《內(nèi)能》與《內(nèi)能利用》知識點(diǎn)總結(jié)

初三物理《內(nèi)能》與《內(nèi)能的利用》知識總結(jié)

第十三章熱和能

第一節(jié)分子熱運(yùn)動

1、擴(kuò)散現(xiàn)象：

定義：不同物質(zhì)在相互接觸時，彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象。

擴(kuò)散現(xiàn)象說明：①一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動；②分子之間有間隙。

固體、液體、氣體都可以發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，只是擴(kuò)散的快慢不同，氣體間擴(kuò)散速度最快，

固體間擴(kuò)散速度最慢。

汽化、升華等物態(tài)變化過程也屬于擴(kuò)散現(xiàn)象。

擴(kuò)散速度與溫度有關(guān)，溫度越高，分子無規(guī)則運(yùn)動越劇烈，擴(kuò)散越快。

由于分子的運(yùn)動跟溫度有關(guān)，所以這種無規(guī)則運(yùn)動叫做分子的熱運(yùn)動。

2、分子間的作用力：

分子間相互作用的引力和斥力是同時存在的。

①當(dāng)分子間距離等于r0（r”加）時，分子間引力和斥力相等，合力為。，對外不顯

力；

②當(dāng)分子間距離減小，小于r°時，分子間引力和斥力都增大，但斥力增大得更快，斥

力大于引力，分子間作用力°表現(xiàn)為斥力；

③當(dāng)分子間距離增大，大于r°時，分子間引力和斥力都減小，但斥力減小得更快，引

力大于斥力，分子間作用力表現(xiàn)為引力；

@當(dāng)分子間距離繼續(xù)增大，分子間作用力繼續(xù)減小，當(dāng)分子間距離大于10r°時，分子

間作用力就變得十分微弱，可以忽略了。

第二節(jié)內(nèi)能

1、內(nèi)能：

定義：物體內(nèi)部所有分子熱運(yùn)動的動能與分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。

任何物體在任何情況下都有內(nèi)能。內(nèi)能的單位為焦耳（J）o

內(nèi)能具有不可測量性。

2、影響物體內(nèi)能大小的因素：

①溫度：在物體的質(zhì)量、材料、狀態(tài)相同時，物體的溫度升高，內(nèi)能增大，溫度降低，

內(nèi)能減小；反之，物體的內(nèi)能增大，溫度卻不一定升高（例如晶體在熔化的過程中要不斷吸

熱，內(nèi)能增大，而溫度卻保持不變），內(nèi)能減小，溫度也不一定降低（例如晶體在凝固的過

程中要不斷放熱，內(nèi)能減小，而溫度卻保持不變）。

②質(zhì)量：在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時，物體的質(zhì)量越大，物體的內(nèi)能越大。

③材料：在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時，物體的材料不同，物體的內(nèi)能可能不同。

④存在狀態(tài)：在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時，物體存在的狀態(tài)不同時，物體的內(nèi)能也

可能不同。

3、改變物體內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞。

①做功：

做功可以改變內(nèi)能：對物體做功物體內(nèi)能會增加（將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）。

物體對外做功物體內(nèi)能會減少（將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）。

做功改變內(nèi)能的實(shí)質(zhì)：內(nèi)能和其他形式的能（主要是機(jī)械能）的相互轉(zhuǎn)化的過程。

如果僅通過做功改變內(nèi)能，可以用做功多少度量內(nèi)能的改變大小。

②熱傳遞：

1/7

定義：熱傳遞是能量從高溫物體傳到低溫物體或從同一物體的高溫部分傳到低溫部分

的過程。

熱量：在熱傳遞過程中，傳遞內(nèi)能的多少叫做熱量。熱量的單位是焦耳。（熱量是變化

量，只能說“吸收熱量”或“放出熱量’；不能說“含”、“有”熱量。“傳遞溫度”的說法也

是錯的。）

熱傳遞過程中，高溫物體放出熱量，溫度降低，內(nèi)能減少；低溫物體吸收熱量，溫度

升高，內(nèi)能增加；

注意：

①在熱傳遞過程中，是內(nèi)能在物體間的轉(zhuǎn)移，能的形式并未發(fā)生改變；

②在熱傳遞過程中，若不計能量損失，則高溫物體放出的熱量等于低溫物體吸

收的熱量；

③因?yàn)樵跓醾鬟f過程中傳遞的是能量而不是溫度，所以在熱傳遞過程中，高溫

物體降低的溫度不一定等于低溫物體升高的溫度；

④熱傳遞的條件：存在溫度差。如果沒有溫度差，就不會發(fā)生熱傳遞。

做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。

第三節(jié)比熱容

1、比熱容：

定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（或降低）時吸收（或放出）的熱量。

比熱容用符號C表示，它的單位是焦每千克攝氏度，符號是J/（kg?°C）

比熱容是表示物體吸熱或放熱能力的物理量。

物理意義：水的比熱容晨=4.2X103j/（kg.C）,物理意義為：1kg的水溫度升高（或

降低）1℃,吸收（或放出）的熱量為4.2X103J。

比熱容是物質(zhì)的一種特性，比熱容的大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān)，與質(zhì)量、體積、溫

