有分子力的作用,无论物体处于何种状态、是何形状、温度是高是低都是如此。
因此,一切物体在任何情况下都具有内能。
也就是说,内能是一切物体在任何情况下都具有的一种能量。
③内能具有不可测量性,即不能准确知道一个物体的内能的具体数值。
④物体的内能可以发生改变,当物体的内能发生变化时,物体的表现方式有温度改变和状态改变两种。
(4)物体内能与温度的关系①一个物体在状态不变时,温度越高,它的内能越大;温度越低,内能越小。
物体温度降低时,内能会减小;温度升高时,内能会增大。
②当物体的状态改变时,尽管温度不变,物体的内能也会改变。
如晶体在熔化时,分子动能不变,但物体由固态变为液态时分子间距离变大,分子势能变大,物体内能增大;晶体在凝固时,分子动能不变,分子势能变小,物体内能减小。
(5)影响内能的因素①温度是影响物体内能最主要的因素,同一个物体,温度越高,它具有的内能就越大。
②物体的内能跟质量有关。
在温度一定时,物体的质量越大,也就是分子的数量越多,物体的内能就越大。
③物体的内能还和物体的体积有关。
在质量一定时,物体的体积越大,分子间的势能越大,物体的内能就越大。
《内能与热机》
知识结构:
第一节:物体的内能
(
1)物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和叫做物体的内能,内能是指物体内所有分子具有的能量,而不是指单个分子的能量。
(2)决定物体内能大小的因素主要是物体质量、温度和体积,因为质量决定了分子的数目,温度决定了分子热运动的快慢,而体积与分子势能有关。
①同体积:温度越高,内能越大,温度越低,内能越小。
②同质量:温度越高,分子热运动越激烈,内能越大。
※ 重要考点:温度影响物体的内能。
(3)内能与机械能的区别与联系:
①内能:物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和(微观)
机械能:是整个物体做机械运动时具有的动能和势能的总和(宏观)。
②物体的内能与温度密切相关;物体的机械能与温度无关。
③物体的内能大小取决于物体的质量、体积和温度,一切物体在任何情况下都具有内能,物体内能永不为零;物体的机械能大小取决于物体的质量,相对位置和速度,在一定条件下,机械能可能为零。
④机械能和内能可以相互转化。
(4)内能的国际单位是焦耳,简称焦,用“J ”表示。
2、改变物体内能的两种途径 改变物体的内能有两种方式:做功和热传递,这两种方式是等效的。
做功改变物体的内能,实质是内能和其他形式的能的相互转化,对物体做功,它的内能增加,是其他形式的能转化为内能;物体对外做功,它的内能减少,是内能转化为其他形式的能。
用热传递的方式改变物体的内能,实质是内能在物体间的转移,能的形式不变,物体吸收了热量,它的内能就增加,物体放出了热量,它的内能就减少。
热传递的三种方式:热传导,对流,热辐射。
热传递的条件:
1.物体间存在温度差。
传递到温度一致时热传递停止。
2.高温物体向低温物体传递内能(即热量),温度降低,低温物体吸收能量,温度升高。
※考点:做功和热传导在改变物体的内能上是等效的 3、热量:热量是物体通过热传递方式所改变的内能。
(1)热量本身不是能量,不能说某个物体具有多少热量,也不能比较两个物体热量的大小。
(2)热量是物体在热传递过程内能的变化量,所以说它是一个过程量,是内能变化的量度,若无热传递发生,则不存在热量。
(3)热量的多少与物体内能的多少、温度的高低没有关系。
(4)热量的单位是焦耳,热量通常用Q 表示。
4、温度、内能、热量的联系和区别
区别:温度是指物体的冷热程度,是分子热运动激烈程度的标志; 内能是物体内所有分子动能和势能的总和。
热量是物体通过热传递方式所改变的内能,是内能的变化量, 联系:在不发生物态变化时,一个物体吸收了热量,它们的内能增加,温度升高;一个物体放出了热量,它的内能减少,温度降低。
在发生物态变化时,物体吸收了热量,内能增加,温度可能不变;物体放出了热量,内能减少,温度可能不变。
第二节:物质的比热容
1.比热容(c ):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,又称比热。
2.比热的单位是:J/(kg ·℃),读作:焦耳每千克摄氏度。
3.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。
4.水的比热是:c=4.2×103 J/(kg ·℃),它表示的物理意义是: 单位质量(1千克)的水温度每升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)的热量是4.2×103 J 。
5.水的比热容大,在质量和吸收的热量相同时,升高的温度比其它物质小;放出的热量相同时,降低的温度比其它物质小,因而温差变化较小。
