《內能》與《內能利用》知識點總結

初三物理《內能》與《內能的利用》知識總結

第十三章熱和能

第一節(jié)分子熱運動

1、擴散現(xiàn)象：

定義：不同物質在相互接觸時，彼此進入對方的現(xiàn)象。

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

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

固體間擴散速度最慢。

汽化、升華等物態(tài)變化過程也屬于擴散現(xiàn)象。

擴散速度與溫度有關，溫度越高，分子無規(guī)則運動越劇烈，擴散越快。

由于分子的運動跟溫度有關，所以這種無規(guī)則運動叫做分子的熱運動。

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；

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

間作用力就變得十分微弱，可以忽略了。

第二節(jié)內能

1、內能：

定義：物體內部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和，叫做物體的內能。

任何物體在任何情況下都有內能。內能的單位為焦耳（J）o

內能具有不可測量性。

2、影響物體內能大小的因素：

①溫度：在物體的質量、材料、狀態(tài)相同時，物體的溫度升高，內能增大，溫度降低，

內能減?。环粗?，物體的內能增大，溫度卻不一定升高（例如晶體在熔化的過程中要不斷吸

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

程中要不斷放熱，內能減小，而溫度卻保持不變）。

②質量：在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時，物體的質量越大，物體的內能越大。

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

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

可能不同。

3、改變物體內能的方法：做功和熱傳遞。

①做功：

做功可以改變內能：對物體做功物體內能會增加（將機械能轉化為內能）。

物體對外做功物體內能會減少（將內能轉化為機械能）。

做功改變內能的實質：內能和其他形式的能（主要是機械能）的相互轉化的過程。

如果僅通過做功改變內能，可以用做功多少度量內能的改變大小。

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，內能減少；低溫物體吸收熱量，溫度

升高，內能增加；

注意：

①在熱傳遞過程中，是內能在物體間的轉移，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因為在熱傳遞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能上是等效的。

第三節(jié)比熱容

1、比熱容：

定義：單位質量的某種物質溫度升高（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。

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

度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。

水常用來調節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為水的比熱容大。

比較比熱容的方法：

①質量相同，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、質量和溫度變

化量這三個因素決定的。

第十四章：內能的利用

內能的利用

內能的利用方式

利用內能來加熱：實質是熱傳遞。

利用內能來做功：實質是內能轉化為機械能。

第一節(jié)：熱機

1、熱機：

定義：熱機是利用內能來做功，把內能轉化為機械能的機器。

熱機的種類：蒸汽機、內燃機（汽油機和柴油機）、汽輪機、噴氣發(fā)動機等

2、內燃機：

內燃機活塞在汽缸內往復運動時，從氣缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。

四沖程內燃機包括四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。

在單缸四沖程內燃機中，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2周，活塞上下往復2次，做功1次。

在這四個沖程中只有做功沖程是燃氣對活塞做功，而其它三個沖程（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。

壓縮沖程將機械能轉化為內能。

做功沖程是由內能轉化為機械能。

①汽油機工作過程：

內r樽、

吸氣沖程:進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動，汽油和空氣的混合

物進入汽缸.

壓縮沖程:進氣門和推氣門都關閉.活塞向F.運動.物料混合物被壓縮.

做功沖程:在壓縮沖程結束時.火花塞產生電火花.使燃料猛烈燃燒,產

生高溫高壓的氣體.高溫高壓的氣體推動活塞向下運動,情動曲軸轉動，對外

做功.

排氣沖程;進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸.

②柴油機工作過程:

柴油機四沖程

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汽油機做功沖程的點火方式是點燃式;

柴油機做功沖程的點火方式是壓燃式。

④柴油機比汽油及效率高，比較經濟，但笨重。

⑤汽油機和柴油機在運轉之前都要靠外力輔助啟動。

4、熱值

燃料燃燒，使燃料的化學能轉化為內能。

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，與燃料的形態(tài)、質量、體積、是否

完全燃燒等無關。

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

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、用空氣吹進爐膛（提高燃燒的完全程度）；

以較強的氣流，將煤粉在爐膛里吹起來燃燒（減少煙氣帶走的熱量）。

熱機的效率:熱機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的效

率。

熱機的效率是熱機性能的一個重要標志，與熱機的功率無關。

公式："%2,=^。有用

由于熱機在工作過程中總有能量損失，所以熱機的效率總小于1。

熱機能量損失的主要途徑：廢氣內內、散熱損失、機器損失。

提高熱機效率的途徑：①使燃料充分燃燒，盡量減小各種熱量損失；②機件間保持良

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

能量，是提高燃料利用率的重要措施。

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

內燃機的效率比蒸汽機高，柴油機的效率比汽油機高。

第三節(jié)：能量的轉化與守恒

1、能量的轉化與守恒

（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，如機械能、內能、光能、電能、化學能、核能等。

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

時；也可以從一種形式轉化為另一種形式，如太陽能電池、發(fā)電機等。

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

其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，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

論是物理學問題還是化學、生物學、地理學、天文學的問題，所有能量轉化的過程，都遵從

能量守恒定律。

3、“第一類永動機”永遠不可能實現(xiàn)，因為它違背了能量守恒定律。

5/7

4.汽油機的一個工作循環(huán)有四個沖程，圖汽是做功沖程沖程,

在此沖程中內能轉化為機械能

2.下面實例中，通過做功使物體內能發(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

-看完汽油機的工作原理，我們可以發(fā)現(xiàn)內

燃機完成4個沖程活塞往復一次，曲軸轉

動周,對外做功次。

例：,臺汽油機曲軸每秒軋40圈，lOmin對外共做功

9600000J.在這個過程中，曲軸共轉動_____圈，活塞往復

______'次,時外做功，次,平均每次做功J.

汽油機與柴油機的異同

汽油機柴油機

構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

同點燃方式點燃式出燃式

點

效率低高

我重汽乍、大型

應用小型汽車、摩托布

拖拉機

①沖程：活塞在往發(fā)運動中從汽缸的一消運動到H

相*.

■下列事例中，是機械能轉化為內能的是

（）

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

的質量大于乙的質量，當它們吸收了相等