度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。

水常用來調(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因?yàn)樗谋葻崛荽蟆?/p>

比較比熱容的方法：

①質(zhì)量相同，升高溫度相同，比較吸收熱量多少（加熱時間）：吸收熱量多，比熱

容大。

②質(zhì)量相同，吸收熱量（加熱時間）相同，比較升高溫度：溫度升高慢，比熱容大。

2、熱量的計算公式：

QQ

①溫度升高時用：Q=:cm(t-t)c—m—

匕吸0m(LZ)cCt-t)

00

占4

+tt=t-HR

cm00cm

2。液

②溫度降低時用：Q=cm(?~t)c-m—

上放0m（?一方）c（1一看）

00

t_放-+tt=4

0CH10cm

QQQ

2足消中髓廢父化里叫用：Q—cm/\tcm-z_\r——

mArcA?cm

Q——熱量一一焦耳（J）;c——比熱容一一焦耳每千克攝氏度（J/（kg-℃））；m——

質(zhì)量----千克（kg）；t----末溫----攝氏度（℃）；{------初溫----攝氏度（℃）

審題時注意“升高（降低）到10℃”還是“升高（降低）（了）10℃",前者的“10℃”

2/7

是末溫（f）,后面的“10℃”是溫度的變化量（△力。

由公式Q=cmat可知：物體吸收或放出熱量的多少是由物體的比熱容、質(zhì)量和溫度變

化量這三個因素決定的。

第十四章：內(nèi)能的利用

內(nèi)能的利用

內(nèi)能的利用方式

利用內(nèi)能來加熱：實(shí)質(zhì)是熱傳遞。

利用內(nèi)能來做功：實(shí)質(zhì)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

第一節(jié)：熱機(jī)

1、熱機(jī)：

定義：熱機(jī)是利用內(nèi)能來做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。

熱機(jī)的種類：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)（汽油機(jī)和柴油機(jī)）、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)等

2、內(nèi)燃機(jī)：

內(nèi)燃機(jī)活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動時，從氣缸的一端運(yùn)動到另一端的過程，叫做一個沖程。

四沖程內(nèi)燃機(jī)包括四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。

在單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)中，吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程為一個工作循環(huán)，每個工作

循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)2周，活塞上下往復(fù)2次，做功1次。

在這四個沖程中只有做功沖程是燃?xì)鈱钊龉Γ渌齻€沖程（吸氣沖程、壓縮沖

程和排氣沖程）是依靠飛輪的慣性來完成的。

壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

做功沖程是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

①汽油機(jī)工作過程：

內(nèi)r樽、

吸氣沖程:進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動，汽油和空氣的混合

物進(jìn)入汽缸.

壓縮沖程:進(jìn)氣門和推氣門都關(guān)閉.活塞向F.運(yùn)動.物料混合物被壓縮.

做功沖程:在壓縮沖程結(jié)束時.火花塞產(chǎn)生電火花.使燃料猛烈燃燒,產(chǎn)

生高溫高壓的氣體.高溫高壓的氣體推動活塞向下運(yùn)動,情動曲軸轉(zhuǎn)動，對外

做功.

排氣沖程;進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動，把廢氣排出氣缸.

②柴油機(jī)工作過程:

柴油機(jī)四沖程

1.吸34世2.ESHS3』JMfl!

EA

缸頂

混合

柴油W氣落程吸入氣缸齷空氣。

③汽油機(jī)做功沖程的點(diǎn)火方式是點(diǎn)燃式;

柴油機(jī)做功沖程的點(diǎn)火方式是壓燃式。

④柴油機(jī)比汽油及效率高，比較經(jīng)濟(jì)，但笨重。

⑤汽油機(jī)和柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)之前都要靠外力輔助啟動。

4、熱值

燃料燃燒，使燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。用符號q表示。

單位：固體燃料的熱值的單位是焦耳每千克(J/kg)、氣體燃料的熱值的單位是焦耳每立

方米(J/m3)o

熱值是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否

完全燃燒等無關(guān)。

4/7

公式:

