1、第十二章第十二章 机械能和内能机械能和内能第一节第一节 动能动能 势能势能 机械能机械能在物理学中，把物体做功的在物理学中，把物体做功的本领本领叫做叫做能。能。物体能做多少功，就说它有多少能。物体能做多少功，就说它有多少能。能的单位：能的单位：焦焦( (J J) ) 一个物体如果一个物体如果能够能够对另一个物体做功，这对另一个物体做功，这个物体就具有个物体就具有能量能量，简称，简称能能 物体具有的能量越多物体具有的能量越多, ,它对其他物体它对其他物体做的功就可以越多做的功就可以越多. .一一.能能二二. .动能动能1 1、物体由于运动而具有的能叫做、物体由于运动而具有的能叫做动能动能. .2
2、 2、动能的大小与那些、动能的大小与那些因素因素有关有关 运动物体的动能大小与物体的运动物体的动能大小与物体的速速度度和和质量质量有关，物体的速度越有关，物体的速度越大大，质量，质量越越大大，它具有的动能就越，它具有的动能就越大大三弹性势能：三弹性势能： 1 1、物体由于发生弹性形变而具有的能、物体由于发生弹性形变而具有的能2 2、在一定限度内，形变越大，形变的、在一定限度内，形变越大，形变的物体具有的物体具有的弹性势能弹性势能就就越大越大四重力势能四重力势能1 1、被举高的物体具有的能叫做、被举高的物体具有的能叫做重力势能重力势能2 2、物体重力势能的大小与、物体重力势能的大小与物体的质量物
3、体的质量和和被举被举的高度的高度有关，质量越有关，质量越大大，被举的高度越，被举的高度越大大，物，物体所具有的重力势能就越体所具有的重力势能就越大大一个物体可以同时具有动能与势能一个物体可以同时具有动能与势能机械能机械能动动 能能势能势能势势 能能重力势能重力势能 弹性势能弹性势能五动能和势能之间的相互转化五动能和势能之间的相互转化第二节第二节 内能内能 热量热量 物体内物体内所有所有分子做无规则运动的动能和分分子做无规则运动的动能和分子势能的子势能的总和总和叫做物体的叫做物体的内能内能。任何物体任何物体在在任何情况下任何情况下都具有内能。都具有内能。温度温度升高升高，物体的内能，物体的内能增
4、加增加。内能与物体的内能与物体的温度温度、质量质量、状态状态有关。有关。一一.内能内能关于热传递：关于热传递：1 1、发生的条件：、发生的条件：2 2、传递的方向：、传递的方向：3 3、传递的结果：、传递的结果：4 4、传递的是什么：、传递的是什么：存在温度差存在温度差高温到低温高温到低温温度相同温度相同内能内能 热量热量二、改变物体内能的一种方式二、改变物体内能的一种方式热传递热传递 物理学中物理学中, ,把物体在热传递过程中把物体在热传递过程中转移能转移能量的多少量的多少叫做热量叫做热量(heat),(heat),用符号用符号Q Q 表示表示. .热热量的单位与能量的单位相同量的单位与能量
5、的单位相同, ,也是焦耳也是焦耳, ,即焦即焦(J).(J).关于热量：关于热量：1 1、热量是一个过程量、热量是一个过程量2 2、只能说物体吸收（或放出）了多少热量，、只能说物体吸收（或放出）了多少热量，不能说物体具（含）有多少热量不能说物体具（含）有多少热量3 3、在只有热传递这一种方式的情况下，物、在只有热传递这一种方式的情况下，物体吸收热量内能增加体吸收热量内能增加三三.热量热量第三节 物质的比热容 单位质量的某种物质，温度升高C所吸收的热量叫做这种物质的比热容符号：单位：焦每千克摄氏度，符号：)/(ckgJo例如：水的比热容为4.2103， 它表示的物理含义： _。)/(ckgJo
6、质量为千克的水温度升高 C 时吸收的热量是.J性质性质：比热容是物质的一种属性比热容是物质的一种属性，每种物质，每种物质都有自己的比热容都有自己的比热容2、质量相同的不同种物质，吸收相等的热量，比热容越大温度变化_ 1、质量相同的不同种物质，升高相同的温度时，比热容越大吸收热量_越多越小时间min 10沙子的温度213442 4855水的温度212732 374045 5155水的比热容比沙子的比热容大水的比热容比沙子的比热容大 实验表明：物体在吸热或放热的过程中，物实验表明：物体在吸热或放热的过程中，物体的质量越大，它的比热容越大，温度的变化越体的质量越大，它的比热容越大，温度的变化越大，物
