第十三章熱和能第一節(jié)分子熱運(yùn)動(dòng)1、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(dòng)越劇烈，擴(kuò)散越快。由于分子的運(yùn)動(dòng)跟溫度有關(guān)，所以這種無規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做分子的熱運(yùn)動(dòng)。分子間存在相互作用的引力和斥力。分子間存在引力。例：兩個(gè)削平擦干凈的鉛塊壓在一起不易分開；兩滴液體靠近后會(huì)合在一起。分子間存在斥力。例：固體和液體很難被壓縮。當(dāng)分子間距離等于r0（r0=10-10m）時(shí)，分子間引力和斥力相等，合力為0，對(duì)外不顯力；當(dāng)分子間距離減小，小于r0時(shí)，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；當(dāng)分子間距離增大，大于r0時(shí)，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10r0時(shí)，分子間作用力就變得十分微弱，可以忽略了。例：“破鏡難圓”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(dòng)的動(dòng)能與分子勢(shì)能的總和，叫做物體的內(nèi)能。一切物體在任何情況下都有內(nèi)能。例：溫度很低的冰山有內(nèi)能內(nèi)能的單位為焦耳，簡(jiǎn)稱為焦，符號(hào)為J。2、影響物體內(nèi)能大小的因素：①溫度；②質(zhì)量；③材料；④狀態(tài)常見問題：判斷1）物體的溫度升高，內(nèi)能越大。（√）2）溫度越高的物體，內(nèi)能越大。（×）3）物體的內(nèi)能增大，溫度越高。（×）（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）4）溫度越高的物體，內(nèi)能越大。（×）3、改變物體內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞。①做功可以改變內(nèi)能：對(duì)物體做功物體內(nèi)能會(huì)增大（將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）。物體對(duì)外做功物體內(nèi)能會(huì)減?。▽?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?jī)?nèi)能的改變大小。②熱傳遞：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。常見選擇題選項(xiàng)熱傳遞是能量從內(nèi)能大的物體傳到內(nèi)能小物的體的過程（×）原因：溫度高的物體，內(nèi)能不一定大。熱傳遞的條件：存在溫度差。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?！顭崃渴亲兓浚荒苷f“吸收熱量”或“放出熱量”，不能說“含有”、“具有”熱量。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：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；在熱傳遞過程中，若不計(jì)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；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；如果沒有溫度差，就不會(huì)發(fā)生熱傳遞。③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：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（或降低）1℃時(shí)吸收（或放出）的熱量。2、比熱容用符號(hào)c表示，它的單位是焦每千克攝氏度，符號(hào)是J/(kg·℃)3、比熱容是表示物體吸熱或放熱能力的物理量。4、物理意義：水的比熱容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，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4.2×103J。5、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)。6、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?、比較：質(zhì)量相同時(shí)①升高溫度相同，比熱容大，吸收熱量多。②吸收熱量相同時(shí)，比熱容大，溫度升高慢。實(shí)驗(yàn)時(shí)，用加熱時(shí)間來表示吸收的熱量8、熱量的計(jì)算公式：①溫度升高時(shí)用：Q吸＝cm（t－t0）c＝eq\f(Q吸,m（t－t0）)m＝eq\f(Q吸,c（t－t0）)t＝eq\f(Q吸,cm)+t0t0＝t-eq\f(Q吸,cm)②溫度降低時(shí)用：Q放＝cm（t0－t）c＝eq\f(Q放,m（t0－t）)m＝eq\f(Q放,c（t0－t）)t0＝eq\f(Q放,cm)+tt＝t0-eq\f(Q放,cm)③只給出溫度變化量時(shí)用：Q＝cm△tc＝eq\f(Q,m△t)m＝eq\f(Q,c△t)△t＝eq\f(Q,cm)Q——熱量——焦耳（J）；c——比熱容——焦耳每千克攝氏度（J/(kg·℃)）；m——質(zhì)量——千克（kg）；t——末溫——攝氏度（℃）；t0——初溫——攝氏度（℃）審題時(shí)注意“升高（降低）到10℃”還是“升高（降低）（了）10℃”，前者的“10℃”是末溫（t），后面的“10℃”是溫度的變化量（△t）。由公式Q＝cm△t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(gè)因素決定的。第十四章內(nèi)能的利用一熱機(jī)熱機(jī)：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(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的種類：汽油機(jī)和柴油機(jī)沖程:活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從氣缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程。四沖程汽油機(jī)包括四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)有4個(gè)沖程，每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)2周，活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)2次，做功1次。四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。汽油機(jī)和柴油機(jī)的比較：①汽油機(jī)的氣缸頂部是火花塞；柴油機(jī)的氣缸頂部是噴油嘴。②汽油機(jī)吸氣沖程吸入氣缸的是汽油和空氣組成的燃料混合物；柴油機(jī)吸氣沖程吸入氣缸的是空氣。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(dòng)。二、熱值燃料燃燒，使燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。1、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(hào)q表示。2、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）。3、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、公式：①Q(mào)放＝qmm=q=Q放——燃料完全燃燒放出的熱量——焦耳（J）；q——熱值——焦耳每千克（J/kg）；m——燃料質(zhì)量——千克（kg）。②Q放＝qVV=q=Q放——燃料完全燃燒放出的熱量——焦耳（J）；q——熱值——焦耳每立方米（J/m3）；V——燃料體積——立方米（m3）。5、物理意義：酒精的熱值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。三熱機(jī)效率1、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， 三是隨廢氣排除，只有一小部分被有效利用。2、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。3、公式：Q放=W有用=Q放ηη————熱機(jī)的效率；W有用————有用功（有用機(jī)械能）;Q放——燃料完全燃燒放出的熱量熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要標(biāo)志，與熱機(jī)的功率無關(guān)。4、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。5、熱機(jī)能量損失的主要途徑：廢氣排出、散熱損失、機(jī)器克服