①cQQ

9Q=qmm=~q=~

Q——放出的熱量——焦耳（J）;q——熱值——焦耳每千克（J/kg）；“Z——燃料質(zhì)

量----千克（kg）。

〃

9Q_qVv=q=v

Q----放出的熱量----焦耳（J）;q----熱值----焦耳每立方米（J/m3）；V----燃料

體積----立方米（m3）。

物理意義：酒精的熱值是3.0X107J/kg,它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0

X10?Jo

煤氣的熱值是3.9X107j/m3,它表示：1H13煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9

XIOJo

第二節(jié)：熱機(jī)效率

影響燃料有效利用的因素:一是燃料很難完全燃燒，二是燃料燃燒放出的熱量散失很多，

只有一小部分被有效利用。

有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末狀、用空氣吹進(jìn)爐膛（提高燃燒的完全程度）；

以較強(qiáng)的氣流，將煤粉在爐膛里吹起來燃燒（減少煙氣帶走的熱量）。

熱機(jī)的效率:熱機(jī)用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機(jī)的效

率。

熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個重要標(biāo)志，與熱機(jī)的功率無關(guān)。

公式："%2,=^。有用

由于熱機(jī)在工作過程中總有能量損失，所以熱機(jī)的效率總小于1。

熱機(jī)能量損失的主要途徑：廢氣內(nèi)內(nèi)、散熱損失、機(jī)器損失。

提高熱機(jī)效率的途徑：①使燃料充分燃燒，盡量減小各種熱量損失；②機(jī)件間保持良

好的潤滑，減小摩擦。③在熱機(jī)的各種能量損失中，廢氣帶走的能量最多，設(shè)法利用廢氣的

能量，是提高燃料利用率的重要措施。

常見熱機(jī)的效率：蒸汽機(jī)6%?15%、汽油機(jī)20%?30%、柴油機(jī)30%?45%

內(nèi)燃機(jī)的效率比蒸汽機(jī)高，柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)高。

第三節(jié)：能量的轉(zhuǎn)化與守恒

1、能量的轉(zhuǎn)化與守恒

（1）能量及其存在的形式：如果一個物體能對別的物體做功，我們就說這個物體具有能。

自然界有多種形式的能量，如機(jī)械能、內(nèi)能、光能、電能、化學(xué)能、核能等。

（2）能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化：能量可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，如發(fā)生碰撞或熱傳遞

時；也可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，如太陽能電池、發(fā)電機(jī)等。

（3）能量守恒定律：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為

其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能的總量保持不

變。

2、能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體，小到原子核，也無

論是物理學(xué)問題還是化學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、天文學(xué)的問題，所有能量轉(zhuǎn)化的過程，都遵從

能量守恒定律。

3、“第一類永動機(jī)”永遠(yuǎn)不可能實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗`背了能量守恒定律。

5/7

4.汽油機(jī)的一個工作循環(huán)有四個沖程，圖汽是做功沖程沖程,

在此沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

2.下面實(shí)例中，通過做功使物體內(nèi)能發(fā)生變化的是ACD）

A.鋸木頭時鋸條發(fā)燙B.冬天把手放在爐子旁邊取暖

C.衛(wèi)星殘骸墜入大氣層時與大氣摩擦燃燒D.劃火柴取火

-看完汽油機(jī)的工作原理，我們可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)

燃機(jī)完成4個沖程活塞往復(fù)一次，曲軸轉(zhuǎn)

動周,對外做功次。

例：,臺汽油機(jī)曲軸每秒軋40圈，lOmin對外共做功

9600000J.在這個過程中，曲軸共轉(zhuǎn)動_____圈，活塞往復(fù)

______'次,時外做功，次,平均每次做功J.

汽油機(jī)與柴油機(jī)的異同

汽油機(jī)柴油機(jī)

構(gòu)造頂部有個火花塞頂部有?個噴油嘴

吸入汽油?？諝?/p>

吸氣沖間吸入空氣

的阻合氣體

不

同點(diǎn)燃方式點(diǎn)燃式出燃式

點(diǎn)

效率低高

我重汽乍、大型

應(yīng)用小型汽車、摩托布

拖拉機(jī)

①沖程：活塞在往發(fā)運(yùn)動中從汽缸的一消運(yùn)動到H

相*.

■下列事例中，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是

（）

A）鋸子鋸木頭，據(jù)子發(fā)燙

-B）爆竹飛上天空

C）熱水瓶塞被水蒸氣沖出

■D）燒水水溫升高

6/7

■的甲、乙兩個，甲-我們說煤的熱值大于木柴的熱值，這是

的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量，當(dāng)它們吸收了相等