(海滨城市温差小的原因)
6.水的比热容大,在质量和升高的温度相同时,比其它物质吸收的热量多,因而可用水来降温;在降低的温度相同时,比其它物质放出的热量多,因而可用水来取暖。
7.热量的计算:
Q=cm △t
Q 是热量,单位是焦耳(J );
c 是物质的比热容,单位是焦每千克摄氏度J/(kg ·); m 是质量,单位是千克kg ; 是温度的变化量,单位是摄氏度℃。
(求△t 记住用高温减去低温就行了)
注意:由公式可看出物体吸收或放出的热量与物质的种类(物体的比热)、质量和温度的改变量有关。
第三节 内燃机
1.热机:把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。
2.内燃机:内燃机是热机的一种,燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的内机叫做内燃机。
如果不是在气缸内燃烧产生动力的就不是内燃机。
(比如蒸汽机,汽轮机就不是内燃机) 3.内能的利用:利用内能可以加热,也可以做功。
4.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。
5四冲程内燃机的工作原理 ① 进气冲程
是向气缸内填充新鲜气体的过程。
此时进气门打开,排气门关闭。
活塞在气缸中向下运动。
②压缩冲程
是将缸内的气体压缩的过程。
此时进气门、排气门均关闭。
活塞在气缸中向上运动。
(活塞对气缸内的气体做功,气体内能增大,缸内温度升高,为燃烧着火创造基本条件)。
在这一冲程中,活塞的
机械能转化为气体的内能。
③ 做功冲程
是缸内可燃混合气燃烧爆炸的过程。
此时进气门、排气门均关闭。
燃料燃烧,体积剧烈膨胀,推动活塞向下运动,曲轴通过连杆带动旋转,对外输出功。
在这一冲程中,燃料的化学能转换为气体的内能,气体通过对外做功,转化为活塞的机械能。
④排气冲程
是清除缸内燃烧后的废气的过程。
此时进气门关闭,排气门打开。
活塞在气缸中向上运动。
为了下一工作循环做准备。
内 能
与
热
机
内能
概念
影响因素:温度、质量、状态 改变内能的两种方法
比热容 定义 单位:J/ (kg ·℃) 意义:反映不同物质的吸热本领大小 热量与热值 热量的定义、热值的定义 热量和热值的单位
Q 吸 = C m (t -t 0) Q 放 = C m (t 0-t ) Q =mq 或Q =qV
计算
内能的利用——热机 热机效率的定义和提高途径
热机与环境: 造成大气污染 噪声污染
汽油机 构造
工作原理
和柴油机的区别
柴油机比汽油机动力更足的原因不是因为柴油的热值大,而是因为柴油机的气缸内体积压缩得更小,燃料燃烧爆炸更剧烈。
第四节热机效率和环境保护
1.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。
(J/kg).
关于热值的理解:
①对于热值的概念,要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。
1kg是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。
某种燃料:说明热值与燃料的种类有关。
完全燃烧:表明要完全烧尽,否则1kg 燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中,化学能转变成内能的本领大小,也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。
2.燃料燃烧放出热量计算Q=qm(Q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)热值跟热量不能搞混了。
3.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。
公式:η=W有用/ Q总= W有用/qm
4.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。
注意:热机能量的损失
①燃料未完全燃烧(尽量完全燃烧:充足空气,研磨成细颗粒)
②气排出带走能量(废气的利用)
③克服磨擦,消耗能量(使用润滑剂,减小摩擦)
5.提高热机效率的途径:(用热值更大的燃料无法提高效率)
1、使燃料充分燃烧
2、尽量减小各种热量损失
3、机件间保持良好润滑
6.热机对环境造成的污染主要是:①大气污染;②噪声污染7.人类保护环境的重要措施是:减少热机废气中的有害物质,控制废气排放的总量。
具体方面是:①多乘坐公共交通工具,如公共汽车,地铁等;②多植树造林,提倡绿色出行;③推广新能源汽车,如天然气汽车、太阳能汽车、电动汽车等。