7、体吸收或放出的热量就越多设物体的比大，物体吸收或放出的热量就越多设物体的比热容为热容为c c，质量为，质量为m m，初温度为，初温度为to,to,末温度为末温度为t .t . 当物体温度升高时，所吸收的热量为当物体温度升高时，所吸收的热量为吸吸cm(t-tcm(t-t0 0) )当物体温度降低时，所放出的热量为：当物体温度降低时，所放出的热量为：放放cm(tcm(t0 0-t)-t) 第三节第三节 机械能与内能的相互转化机械能与内能的相互转化1、做功做功改变物体内能的另一种方法改变物体内能的另一种方法 做功与热传递对改变物体的内能是做功与热传递对改变物体的内能是等效等效的。的。热传递热传递方式
8、改变内能是内能的方式改变内能是内能的转移转移过程，能过程，能的形式没有变；的形式没有变；而而做功做功方式改变内能是机械能与内能的方式改变内能是机械能与内能的转化转化过程，能的形式已经发生改变。过程，能的形式已经发生改变。 进气门进气门 排气门排气门 火花塞火花塞 汽缸汽缸 活塞活塞 连杆连杆 曲轴曲轴进气进气排气排气点火点火燃料在里面燃烧燃料在里面燃烧压缩气体压缩气体连接活塞与曲轴连接活塞与曲轴把直线运动变为圆周运动把直线运动变为圆周运动2 2、热机热机： 热机是将燃料燃烧产生的高温高热机是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的装置压燃气的内能转化为机械能的装置. 吸气冲程：吸气冲程
9、：进气门进气门 排气门排气门 活塞活塞 运动运动 被吸入汽缸被吸入汽缸压缩冲程：压缩冲程：进气门进气门排气门排气门 活塞活塞运动运动被压缩，温度被压缩，温度，能转化能转化能能做功冲程：做功冲程：当活塞快到汽缸顶端时，当活塞快到汽缸顶端时，打火，打火，点燃点燃，气体燃烧，产生，气体燃烧，产生的燃气，的燃气，推动活塞推动活塞运动，运动，能转化能转化能能排气冲程：排气冲程：进气门进气门 排气门排气门 活塞活塞运动，将运动，将排出汽缸排出汽缸打开打开关闭关闭向下向下燃料和空气的混合气体燃料和空气的混合气体关闭关闭关闭关闭向上向上燃料和空气的混合气体燃料和空气的混合气体 升高升高机械能机械能内能内能火花
10、塞火花塞混合气体混合气体高温高压高温高压向下向下内能内能机械能机械能关闭关闭打开打开向上向上废气废气 内燃机项目 汽油机 柴油机 构 造 吸 入 物 质 点 火 方 式 效 率 应 用汽油机与柴油机的区别汽油机与柴油机的区别火花塞火花塞喷油嘴喷油嘴汽油和空气汽油和空气空气空气点燃式点燃式压燃式压燃式效率低效率低20%-30%效率高效率高30%-45%汽车汽车 飞机飞机 摩托车摩托车载重汽车载重汽车 火车火车 轮船轮船1.1.曲轴旋转曲轴旋转圈圈, ,活塞往复活塞往复次次. .2.2.活塞经历四个冲程活塞经历四个冲程, , 分别为分别为 冲程冲程 冲程冲程 冲程冲程冲程。其中冲程。其中 冲程时燃气对外做功冲程时燃气对外做功. .两两两两吸气吸气 压缩压缩做功做功排气排气做功做功3 3、 燃料的热值燃料的热值 1kg 1kg某种燃料完全燃烧放出的热量某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。用叫做这种燃料的热值。用q q表示表示燃料热值单位：国际单位燃料热值单位：国际单位 焦焦/ /千克千克 J/kgJ/kg常用单位常用单位 焦焦/ /米米3 3 J/mJ/m3 3质量为质量为m m的燃料完全燃烧所放出的热量为的燃料完全燃烧所放出的热量为: : Q = m qQ = m q或或 Q = V qQ = V q
